- Característiques
- descobriment
- estructura
- propietats
- aspecte
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- Entalpia de fusió
- Entalpia de vaporització
- Pressió de vapor
- Duresa en l'escala de Mohs
- Solubilitat en aigua
- corrosió
- oxidació
- valències
- Clorurs de molibdè
- Funcions en l'organisme
- enzim xantina
- Enzim aldehid oxidasa
- Enzim sulfit oxidasa
- En el metabolisme de l'ferro i com a component de les dents
- deficiència
- Importància en les Plantes
- Usos i aplicacions
- catalitzador
- pigments
- molibdat
- Aliatges amb acer
- altres usos
- referències
El molibdè (Mo) és un metall de transició, pertanyent a el grup 6, període 5 de la Taula Periòdica. Té configuració electrònica (Kr) 4d 5 5s 1; nombre atòmic 42 i massa atòmica mitjana de 95,94 g / mol. Presenta 7 isòtops estables: 92 Mo, 94 Mo, 95 Mo, 96 Mo, 97 Mo, 98 Mo i 100 Mo; sent l'isòtop 98 Mo el que es troba en major proporció.
Es tracta d'un metall blanc d'aspecte platejat i té propietats químiques semblants a l'crom. De fet, tots dos són elements metàl·lics de el mateix grup, situant-se el crom per sobre de l'molibdè; és a dir, el molibdè és més pesat i té un nivell energètic més alt.
Font: By Hi-Res Images ofChemical Elements (http://images-of-elements.com/molybdenum.php), via Wikimedia Commons
El molibdè no es troba lliure en la naturalesa, sinó formant part de minerals, sent el més abundant la molibdenita (MoS 2). A més, es troba associat a altres minerals sulfurosos, dels quals també s'obté el coure.
El seu ús es va incrementar durant la Primera Guerra Mundial, ja que va substituir a l'tungstè, que va escassejar causa de la seva explotació massiva.
Característiques
El molibdè es caracteritza per la seva gran durabilitat, resistència a la corrosió, alt punt de fusió, ser mal·leable i suportar altes temperatures. Se li considera com un metall refractari per tenir un punt de fusió superior a el platí (1.772º C).
A més té un conjunt de propietats addicionals: l'energia d'enllaç dels seus àtoms és alta, baixa pressió de vapor, baix coeficient d'expansió tèrmica, alt nivell de conductància tèrmica i baixa resistència elèctrica.
Totes aquestes propietats i característiques han permès que el molibdè tingui nombrosos usos i aplicacions, sent la més notòria la formació d'aliatges amb l'acer.
D'altra banda, és un oligoelement essencial per a la vida. En els bacteris i les plantes el molibdè és un cofactor present en nombrosos enzims que intervenen en la fixació i utilització de l'nitrogen.
El molibdè és un cofactor per a l'activitat dels enzims oxotransferasas, que transfereixen àtoms d'oxigen de l'aigua, alhora que transfereixen dos electrons. Entre aquests enzims es té la xantina oxidasa dels primats, la funció és oxidar la xantina a àcid úric.
Es pot obtenir de diversos aliments, entre ells els següents: la coliflor, els espinacs, l'all, els cereals integrals, el blat sarraí, el germen de blat, la llentia, la llavor de gira-sol i la llet.
descobriment
El molibdè no es troba aïllat en la naturalesa, de manera que en molts dels seus complexos va ser confós en l'antiguitat amb el plom o el carboni.
En 1778, Carl Wilhelm, químic i farmacèutic suec, va aconseguir identificar el molibdè com un element diferent. Wilhelm va tractar a la molibdenita (MoS 2) amb àcid nítric, obtenint un compost de naturalesa àcida en el qual va identificar a l'molibdè.
Posteriorment, en 1782, Peter Jacob Hjelm, usant el compost àcid de Wilhelm, mitjançant reducció amb carboni, va aconseguir aïllar un molibdè impur.
estructura
Quina és l'estructura cristal·lina de l'molibdè? Els seus àtoms metàl·lics adopten el sistema cristal·lí cúbic centrat en el cos (bcc, per les sigles en anglès) a la pressió atmosfèrica. A majors pressions, els àtoms de molibdè es compacten per originar estructures més denses, com la cúbica centrada en les cares (fcc) i l'hexagonal (hcp).
El seu enllaç metàl·lic és forta, i coincideix amb el fet de ser un dels sòlids amb major punt de fusió (2623ºC). Aquesta fortalesa estructural es deu al fet que el molibdè és ric en electrons, la seva estructura cristal·lina considerablement densa, i és més pesat que el crom. Aquests tres factors li permeten enfortir els aliatges en què forma part.
D'altra banda, més important que l'estructura de l'molibdè metàl·lic, és la dels seus compostos. El molibdè es caracteritza per la seva capacitat de formar compostos dinuclears (Mo-Mo) o polinuclears (Mo-Mo-Mo- ···).
Així mateix, pot coordinar-se amb altres molècules per formar compostos amb fórmules Mox 4 fins Mox 8. Dins d'aquests compostos és comú la presència de ponts d'oxigen (Mo-O-Mo) o sofre (Mo-S-Mo).
propietats
aspecte
Sòlid blanc platejat.
Punt de fusió
2.623 ºC (2.896 K).
Punt d'ebullició
4.639 ºC (4.912 K).
Entalpia de fusió
32 kJ / mol.
Entalpia de vaporització
598 kJ / mol.
Pressió de vapor
3,47 Pa a 3.000 K.
Duresa en l'escala de Mohs
5,5
Solubilitat en aigua
Els compostos de molibdè són pocs solubles en l'aigua. No obstant això, l'ió de l'molibdat MoO 4 -2 és soluble.
corrosió
És resistent a la corrosió i és dels metalls que millor resisteixen l'acció de l'àcid clorhídric.
oxidació
No s'oxida a temperatura ambient. Per oxidar ràpidament requereix de temperatures majors a 600 ºC.
valències
La configuració electrònica de l'molibdè és 4d 5 5s 1, pel que té sis electrons de valència. Depenent a quin àtom s'enllaça, el metall pot perdre tots els seus electrons i tenir valència d'+ 6 (VI). Per exemple, si forma enllaços amb l'àtom electronegatiu de fluor (MOF 6).
No obstant això, pot perdre d'1 a 5 electrons. Així, les seves valències abasten l'interval de +1 (I) a +5 (V). Quan perd només un electró, aquest surt de l'orbital 5s, i la seva configuració queda com 4d 5. Els cinc electrons de l'orbital 4d requereixen de mitjans molt àcids i espècies molt afins als electrons per abandonar l'àtom de Mo
De seus sis valències, quines són les més comuns? Les +4 (IV) i +6 (VI). El Mo (IV) té configuració 4d 2, mentre que el Mo (VI),.
Per al Mo 4+ no queda clar per què és més estable que, per exemple, el Mo 3+ (com passa amb el Cr 3+). Però per al Mo 6+ és possible perdre aquests sis electrons a causa de que es torna isoelectrónico a el gas noble criptó.
Clorurs de molibdè
A baix s'enlistan una sèrie de clorurs de molibdè amb diferents valències o estats d'oxidació, des de (II) fins a (VI):
-Dicloruro de molibdè (MoCl 2). Sòlid de color groc.
-Tricloruro de molibdè (MoCl 3). Sòlid de color vermell fosc.
-Tetracloruro de molibdè (MoCl 4). Sòlid de color negre.
-Pentacloruro de molibdè (MoCl 5). Sòlid de color verd fosc.
-Hexacloruro de molibdè (MoCl 6). Sòlid de color marró.
Funcions en l'organisme
El molibdè és un oligoelement essencial per a la vida, ja que està present com a cofactor en nombrosos enzims. Les oxotransferasas utilitzen com a cofactor a l'molibdè per complir la seva funció de transferir oxigen de l'aigua amb un parell d'electrons.
Entre la oxotransferasas estan:
- La xantina oxidasa.
- La aldehid oxidasa, que oxida els aldehids.
- Les amines i els sulfurs en el fetge.
- La sulfit oxidasa, que oxida el sulfit en el fetge.
- La nitrat reductasa.
- La nitrit reductasa presents en les plantes.
enzim xantina
L'enzim xantina oxidasa catalitza el pas terminal al catabolisme de les purines en els primats: la conversió de la xantina en l'àcid úric, compost que després és excretat.
La xantina oxidasa té com a coenzim a FAD. A més, intervé en l'acció catalítica el ferro no hemo i el molibdè. L'acció de l'enzim pot descriure amb la següent equació química:
Xantina + H 2 O + O 2 => Àcid Úric + H 2 O 2
El molibdè intervé com el cofactor molibdopterina (Mo-co). La xantina oxidasa es troba principalment en el fetge i en l'intestí prim, però l'ús de tècniques immunològiques ha permès la seva ubicació en les glàndules mamàries, en el múscul esquelètic i en el ronyó.
L'enzim xantina oxidasa és inhibida pel fàrmac Alopurinol, usat en el tractament de la gota. El 2008, es va iniciar la comercialització de l'fàrmac Febuxostat amb un millor rendiment en el tractament de la malaltia.
Enzim aldehid oxidasa
L'enzim aldehid oxidasa es localitza en el citoplasma cel·lular, trobant-se tant en el regne vegetal com en el regne animal. L'enzim catalitza l'oxidació de l'aldehid a àcid carboxílic.
També catalitza l'oxidació citocrom P 450 i dels productes intermedi de l'enzim monoamina oxidasa (MAO).
A causa de la seva àmplia especificitat, l'enzim aldehid oxidasa pot oxidar a molts fàrmacs, realitzant la seva funció principalment en el fetge. L'acció de l'enzim sobre l'aldehid pot esquematitzar-se en la forma següent:
Aldehid + H 2 O + O 2 => Àcid carboxílic + H 2 O 2
Enzim sulfit oxidasa
L'enzim sulfit oxidasa intervé en la conversió de l'sulfit a sulfat. Aquest és el pas terminal de la degradació dels compostos que contenen sofre. La reacció catalitzada per l'enzim passa segons l'esquema següent:
SO 3 -2 + H 2 O + 2 (Citocrom C) oxidat => SO 4 -2 + 2 (Citocrom C) reduït + 2 H +
Una deficiència de l'enzim per una mutació genètica en l'home pot portar a una mort prematura.
El sulfit és un compost neurotòxic, de manera que una baixa activitat de l'enzim sulfit oxidasa pot provocar malaltia mental, retard mental, degradació mental i finalment la mort.
En el metabolisme de l'ferro i com a component de les dents
El molibdè intervé en el metabolisme de l'ferro, facilitant la seva absorció intestinal i la formació dels eritròcits. A més, forma part de l'esmalt de les dents, i al costat de l'fluor ajuda a la prevenció de les càries.
deficiència
Una deficiència en la ingesta de molibdè, ha estat relacionada amb una major incidència de càncer esofàgic en regions de la Xina i l'Iran, en comparació amb regions d'Estats Units amb nivells alts de molibdè.
Importància en les Plantes
La nitrat reductasa és un enzim que compleix una funció vital en les plantes, ja que juntament amb l'enzim nitrit reductasa intervé en la transformació de l'nitrat en amoni.
Les dos enzims requereixen per al seu funcionament el cofactor (Mo-co). La reacció catalitzada per l'enzim nitrat reductasa pot esquematitzar de la manera següent:
Nitrat + Dador de Electrons + H 2 O => Nitrit + Dador d'electrons oxidat
El procés de òxid-reducció de l'nitrat ocorre en el citoplasma de les cèl·lules vegetals. El nitrit, producte de la reacció anterior, és transferit a l'plastidio. L'enzim nitrit reductasa actua sobre el nitrit, originant amoni.
El amoni s'utilitza per sintetitzar aminoàcids. A més, les plantes utilitzen el molibdè en la conversió de l'fòsfor inorgànic en fòsfor orgànic.
El fòsfor orgànic existeix en nombroses molècules de funció biològica, com ara: l'ATP, la glucosa-6-fosfat, els àcids nucleics, els forfolipidos, etc.
Una deficiència de molibdè afecta principalment a el grup de les crucíferes, els llegums, les flors de pasqua i les prímules.
A la coliflor, una deficiència de molibdè produeix una restricció de l'ample de llimbs de les fulles, una reducció en el creixement de la planta i de la formació de les flors.
Usos i aplicacions
catalitzador
-És un catalitzador de la dessulfuració de el petroli, petroquímics i líquids derivats de l'carbó. El complex catalitzador comprèn el MoS 2 fixat sobre alúmina, i activat per cobalt i níquel.
-El molibdat forma un complex amb el bismut per a l'oxidació selectiva de propè, amoni i aire. Així, formen acrilonitril, acetonitril i altres químics, els quals són materials crus per a les indústries de l'plàstic i la fibra.
Similarment, el ferro molibdat catalitza l'oxidació selectiva de metanol a formaldehid.
pigments
-El molibdè intervé en la formació de pigments. Per exemple, l'ataronjat de molibdè es forma per la co-precipitació de cromat de plom, molibdat de plom i sulfat de plom.
Aquest és un pigment lleuger i estable a diverses temperatures, presentant-se amb colors vermell brillant, ataronjat o vermell-groc. S'usa en la preparació de pintures i plàstics, així com en productes de cautxú i ceràmica.
molibdat
-El molibdat és un inhibidor de la corrosió. El molibdat sòdic ha estat usat en substitució de l'cromat per inhibir la corrosió d'acers temperats a una àmplia gamma de pH.
-Es dóna feina a refredadors d'aigua, condicionadors d'aire i sistemes d'escalfament. També es fan servir els molibdats per inhibir la corrosió en sistemes hidràulics i en l'enginyeria automotriu. Així mateix, els pigments que inhibeixen la corrosió s'utilitzen en pintures.
-El molibdat, per les seves propietats d'alt punt de fusió, baix coeficient d'expansió tèrmica i elevada conductivitat tèrmica, es destina per produir cintes i fils utilitzats per la indústria de l'enllumenat.
-Es fa servir en les plaques base per semiconductors; en l'electrònica de potència; elèctrodes per a la fusió de vidres; càmeres per a forns d'altes temperatures i càtodes per a realitzar el recobriment de cèl·lules solars i pantalles planes.
-I a més, s'utilitza el molibdat en la producció de gresols per a tots els processos usuals en a el camp de l'processament dels safirs.
Aliatges amb acer
-El molibdè s'usa en aliatges amb l'acer que suporten altes temperatures i pressions. Aquests aliatges s'utilitzen en la indústria de la construcció i en la fabricació de peces per a avions i automòbils.
-El molibdat encara a concentracions tan baixes com el 2%, li confereix al seu aliatge amb acer una alta resistència a la corrosió.
altres usos
-El molibdat s'utilitza en la indústria aeroespacial; en la fabricació de pantalles de LCD; en el tractament de l'aigua i fins i tot en l'aplicació de l'raig làser.
-El disulfur de molibdat és, per si mateix, un bon lubricant i brinda propietats de tolerància a pressions extremes en la interacció dels lubricants amb els metalls.
Els lubricants formen una capa cristal·lina sobre la superfície dels metalls. Gràcies a això, el frec metall-metall es redueix a el mínim, encara a altes temperatures.
referències
- Wikipedia. (2018). Molybdenum. Recuperat de: en.wikipedia.org
- R. Nau. (2016). Molybdenum. Recuperat de: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- International Molybdenum Association (IMOa). (2018). Molybdenum. Pres de: imoa.info
- F Jona and PM Marcus. (2005). The crystal structure and stability of molybdenum at ultrahigh Pressures. J. Phys.: Condens. Matter 17 1049.
- Plansee. (Sf). Molybdenum. Recuperat de: plansee.com
- Lenntech. (2018). Molybdenum - Mo Recuperat de: lenntech.com
- Curiosoando.com (18 octubre, 2016). Quins són els símptomes de la deficiència de molibdè? Recuperat de: curiosoando.com
- Ed Bloodnick. (21 de març del 2018). Rol de l'molibdè en el cultiu de plantes. Recuperat de: pthorticulture.com