Molypden là một kim loại màu trắng bạc dễ uốn và có khả năng chống ăn mòn cao. Nó có một trong những điểm nóng chảy cao nhất trong tất cả các nguyên tố tinh khiết - chỉ các nguyên tố tantalum và vonfram có điểm nóng chảy cao hơn. Molypden cũng là một vi chất dinh dưỡng cần thiết cho cuộc sống.
Là một kim loại transistion, molypden dễ dàng tạo thành các hợp chất với các nguyên tố khác. Molypden bao gồm 1,2 phần triệu (ppm) vỏ Trái đất tính theo trọng lượng, nhưng nó không được tìm thấy miễn phí trong tự nhiên. Quặng molybdenum chính là molybdenite (molybdenum disulfide), nhưng cũng có thể được tìm thấy trong wulfenite (chì molybdate) và pow Hô (canxi molybdate).
Nó được thu hồi dưới dạng sản phẩm phụ của khai thác đồng hoặc vonfram. Molypden được khai thác chủ yếu ở Hoa Kỳ, Trung Quốc, Chile và Peru. Sản lượng thế giới là khoảng 200.000 tấn mỗi năm, theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia (RSC).
Chỉ sự thật
- Số nguyên tử (số proton trong hạt nhân): 42
- Ký hiệu nguyên tử (trên bảng tuần hoàn các nguyên tố): Mo
- Trọng lượng nguyên tử (khối lượng trung bình của nguyên tử): 95,96
- Mật độ: 10,2 gram trên mỗi cm khối
- Pha ở nhiệt độ phòng: Rắn
- Điểm nóng chảy: 4,753 độ F (2,623 độ C)
- Điểm sôi: 8.382 độ F (4.639 độ C)
- Số lượng đồng vị (nguyên tử của cùng một nguyên tố có số nơtron khác nhau): 24 có chu kỳ bán rã được biết đến với số khối từ 86 đến 110.
- Các đồng vị phổ biến nhất: Mo-98 (24,1 phần trăm); Mo-96 (16,7 phần trăm); Mo-95 (15,9 phần trăm); Mo-92 (14,8 phần trăm); Mo-97 (9,6 phần trăm); Mo-100 (9,6 phần trăm); Mo-94 (9,2 phần trăm).
Khám phá
Khoáng vật đen mềm molybdenite (molybdenum sulfide) thường bị nhầm lẫn với than chì hoặc quặng chì cho đến năm 1778 khi một phân tích của nhà hóa học người Đức Carl Scheele tiết lộ nó không phải là một trong những chất này và trên thực tế, đây là một nguyên tố hoàn toàn mới. Nhưng vì Scheele không có lò nung thích hợp để khử chất rắn màu trắng thành kim loại, nên vẫn còn vài năm nữa trước khi nguyên tố này thực sự được xác định, theo Chemicool. Trên thực tế, Scheele sau đó được biết đến như là "Scheele may mắn" vì ông đã thực hiện một số khám phá hóa học - bao gồm cả oxy - nhưng tín dụng luôn được trao cho người khác.
Trong vài năm tiếp theo, các nhà khoa học tiếp tục cho rằng molybdenite có chứa một nguyên tố mới, nhưng nó vẫn tỏ ra rất khó xác định, vì không ai có thể khử nó thành kim loại. Một số nhà nghiên cứu đã chuyển đổi nó thành một oxit, tuy nhiên, khi được thêm vào nước, tạo thành axit molybdic, nhưng bản thân kim loại vẫn khó nắm bắt.
Cuối cùng, nhà hóa học người Thụy Điển Peter Jacob Hjelm axit molybdic nghiền với carbon trong dầu hạt lanh để tạo thành một hỗn hợp sệt. Bột nhão cho phép tiếp xúc gần giữa carbon và molybdenite. Hjelm sau đó đun nóng hỗn hợp trong nồi nấu kim loại kín để sản xuất kim loại, sau đó ông đặt tên là molybdenum, theo từ tiếng Hy Lạp "molybdos", có nghĩa là chì. Nguyên tố mới được công bố vào mùa thu năm 1781, theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia.
Công dụng
Hầu hết molypden thương mại được sử dụng trong sản xuất hợp kim, trong đó nó được thêm vào để tăng độ cứng, độ bền, tính dẫn điện và khả năng chống mài mòn.
Một lượng nhỏ molypden có thể được tìm thấy trong nhiều loại sản phẩm: tên lửa, bộ phận động cơ, máy khoan, lưỡi cưa, sợi đốt nóng điện, phụ gia bôi trơn, mực cho bảng mạch và lớp phủ bảo vệ trong nồi hơi. Nó cũng được sử dụng làm chất xúc tác trong ngành dầu khí. Molybdenum được sản xuất và bán dưới dạng bột màu xám, và nhiều sản phẩm của nó được hình thành bằng cách nén bột dưới áp suất cực cao, theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia.
Do điểm nóng chảy cao, molypden hoạt động cực kỳ tốt dưới nhiệt độ rất cao. Nó đặc biệt hữu ích trong các sản phẩm cần được bôi trơn dưới những nhiệt độ khắc nghiệt này. Vì vậy, trong trường hợp một số chất bôi trơn và dầu có thể bị phân hủy hoặc bắt lửa, chất bôi trơn với molybdenum có thể xử lý nhiệt và vẫn giữ cho mọi thứ di chuyển theo.
Ai biết?
- Molypden là nguyên tố phổ biến thứ 54 trong lớp vỏ Trái đất.
- Nguyên tử molypden có một nửa trọng lượng và mật độ nguyên tử là vonfram. Do molypden này thường thay thế vonfram trong hợp kim thép, mang lại hiệu quả luyện kim tương tự với chỉ một nửa kim loại, theo Encyclopaedia Britannica.
- "Big Bertha", khẩu súng 43 tấn của Đức được sử dụng trong Thế chiến II, chứa molypden, chứ không phải sắt, là một thành phần thiết yếu của thép, vì điểm nóng chảy cao hơn nhiều.
- Molybdenite, hay molybdena, là một khoáng chất đen mềm từng được sử dụng để làm bút chì. Khoáng chất này được cho là có chứa chì và thường bị nhầm lẫn với than chì.
- Molybdenite được sử dụng trong một số hợp kim dựa trên niken, chẳng hạn như Hastelloys - hợp kim được cấp bằng sáng chế có khả năng chịu nhiệt và ăn mòn và các giải pháp hóa học cao.
Vi chất dinh dưỡng
Molypden là một vi chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sống, nhưng quá nhiều trong số đó là độc hại.
Molypden có mặt trong hàng chục enzyme. Một trong những enzyme quan trọng này là nitơase, cho phép nitơ trong khí quyển được hấp thụ và biến thành các hợp chất cho phép vi khuẩn, thực vật, động vật và con người tổng hợp và sử dụng protein.
Ở người, chức năng chính của molypden là làm chất xúc tác cho các enzyme và giúp phá vỡ các axit amin trong cơ thể, theo Drweil.com. Trong thực vật, molypden là một nguyên tố vi lượng thiết yếu cần thiết cho quá trình cố định fornitrogen và các quá trình trao đổi chất khác.
Molypden có chất lượng độc đáo là ít tan trong đất chua và dễ hòa tan hơn trong đất kiềm (nó thường ngược lại với các vi chất dinh dưỡng khác). Do đó, sự sẵn có của molypden đối với thực vật khá nhạy cảm với điều kiện pH và thoát nước. Trong đất kiềm, ví dụ, một số cây có thể có tới 500 ppm molypden, theo Lenntech. Ngược lại, những vùng đất khác thì cằn cỗi do thiếu molypden trong đất.
Cần thiết cho sự tiến hóa
Một ứng dụng thú vị khác cho molypden là vai trò của nó trong nghiên cứu khoa học. Molypden rất phong phú trong đại dương ngày nay, nhưng ít hơn rất nhiều trong thời gian qua. Điều này cho phép nó phục vụ như là một chỉ số tuyệt vời của hóa học đại dương cổ đại. Các nhà khoa học trong lĩnh vực sinh học, ví dụ, nghiên cứu lượng molypden trong đá cổ để ước tính lượng oxy có thể có trong đại dương và / hoặc bầu khí quyển trong một khoảng thời gian nhất định.
Vài năm trước, các nhà nghiên cứu từ Đại học California, Riverside, đã nghi ngờ rằng sự thiếu hụt oxy và molypden có thể là nguyên nhân gây ra sự chậm trễ lớn trong quá trình tiến hóa. Họ biết rằng khoảng 2,4 tỷ năm trước, có sự gia tăng oxy trên bề mặt Trái đất và oxy có thể đến bề mặt đại dương để hỗ trợ các vi sinh vật. Tuy nhiên, sự đa dạng của các sinh vật sống vẫn rất thấp. Trên thực tế, động vật đã không xuất hiện cho đến gần 2 tỷ năm sau - hoặc khoảng 600 triệu năm trước - theo thông cáo báo chí nghiên cứu trên Science Daily.
Khi thiếu molypden, vi khuẩn không thể chuyển đổi nitơ thành dạng hữu ích cho sinh vật. Và nếu vi khuẩn không thể chuyển đổi nitơ đủ nhanh, thì sinh vật nhân chuẩn không thể phát triển mạnh vì các dạng sống đơn bào này không thể tự chuyển đổi nitơ, theo Science Daily.
Đối với nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu đã đo nồng độ molypden trong đá phiến đen, một loại đá trầm tích giàu chất hữu cơ và thường được tìm thấy sâu dưới đại dương. Điều này giúp họ ước tính có bao nhiêu molypden có thể đã bị hòa tan trong nước biển nơi trầm tích đã hình thành.
Thật vậy, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng mạnh mẽ rằng đại dương vào thời điểm này đã thiếu molypden quan trọng. Điều này sẽ có tác động tiêu cực đến sự tiến hóa của sinh vật nhân chuẩn ban đầu, mà các nhà khoa học tin rằng đã sinh ra tất cả các loài động vật (bao gồm cả con người), thực vật, nấm và động vật đơn bào như protist.
