Keemia on meie elu alus. Kõik majapidamistarbed koosnevad perioodilisuse tabeli elementide ühenditest. Iga minut inimkehas toimuvad keerulised muutused, milles osalevad kemikaalid. See artikkel räägib sellisest metallist nagu molübdeen: kus seda kasutatakse, selle omadused ja roll inimkehas.
Sügavale ajalukku
Molübdeeni sisaldavad mineraalid olid tuntud Vana-Kreekas. Nendel looduslikel ühenditel oli grafiidiga sarnane struktuur. Seetõttu kasutati neid sageli koos sellega müügivihjete loomiseks. Molübdeniidi MoS₂ oli paberile kirjutades hallikasroheline toon. Oma iseloomuliku sära tõttu anti sellele nimi molybdaena – "nagu plii".
Karl Wilhelm Scheele viis läbi uuringu, tänu millele sünteesis ta MoO₃ trioksiidi, kuid sobiva ahju puudumise tõttu ei suutnud ta metalli puhtal kujul eraldada. Jöns Jakob Berzeliusel õnnestus 1817. aastal saada molübdeenioksiidi redutseerimine mitte süsinikuga, vaid vesinikuga. Sünteesitud keemilist elementi uuriti hoolik alt ja kirjeldati teadlase töödes.
Füüsikalised omadused
Mis on molübdeen? See on helehall metall, mis puhtal kujul on oksüdatsioonikindel (tavalistes tingimustes). Temperatuuri tõustes 400–600 kraadini see võime väheneb ja moodustub MoO₃ trioksiid.
Molübdeen on plastiline ja tempermalmist, kergesti tembeldav. Metalli tihedus 10,2 g/cm3, sulamistemperatuur 2620 ⁰С, keemistemperatuur - 4800 ⁰С. Nendest näitajatest on näha, et see on üsna tulekindel. Süsiniku, lämmastiku või väävli saasteainete olemasolu mõjutab füüsikalisi omadusi, eelkõige muutub aine rabedaks ja rabedaks. Molübdeen on paramagnetiline. Temperatuuri tõustes suureneb selle tugevus oluliselt.
Looduslikud molübdeeniühendid, saades
Te peaksite teadma, et molübdeen ei esine puhtal kujul, seda leidub looduses ainult ühendites teiste elementidega. Ligikaudne metallisisaldus maakoores on 3∙10-4%. Seal on umbes 15 mineraali, millest kõige levinumad on:
- disulfiid MoS2 – molübdeniit;
- CaMoO4 – powellite;
- PbMoO4 – wulfeniit.
Nende ühendite peamised ladestused on tihed alt seotud hüdrotermilistes ventilatsiooniavades sadestumise protsessidega.
Molübdeendisulfiidi kaevandatakse tööstuslikel eesmärkidel. Selle kasutamine puhta metalli saamiseks on vägaoluline. See juhtub maagi rikastamise abil flotatsiooni teel. Nii saadakse kontsentraat, mis seejärel põletatakse.
2MoS2+7O2=2MoO3+4SO 2
Isoleeritud oksiid puhastatakse ja redutseeritakse vesiniku kuiva vooluga temperatuuril 700 kraadi. Reaktsiooniproduktiks on molübdeenipulber. Tulevikus saab seda kasutada puhtal kujul või materjalina v altsitud ja stantsitud toodete valmistamiseks.
Legeerteraste tootmine
Mustametallurgias kasutatakse molübdeenipulbrit. Kus seda rakendatakse? Terase ja malmi legeerimiseks. Selle elemendi lisamine sulamite koostisesse parandab oluliselt nende kvaliteeti. Elastsus, kulumiskindlus, löögikindlus suureneb. Konstruktsiooniterastele lisatakse umbes 0,5% molübdeeni, mille tõttu muutub nende struktuur peeneteraliseks ja ühtlasemaks ning lõpptoodete rabedus väheneb.
Teiste ainete lisamine võimaldab saada eri tööstusharudes laialdaselt kasutatavaid spetsiaalseid koostisi. Sulamid, mis sisaldavad koob altit ja niklit (50–60%), samuti kroomi (umbes 20–28%), legeeritakse molübdeeni lisamisega. Kus seda materjali kasutatakse? Vastus peitub selle erilistes omadustes – kõrges kuumakindluses. Seda kasutatakse lennukite ja rakettmürskude osade valmistamisel.
Molübdeenisulamite kasutamine
Nioobiumi, titaani ja muude raskeveokite metallide lisamisel molübdeenile suureneb kuumakindlussulamid. Sellist koostist saab kasutada raketiteaduses gaasiturbiinide ja põlemiskambrite osade loomiseks.
Suure molübdeenisisaldusega (17–28%) sulamites suureneb korrosioonikindlus. Nad ei karda isegi koostoimet ühegi happega (v.a vesinikfluoriidhape).
Molübdeeni tulekindlad omadused ja selle kasutamine spetsiaalsete torude loomisel on tuumaenergeetikas väga olulised. Sellised tooted taluvad kokkupuudet sula liitiumiga. See toimib uraanireaktorites jahutusvedelikuna. Lisaks on molübdeen ise Mo-99 isotoobi kujul leidnud kasutamist tuumatööstuses indikaatorina.
Molübdeeni mittesulavuse tõttu kasutatakse molübdeeni vasest, alumiiniumist ja tsingist osade valamise vormide valmistamiseks. Metalli kõrge tugevus võimaldab töödelda kõrge rõhu all.
V altsimine ja stantsimine, pealekandmine
Pulbri sulatamisel saadud toorikutest valmivad v altstooted - vardad ja traat. Need koosnevad puhtast metallist, mida nimetatakse molübdeeniks. Kus seda toodet kasutatakse? Kõige sagedamini kasutatakse seda termopaaride valmistamisel, mida kasutatakse temperatuuride mõõtmiseks üle 2000 ⁰C. Molübdeentraadist on valmistatud ka konksud ja südamikud hõõglambi volframniidi mähimiseks. Röntgentorudes ja generaatorlampides olevad katoodjuhtmed ja teravustamiselektroodid peavad olema töökindlad ja vastama kõrge metalli tulekindluse nõuetele. V altsitud molübdeen on nendel eesmärkidel suurepärane.
Vardad ja plaadidkasutatakse elektroodide asemel kõrge temperatuuriga sulatusahjudes. Need peavad asuma spetsiaalses keskkonnas, mis koosneb argoonist, vesinikust või vaakumist. Kuna molübdeen ei astu klaasiga keemilistesse reaktsioonidesse, kasutatakse seda sulatusahju osade valmistamiseks.
Kasutamine muudes tööstusharudes
Molübdeen on leidnud rakendust naftatööstuses. Seal kasutatakse seda katalüsaatorina, mis suudab tooteid väävlilisanditest puhastada. Määrdeained on valmistatud alumiiniumdisulfiidi baasil. Need stabiliseerivad erinevate seadmete tööd ja kaitsevad pindu mehaanilise pinge eest kõrgel temperatuuril. Sellel on sellised määrdeained ja korrosioonivastased omadused.
Värvide ja lakkide valmistamisel, kus kasutatakse molübdeeni ja selle oksiide, saadakse püsivaid kollakasoranžide toonide pigmente. Ilma selle aineta ei toimi ka tehiskiudude süntees. Mulla lämmastikusisalduse suurendamiseks kasutatakse mikroväetisi, mille hulka kuulub ka molübdeen.
Molübdeeni roll organismis
Molübdeen mängib inimkehas olulist rolli. Ta osaleb hemoglobiini, lämmastiku ja puriini metabolismi sünteesis. Vastutab raua ja C-vitamiini imendumise eest, on võimas antioksüdant. Mikroelemendil on onkoprotektiivne, noorendav toime.
Molübdeenirikkad toidud on kaunviljad ja teraviljad ning lehtköögiviljad. Vajalik kogus mikroelemente päevassiseneb kehasse, kui sööte õigesti. Selle puudujääki saab täiendada mineraalide kompleksidega.
