Molibdeno
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| Molibdeno | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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42 Mo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Apariencia | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gris metálico  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades generales | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | molibdeno, Mo, 42 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pronunciación | / ˌ m ɒ l ɪ b d yo n əm / MOL -ib- DEE -nəm o / m ə l ɪ b d ɨ n əm / mə- LIB-di-nəm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Categoría metálico | metal de transición | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | 6, 5, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atómico estándar | 95,96 (2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [ Kr ] 5s 1 4d 5 2, 8, 18, 13, 1  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Historia | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Descubrimiento | Carl Wilhelm Scheele (1778) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Primer aislamiento | Peter Jacob Hjelm (1781) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fase | sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad (cerca rt) | 10,28 g · cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líquido densidad en mp | 9,33 g · cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusion | 2896 K , 2623 ° C, 4753 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullicion | 4912 K, 4639 ° C, 8382 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de fusión | 37.48 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| El calor de vaporización | 598 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacidad calorífica molar | 24.06 J · mol -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión del vapor | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Propiedades atómicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidación | 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2 (Fuertemente ácida óxido) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 2,16 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energías de ionización | Primero: 684.3 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Segundo: 1560 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tercero: 2618 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico | 139 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 154 ± 17:00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscelánea | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | centrada en el cuerpo cúbico  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordenamiento magnético | paramagnético | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La resistividad eléctrica | (20 ° C) 53,4 nΩ · m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 138 W · m -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Difusividad térmica | (300 K) 54,3 mm² / s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Expansión térmica | (25 ° C) 4,8 micras · m -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido (varilla delgada) | ( rt) 5400 m · s -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| El módulo de Young | 329 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo de corte | 126 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo de volumen | 230 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Relación de Poisson | 0.31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza de Mohs | 5.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Vickers | 1530 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Brinell | 1500 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Número de registro del CAS | 7439-98-7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La mayoría de los isótopos estables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Los isótopos de molibdeno | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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El molibdeno es un Grupo 6 elemento químico con el símbolo Mo y número atómico 42. El nombre es de Neo-Latina Molybdaenum, del griego antiguo molybdos Μόλυβδος, lo que significa plomo, ya que sus minerales se confundieron con minerales de plomo. Minerales de molibdeno se han conocido en la prehistoria, pero el elemento fue descubierto (en el sentido de que lo diferencia como una nueva entidad de las sales minerales de otros metales) en 1778 por Carl Wilhelm Scheele. El metal fue aislado por primera vez en 1781 por Peter Jacob Hjelm.
El molibdeno no se produce de forma natural como libre de metal en la Tierra, sino en varios estados de oxidación de los minerales. El elemento libre, que es un plateado de metal con una fundición gris, tiene la el sexto más alto punto de fusión de cualquier elemento. Se forma fácilmente dura y estable carburos en las aleaciones, y por esta razón la mayor parte de la producción mundial del elemento (aproximadamente 80%) es en la fabricación de muchos tipos de acero aleaciones, incluyendo aleaciones de alta resistencia y superaleaciones.
La mayoría de los compuestos de molibdeno tienen baja solubilidad en agua, pero la ion molibdato MoO _ 4 2- es soluble y se forma cuando los minerales que contienen molibdeno están en contacto con el oxígeno y el agua. Industrialmente, molibdeno compuestos (alrededor del 14% de la producción mundial del elemento) se utilizan en de alta presión y alta temperatura aplicaciones, como pigmentos y catalizadores .
Enzimas que contienen molibdeno son, con mucho, los catalizadores más comunes usados por algunas bacterias para romper el enlace químico en molecular atmosférica de nitrógeno , lo que permite biológica fijación de nitrógeno . Al menos 50 enzimas que contienen molibdeno son ahora conocidos en bacterias y animales, aunque sólo enzimas bacterianas y de cianobacterias están involucrados en la fijación de nitrógeno, y estos nitrogenasas contienen molibdeno en una forma diferente al resto. Debido a las diversas funciones de los diversos otros tipos de enzimas de molibdeno, el molibdeno es un elemento necesario para la vida en todos los organismos superiores ( eucariotas ), aunque no en todas las bacterias.
Características
Propiedades físicas
En su forma pura, el molibdeno es un metal gris plateado con una dureza de Mohs de 5,5. Tiene un punto de fusión de 2623 ° C (4753 ° F); de los elementos presentes en la naturaleza, sólo tántalo , osmio , renio , tungsteno y carbono tienen puntos de fusión más altos. Oxidación débil de molibdeno se inicia a 300 ° C. Tiene uno de los coeficientes más bajos de expansión térmica entre los metales utilizados comercialmente. La resistencia a la tracción de los alambres de molibdeno aumenta aproximadamente 3 veces, de aproximadamente 10 a 30 GPa, cuando su diámetro disminuye de ~ 50-100 nm a 10 nm.
Isótopos
Hay 35 conocidos isótopos de molibdeno, que van en masa atómica 83-117, así como cuatro metaestable isómeros nucleares. Siete isótopos producen de forma natural, con masas atómicas de 92, 94, 95, 96, 97, 98, y 100. De estos isótopos naturales, sólo molibdeno-100 es inestable.
Molibdeno-98 es el más abundante isótopo, que comprende 24,14% de todo el molibdeno. Molibdeno-100 tiene una vida media de aproximadamente 10 19 Y y sufre doble desintegración beta en rutenio -100. Isótopos de molibdeno con números de masa 111 a 117 tienen una vida media de aproximadamente 150 ns. Todos los isótopos inestables de la decadencia de molibdeno en isótopos de niobio , tecnecio , y rutenio .
Como se ha señalado también por debajo, la aplicación de molibdeno isotópica más común consiste en molibdeno-99, que es un producto de fisión. Es un radioisótopo padre que el radioisótopo hija emisor gamma de corta duración tecnecio-99m, una isómero nuclear utilizado en diversas aplicaciones de formación de imágenes en la medicina. En 2008, la Universidad de Tecnología de Delft solicitó una patente en la producción basada molibdeno-98-de molibdeno-99.
Los compuestos y la química
| Oxidación estado | Ejemplo |
|---|---|
| -2 | Na 2 [2 Mo (CO) 10] |
| 0 | Mo (CO) 6 |
| 1 | Na [C 6 H 6 Mo] |
| 2 | MoCl 2 |
| 3 | Na 3 [Mo (CN)] 6 |
| 4 | MoS2 |
| 5 | MoCl 5 |
| 6 | MoF 6 |
El molibdeno es un metal de transición con una electronegatividad de 2,16 en la escala de Pauling y un peso atómico estándar de 95.96 g / mol. No reacciona visiblemente con oxígeno o agua a temperatura ambiente, y la oxidación mayor se produce a temperaturas superiores a 600 ° C, resultando en trióxido de molibdeno:
- 2 Mo + 3 O 2 → 2 MoO3
El trióxido es volátil y se sublima a temperaturas elevadas. Esto previene la formación de una capa de óxido protectora continua, lo que detener la oxidación mayor parte de metal. El molibdeno tiene varios estados de oxidación , siendo el más estable 4 y 6 (en negrita en la tabla). La química y los compuestos muestran más similitud con las de tungsteno que la de cromo. Un ejemplo es la inestabilidad de molibdeno (III) y tungsteno (III) compuestos en comparación con la estabilidad del cromo (III) compuestos. El estado de oxidación más alto es común en el molibdeno (VI) óxido (MoO3), mientras que el compuesto de azufre normal es disulfuro de molibdeno MoS2.
El molibdeno (VI) óxido es soluble en fuerte agua alcalina, formando molibdatos (MoO4 2-). Molibdatos son oxidantes más débiles que cromatos, pero muestran una tendencia similar para formar el complejo oxoaniones por condensación a un menor valores de pH, tales como [Mo 7 O 24] 6 y [Mo 8 O 26] 4-. Polimolibdatos pueden incorporar otros iones en su estructura, formando polioxometalatos. Los de color azul oscuro fósforo -Con heteropolimolibdato P [Mo 12 O 40] 3- se utiliza para la detección espectroscópica de fósforo. La amplia gama de estados de oxidación de molibdeno se refleja en diversos cloruros de molibdeno:
- El molibdeno (II) cloruro de MoCl 2 (sólido amarillo)
- El molibdeno (III) cloruro MoCl 3 (sólido oscuro rojo)
- El molibdeno (IV) cloruro MoCl 4 (negro sólido)
- Molibdeno (V) cloruro MoCl (sólido de color verde oscuro) 5
- El molibdeno (VI) de cloruro de MoCl 6 (sólido marrón)
La estructura de la MoCl 2 se compone de Mo 6 Cl 8 + 4 grupos con cuatro iones cloruro para compensar la carga.
Al igual que el cromo y algunos otros metales de transición, el molibdeno es capaz de formar bonos cuádruples, como en Mo 2 (CH 3 COO) 4. Este compuesto se puede transformar en Mo 2 Cl 8 4-, que también tiene un enlace cuádruple.
El estado de oxidación 0 es posible con monóxido de carbono como ligando, tal como en hexacarbonilo molibdeno, Mo (CO) 6.
Historia
La molibdenita-el principal mineral de la que el molibdeno se extrae ahora-era conocido previamente como molibdeno. Molibdeno fue confundido con y utiliza a menudo como si fuera grafito. Como el grafito, molibdenita se puede utilizar para ennegrecer una superficie o como un lubricante sólido. Incluso cuando molibdeno era distinguible de grafito, que todavía estaba confundido con el común de plomo mineral de PbS (ahora llamado galena); el nombre proviene del griego antiguo molybdos Μόλυβδος, lo que significa plomo. (La misma palabra griega se ha propuesto como un loanword de Anatolia Luvian y Lenguas de Lidia).
Aunque aparente aleación deliberada de molibdeno con acero en una espada japonesa del siglo 14 (fabricado. Ca. 1330) ha informado, que el arte nunca fue empleado ampliamente y se perdió más tarde. En Occidente en 1754, Bengt Andersson Qvist examinó molibdenita y determinó que no contiene plomo, y por lo tanto no era el mismo como galena.
Por 1778 sueca químico Carl Wilhelm Scheele declaró firmemente que molibdeno fue (de hecho) no galena ni grafito. En lugar de ello, Scheele fue más allá y correctamente propuso que era un mineral de molibdeno de un nuevo elemento distinto, molibdeno llamado así por el mineral en la que residía, y de la que podría ser aislado. Peter Jacob Hjelm aisló con éxito mediante el uso de molibdeno de carbono y aceite de linaza en 1781.
Desde hace aproximadamente un siglo después de su aislamiento, el molibdeno no tenía ningún uso industrial, debido a su escasez relativa, dificultad para extraer el metal puro, y la inmadurez de las técnicas metalúrgicas apropiados. Aleaciones de acero de molibdeno Los primeros mostraron una gran promesa en el aumento de su dureza, pero los esfuerzos para su fabricación a gran escala se vieron obstaculizadas por resultados inconsistentes y una tendencia hacia la fragilidad y recristalización. En 1906, William Coolidge presentó una patente para la prestación de molibdeno dúctil, que conduce a su uso como un elemento de calentamiento para hornos de alta temperatura y como apoyo para las bombillas de filamento de tungsteno; la formación de óxido y la degradación requieren que el molibdeno ser sellado o se mantiene en un gas inerte físicamente. En 1913, Frank E. Elmore desarrolló una proceso de flotación para recuperar molibdenita a partir de minerales; de flotación se mantiene el proceso de aislamiento primaria
Durante la primera guerra mundial , la demanda de molibdeno se disparó; se utiliza tanto en blindaje y como un sustituto de tungsteno en aceros de alta velocidad. Algunos tanques británicos estaban protegidos por 75 mm (3 pulgadas) Las planchas de acero de manganeso, pero esto resultó ser ineficaz. Las placas de acero al manganeso se sustituyeron por 25 mm (1 in) de molibdeno chapado de acero permitiendo una mayor velocidad, una mayor maniobrabilidad, y una mejor protección. Los alemanes también utilizaron molibdeno dopado de acero para la artillería pesada. Esto era porque el acero tradicional funde a el calor producido por la pólvora suficiente para lanzar una una concha tonelada. Después de la guerra, la demanda cayó en picado hasta que los avances metalúrgicos permite un amplio desarrollo de aplicaciones en tiempo de paz. En la Segunda Guerra Mundial , el molibdeno volvió a ver la importancia estratégica como sustituto de tungsteno en aleaciones de acero.
Aparición
El molibdeno es el elemento 54a más abundante en la corteza de la Tierra y el elemento más abundante en los océanos 25, con un promedio de 10 partes por mil millones; es el elemento más abundante en el Universo 42a. El ruso Luna 24 misión descubrió un grano de molibdeno-cojinete (1 × 0,6 micras) en una piroxeno fragmento tomado de Mare Crisium en la Luna . La rareza comparativo de molibdeno en la corteza terrestre se compensa con su concentración en un número de minerales insolubles en agua, a menudo combinados con azufre, de la misma manera como el cobre, con el que se encuentra a menudo. Aunque el molibdeno se encuentra en este tipo de minerales como wulfenita (PbMoO 4) y powellita (CaMoO 4), la principal fuente comercial de molibdeno es molibdenita (Mo S 2). El molibdeno se extrae como principal mineral, y también se recupera como un subproducto de la minería del cobre y tungsteno.
Históricamente, la Mina Knaben en el sur de Noruega , inaugurado en 1885, fue la primera mina de molibdeno dedicado. Es cerrado desde 1973-2007, pero ahora se vuelve a abrir. Las grandes minas en Colorado (tales como el Mina de Henderson y el Climax mío) y en Columbia Británica dió molibdenita como su producto principal, mientras que muchos depósitos de pórfidos de cobre, tales como la Bingham Canyon Minas en Utah y la Mina de Chuquicamata, en el norte de Chile producir molibdeno como subproducto de la minería del cobre.
La producción mundial de molibdeno fue de 250.000 de toneladas en 2011, los mayores productores son China, (94.000 t), Estados Unidos (64.000 t), Chile (38.000 t), Perú (18.000 t) y México (12.000 t). Las reservas totales se estiman en 10 millones de toneladas, y se concentran sobre todo en China (4,3 toneladas), Estados Unidos (2,7 mt) y Chile (1,2 mt). Por continentes, el 93% de la producción de molibdeno mundo se acerca dividido a partes iguales entre América del Norte, América del Sur (principalmente en Chile), y China. Europa y el resto de Asia (principalmente Armenia, Rusia, Irán y Mongolia) producen el resto.
Producción del metal
En el procesamiento de molibdenita, la molibdenita se calienta primero a una temperatura de 700 ° C (1292 ° F) y el sulfuro se oxida en molibdeno (VI) óxido por el aire:
- 2 MoS 2 + 7 O 2 → 2 MoO3 + 4 SO 2
El mineral oxidado es entonces o bien se calienta a 1100 ° C (2010 ° F) para sublimar el óxido, o lixiviada con amoníaco , que reacciona con el molibdeno (VI) para formar óxido de molibdatos solubles en agua:
- MoO3 + 2 NH 4 OH → (NH 4) 2 (MoO4) + H 2 O
Copper, una impureza en molibdenita, es menos soluble en amoníaco. Para eliminar completamente de la solución, se precipita con sulfuro de hidrógeno.
Molibdeno puro se produce por reducción del óxido con hidrógeno, mientras que el molibdeno para la producción de acero se reduce por la reacción aluminotérmica con la adición de hierro para producir ferromolibdeno. Una forma común de ferromolibdeno contiene 60% de molibdeno.
El molibdeno tiene un valor de aproximadamente $ 30,000 por tonelada a partir de agosto de 2009. Mantuvo un precio en o cerca de 10.000 dólares por tonelada desde 1997 hasta 2003, y alcanzó, debido al aumento de la demanda, a un máximo de 103.000 dólares por tonelada en junio de 2005. En 2008, la Bolsa de Metales de Londres anunció que el molibdeno se comercializa como un producto básico en la bolsa.
Aplicaciones
Aleaciones
Alrededor del 86% de molibdeno producido se utiliza en aplicaciones metalúrgicas tales como aleaciones, con el resto de molibdeno utilizado como compuestos en aplicaciones químicas. Uso industrial estimado fraccional mundial de molibdeno es de acero estructural 35%, acero inoxidable 25%, productos químicos 14%, herramienta y de alta velocidad aceros 9%, hierro fundido 6%, el molibdeno metal elemental 6%, y superaleaciones, 5%.
La capacidad de molibdeno para soportar temperaturas extremas sin expandir o de reblandecimiento significativamente lo hace útil en aplicaciones que implican calor intenso, incluida la fabricación de la armadura, piezas de aviones, contactos eléctricos, motores industriales y filamentos.
La mayor parte de acero de alta resistencia aleaciones (ejemplo 41xx aceros) contienen 0,25% a 8% de molibdeno. A pesar de esas pequeñas porciones, más de 43.000 toneladas de molibdeno se utilizan como agente de aleación cada año en aceros inoxidables, aceros para herramientas, fundido plancha y alta temperatura superaleaciones.
El molibdeno también se utiliza en acero aleaciones para su alta a la corrosión y resistencia soldabilidad. El molibdeno contribuye resistencia adicional a la corrosión a "cromo-molibdeno" tipo-300 aceros inoxidables (aceros de alto contenido de cromo que son resistentes a la corrosión ya debido a su contenido de cromo, pero en realidad no es un tipo de acero-300, pero en su lugar una serie 41xx que no es de acero "cromo-molibdeno") y, especialmente, por lo que en la los llamados súper aceros inoxidables austeníticos (tales como la aleación AL-6XN). Molibdeno actúa aumentando la tensión de celosía, aumentando así la energía necesaria para disolver a cabo los átomos de hierro de la superficie.
Debido a su densidad más baja y más estable de precios, el molibdeno se usa a veces en lugar de tungsteno. Un ejemplo es la serie "M" de aceros de alta velocidad, tales como M2, M4 y M42 como la sustitución de la serie de acero 'T', que contienen tungsteno. El molibdeno se puede implementar tanto como agente de aleación y como un revestimiento resistente a la llama para otros metales. Aunque su punto de fusión es 2623 ° C (4753 ° F), el molibdeno se oxida rápidamente a temperaturas superiores a 760 ° C (1400 ° F) por lo que es mejor adecuado para su uso en entornos de vacío.
TZM (Mo (~ 99%), Ti (~ 0,5%), Zr (~ 0,08%) y algunos C) es una superaleación de molibdeno resistente a la corrosión que resiste sales de fluoruro fundidos a temperaturas superiores a 1300C. Tiene aproximadamente el doble de la fuerza de puro Mo, y es más dúctil y más soldable, sin embargo, en las pruebas que resistió la corrosión de una sal eutéctica estándar ( FLiBe) y sal vapores utilizan en reactores de sales fundidas para 1.100 horas con tan poco corrosión que era difícil de medir.
Otras aleaciones de molibdeno que no contienen hierro tienen aplicaciones limitadas. Por ejemplo, debido a la resistencia a la corrosión contra el zinc fundido, tanto molibdeno puro y la aleación de molibdeno / tungsteno (70% / 30%) se utilizan para tuberías, agitadores y impulsores de la bomba que entran en contacto con zinc fundido.
Otras aplicaciones como el elemento puro
- Polvo de molibdeno se utiliza como fertilizante para algunas plantas, tales como la coliflor.
- Molibdeno elemental también se utiliza en NO, NO2, NOx analizadores en las centrales de control de la contaminación. A 350 ° C (662 ° F) el elemento actúa como un catalizador para el NO 2 / NO x para formar moléculas de NO sólo para lecturas consistentes de luz infrarroja.
- Ánodos de molibdeno reemplazan tungsteno en ciertas fuentes de rayos X de baja tensión, para usos especializados, tales como mamografía.
- El isótopo radiactivo se utiliza molibdeno-99 para generar tecnecio-99m, que se utiliza para las imágenes médicas.
Los compuestos (14% del consumo mundial)
- Disulfuro de molibdeno (MoS 2) se utiliza como un lubricante sólido y una alta temperatura (HPHT) agente antidesgaste de alta presión. Forma fuertes películas sobre superficies metálicas y es un aditivo común a HPHT grasas - en el caso de un fallo catastrófico de grasa, una capa delgada de molibdeno evita el contacto de las partes lubricadas. También tiene propiedades semiconductoras con claras ventajas sobre el silicio o tradicional grafeno en aplicaciones de electrónica. MoS 2 también se utiliza como un catalizador en hidrocraqueo de fracciones de petróleo que contienen nitrógeno, azufre y oxígeno.
- El molibdeno disiliciuro (MoSi2) es un conductor de la electricidad cerámica con el uso primario en elementos de calefacción que funcionan a temperaturas superiores a 1500 ° C en el aire.
- Trióxido de molibdeno (MoO3) se utiliza como un adhesivo entre esmaltes y metales. Molibdato de plomo (wulfenita) co-precipitado con cromato de plomo y sulfato de plomo es un pigmento de color naranja brillante se utiliza con la cerámica y plásticos.
- Heptamolibdato de amonio se utiliza en procedimientos de tinción biológicos.
- El molibdeno revestido de vidrio de sosa y cal se utiliza para CIGS fabricación de la célula solar.
- Ácido fosfomolíbdico es una mancha utilizado en la cromatografía en capa fina.
- Molibdeno-99 es un radioisótopo padre para el radioisótopo hija tecnecio-99m, que se utiliza en muchos procedimientos médicos. El isótopo se trata y almacena como el molibdato.
Papel biológico
Bioquímica
El papel más importante del molibdeno en los organismos vivos es como un metal heteroátomo en el sitio activo en ciertas enzimas. En la fijación de nitrógeno en ciertas bacterias, la enzima nitrogenasa, que está implicado en la etapa terminal de la reducción de nitrógeno molecular, por lo general contiene molibdeno en el sitio activo (aunque también se conoce la sustitución de Mo con hierro o vanadio). La estructura del centro catalítico de la enzima es similar a la de proteínas hierro-azufre: incorpora una Fe 4 S 3 y múltiple Mofe 3 S 3 grupos.
En 2008, se informó de evidencia de que la escasez de molibdeno en los primeros océanos de la Tierra era un factor limitante para casi dos mil millones años en la evolución posterior de la vida eucariota (que incluye todas las plantas y animales) como eucariotas no pueden fijar el nitrógeno, y por lo tanto debe adquirir la mayor parte de su nitrógeno oxidado adecuado para la preparación de compuestos de nitrógeno orgánico, o los propios compuestos orgánicos (como las proteínas) a partir de bacterias procariotas. La escasez de molibdeno resultado de la relativa falta de oxígeno en el océano primitivo. La mayoría de los compuestos de molibdeno tienen baja solubilidad en agua, pero el ion molibdato de MoO 4 2- es soluble y se forma cuando los minerales que contienen molibdeno están en contacto con el oxígeno y el agua. Una vez que el oxígeno hecha por la vida temprana apareció en el agua de mar, que ayudó a disolver molibdeno en molibdato soluble de minerales en el fondo marino, su puesta a disposición por primera vez a las bacterias fijadoras de nitrógeno, y que les permite proporcionar los compuestos de nitrógeno utilizables más fijos para las formas superiores de vida.
Aunque el oxígeno una vez que promueve la fijación de nitrógeno a través de decisiones de molibdeno disponible en el agua, también directamente venenos enzimas nitrogenasa. Por lo tanto, en la historia antigua de la Tierra, después del oxígeno llegado en grandes cantidades en el aire de la Tierra y el agua, se exigió a los organismos que siguieron a fijar el nitrógeno en condiciones aeróbicas para aislar y proteger sus enzimas fijadoras de nitrógeno en heterocistos, o estructuras similares protegiéndolos de un exceso de oxígeno. Este aislamiento estructural de las reacciones de fijación de nitrógeno de oxígeno en organismos aeróbicos continúa hasta el presente.
Aunque forma compuestos de molibdeno con diversas moléculas orgánicas , incluidos los hidratos de carbono y aminoácidos , se transporta a través del cuerpo humano como de MoO 4 2-. Al menos 50 enzimas que contienen molibdeno se conocían antes de 2002, la mayoría de las bacterias, y su número va en aumento cada año; esas enzimas incluyen aldehído oxidasa, sulfito oxidasa y xantina oxidasa. En algunos animales, y en los seres humanos, la oxidación de xantina a ácido úrico, un proceso de purina catabolismo, es catalizada por la xantina oxidasa, una enzima que contiene molibdeno. La actividad de la xantina oxidasa es directamente proporcional a la cantidad de molibdeno en el cuerpo. Sin embargo, una concentración extremadamente alta de molibdeno invierte la tendencia y puede actuar como un inhibidor tanto en el catabolismo de la purina y otros procesos. Concentraciones de molibdeno también afectan síntesis de proteínas, metabolismo y el crecimiento.
En los animales y plantas de un compuesto tricíclico llama molybdopterin (que, a pesar del nombre, no contiene molibdeno) se hace reaccionar con molibdato para formar un cofactor que contiene molibdeno completa llamada cofactor de molibdeno. Guardar para la filogenéticamente-antigua molibdeno nitrogenasas discutidos anteriormente, que fijan el nitrógeno en algunas bacterias y cianobacterias, todas las enzimas molibdeno utilizando hasta ahora identificadas en la naturaleza utiliza el cofactor molibdeno. Enzimas de molibdeno en plantas y animales catalizan la oxidación reducción y, a veces de ciertas moléculas pequeñas, como parte de la regulación de nitrógeno , azufre y ciclos del carbono.
La ingesta alimentaria humana y la deficiencia
El cuerpo humano contiene alrededor de 0,07 mg de molibdeno por kilogramo de peso. Se presenta en altas concentraciones en el hígado y los riñones y en concentraciones más bajas en las vértebras. El molibdeno también está presente dentro humano esmalte dental y puede ayudar a prevenir su deterioro.
La ingesta diaria promedio de molibdeno varía entre 0,12 y 0,24 mg, dependiendo del contenido de molibdeno de la comida. Carne de cerdo, cordero y el hígado de res tienen cada uno aproximadamente 1,5 partes por millón de molibdeno. Otras fuentes alimenticias significativas incluyen judías verdes, huevos, semillas de girasol, harina de trigo, lentejas, pepinos y grano de cereal. Toxicidad aguda no se ha visto en los seres humanos, y la toxicidad depende en gran medida el estado químico. Estudios en ratas muestran una dosis letal media (DL50) precio tan bajo como 180 mg / kg para algunos compuestos Mo. Aunque los datos de toxicidad humana no está disponible, los estudios en animales han demostrado que la ingesta crónica de más de 10 mg / día de molibdeno puede causar retraso diarrea, crecimiento, infertilidad, bajo peso al nacer y gota; sino que también puede afectar a los pulmones, los riñones y el hígado. Tungstato de sodio es una inhibidor competitivo de molibdeno. Tungsteno dietética reduce la concentración de molibdeno en los tejidos.
Dietético deficiencia de molibdeno de baja concentración en el suelo de molibdeno se ha asociado con mayores tasas de cáncer de esófago en una banda geográfica de el norte de China a Irán. En comparación con los Estados Unidos, que cuenta con una mayor oferta de molibdeno en el suelo, las personas que viven en estas zonas tienen alrededor de 16 veces más riesgo de esofágico carcinoma de células escamosas.
Deficiencia de molibdeno también ha sido reportado como consecuencia de la no-molibdeno suplementado la nutrición parenteral total (alimentación intravenosa completa) durante largos períodos de tiempo. Esto resulta en altos niveles en sangre de sulfito y urato, en mucho la misma manera que deficiencia de cofactor de molibdeno. Sin embargo, presumiblemente ya que la deficiencia de molibdeno puro a partir de este mecanismo se observa principalmente en los adultos, las consecuencias neurológicas no han sido tan marcada como la deficiencia congénita cofactor.
Enfermedades relacionadas
Un congénita molibdeno enfermedad por deficiencia de cofactor, se ve en los recién nacidos, se traduce en interferencia con la capacidad del cuerpo para utilizar molibdeno en enzimas. Se provoca altos niveles de sulfito y urato, y daño neurológico. La causa es la incapacidad del cuerpo para sintetizar cofactor de molibdeno, una molécula que se une heterocíclico de molibdeno en el sitio activo en todas las enzimas humanas conocidas que utilizan molibdeno.
Antagonismo de cobre-molibdeno
Los altos niveles de molibdeno pueden interferir con la absorción del cuerpo de cobre , produciendo deficiencia de cobre. El molibdeno previene las proteínas plasmáticas de unión a cobre, y también aumenta la cantidad de cobre que se excreta en orina. Los rumiantes que consumen altas cantidades de molibdeno se desarrollan síntomas que incluyen diarrea , retraso del crecimiento, anemia y achromotrichia (pérdida de pigmento del pelo). Estos síntomas pueden ser aliviados mediante la administración de más cobre en el sistema, tanto en la forma de la dieta y por inyección. La condición, como una deficiencia de cobre eficaz, puede ser agravada por el exceso de azufre .
Reducción o deficiencia de cobre también puede ser inducida deliberadamente con fines terapéuticos por el compuesto tetratiomolibdato de amonio, en el que el anión rojo brillante tetratiomolibdato es el agente quelante de cobre. Tetratiomolibdato se utilizó primero terapéuticamente en el tratamiento de toxicosis de cobre en animales. A continuación, se presenta como un tratamiento en La enfermedad de Wilson, un trastorno del metabolismo del cobre hereditario en los seres humanos; actúa tanto al competir con la absorción de cobre en el intestino y por el aumento de la excreción. También se ha encontrado que tienen un efecto inhibidor sobre angiogénesis, potencialmente a través de la inhibición de proceso de translocación de membrana dependiente de iones de cobre que implica una vía de secreción no clásica. Esto hace que sea un tratamiento de investigación de interés para el cáncer , relacionada con la edad degeneración macular, y otras enfermedades que ofrecen deposición excesiva de los vasos sanguíneos.
Precauciones
Polvos de molibdeno y sus vapores, que pueden ser generados por la minería o metalurgia, pueden ser tóxicos, especialmente si se ingiere (incluido el polvo atrapado en el senos paranasales y más tarde se ingiere). Los bajos niveles de exposición prolongada puede causar irritación en los ojos y la piel. Inhalación directa o ingestión de molibdeno y sus óxidos deben ser evitados. Las regulaciones de OSHA especifican la exposición máxima permisible de molibdeno en una jornada de 8 horas como 5 mg / m 3. La exposición crónica a 60 a 600 mg / m 3 puede causar síntomas como fatiga, dolores de cabeza y dolores en las articulaciones.
