شیمی اساس زندگی ماست. تمام وسایل خانه از ترکیبات عناصر جدول تناوبی تشکیل شده است. هر دقیقه در بدن انسان دگرگونی های پیچیده ای رخ می دهد که در آن مواد شیمیایی دخیل هستند. این مقاله در مورد فلزی مانند مولیبدن صحبت خواهد کرد: جایی که از آن استفاده می شود، خواص و نقش آن در بدن انسان.
عمیق در تاریخ
مواد معدنی حاوی مولیبدن در یونان باستان شناخته شده بودند. این ترکیبات طبیعی ساختاری مشابه گرافیت داشتند. بنابراین، آنها اغلب همراه با آن برای ایجاد سرنخ استفاده می شدند. مولیبدنیت MoS2 وقتی روی کاغذ نوشته می شد رنگ سبز خاکستری داشت. به دلیل درخشندگی مشخصه آن، نام آن را molybdaena - "مانند سرب" داده اند.
کارل ویلهلم شیله تحقیقاتی انجام داد و به لطف آنها تری اکسید MoO3 را سنتز کرد، اما به دلیل نداشتن کوره مناسب، نتوانست فلز را به شکل خالص آن جدا کند. یونس یاکوب برزلیوس در سال 1817 موفق به بدست آوردن مولیبدن شدکاهش اکسید نه با کربن، بلکه با هیدروژن. عنصر شیمیایی سنتز شده به دقت مورد مطالعه قرار گرفت و در آثار این دانشمند شرح داده شد.
خواص فیزیکی
مولیبدن چیست؟ این فلز خاکستری روشن است که به شکل خالص خود در برابر اکسیداسیون (در شرایط عادی) مقاوم است. با افزایش دما به 400-600 درجه، این توانایی کاهش می یابد و تری اکسید MoO3 تشکیل می شود.
مولیبدن انعطاف پذیر و چکش خوار است و به راحتی مهر و موم می شود. چگالی فلز 10.2 گرم در سانتی متر3، نقطه ذوب 2620 ⁰С، نقطه جوش - 4800 ⁰С. از این شاخص ها می توان دریافت که کاملاً نسوز است. وجود آلاینده‌های کربن، نیتروژن یا گوگرد بر خواص فیزیکی تأثیر می‌گذارد، به ویژه، ماده شکننده و شکننده می‌شود. مولیبدن پارامغناطیس است. با افزایش دما، استحکام آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
ترکیبات مولیبدن طبیعی، به دست آوردن
باید بدانید که مولیبدن به صورت خالص وجود ندارد، در طبیعت فقط در ترکیبات با عناصر دیگر وجود دارد. مقدار تقریبی فلز در پوسته زمین 3∙10-4٪ است. حدود 15 ماده معدنی وجود دارد که رایج ترین آنها عبارتند از:
- دی سولفید MoS2 - مولیبدنیت؛
- CaMoO4 - powellite;
- PbMoO4 – wulfenite.
نهشته های اصلی این ترکیبات ارتباط نزدیکی با فرآیندهای بارش در دریچه های گرمابی دارد.
دی سولفید مولیبدن برای مقاصد صنعتی استخراج می شود. استفاده از آن برای به دست آوردن فلز خالص بسیار استمهم. این امر با کمک استخراج سنگ معدن توسط فلوتاسیون اتفاق می افتد. به این ترتیب یک کنسانتره بدست می آید که متعاقباً شلیک می شود.
2MoS2+7O2=2MoO3+4SO 2
اکسید جدا شده با جریان خشک هیدروژن در دمای 700 درجه خالص و احیا می شود. محصول واکنش پودر مولیبدن است. در آینده می توان از آن به صورت خالص یا به عنوان ماده ای برای تولید محصولات نورد شده و مهر شده استفاده کرد.
تولید فولادهای آلیاژی
در متالورژی آهنی از پودر مولیبدن استفاده می شود. کجا اعمال می شود؟ برای فولادهای آلیاژی و چدن. افزودن این عنصر به ترکیب آلیاژها کیفیت آنها را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. الاستیسیته، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر ضربه افزایش می یابد. حدود 0.5 درصد مولیبدن به فولادهای سازه ای اضافه می شود، به همین دلیل ساختار آنها ریزدانه و یکنواخت می شود و شکنندگی محصولات نهایی کاهش می یابد.
افزودن مواد دیگر امکان به دست آوردن ترکیبات ویژه ای را فراهم می کند که به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژهایی که شامل کبالت و نیکل (50-60%) و همچنین کروم (حدود 20-28%) است با افزودن مولیبدن آلیاژ می شوند. این ماده در کجا استفاده می شود؟ پاسخ در خواص ویژه آن نهفته است - مقاومت در برابر حرارت بالا. در ساخت قطعات پوسته هواپیما و موشک استفاده می شود.
کاربرد آلیاژهای مولیبدن
وقتی نیوبیم، تیتانیوم و سایر فلزات سنگین به مولیبدن اضافه می شوند، مقاومت حرارتی افزایش می یابد.آلیاژها از چنین ترکیبی می توان برای ایجاد قطعات توربین های گاز و اتاق های احتراق در علم موشک استفاده کرد.
در آلیاژهای با محتوای بالای مولیبدن (28-17 درصد)، مقاومت به خوردگی افزایش می یابد. آنها حتی از تعامل با هیچ اسیدی (به جز اسید هیدروفلوئوریک) نمی ترسند.
خواص دیرگداز مولیبدن و استفاده از آن در ایجاد لوله های ویژه در انرژی هسته ای از اهمیت بالایی برخوردار است. چنین محصولاتی قادر به مقاومت در برابر لیتیوم مذاب هستند. در راکتورهای اورانیوم به عنوان خنک کننده عمل می کند. علاوه بر این، خود مولیبدن، به شکل ایزوتوپ Mo-99، به عنوان یک شاخص در صنعت هسته ای استفاده شده است.
به دلیل نفوذ ناپذیری مولیبدن، از مولیبدن برای ایجاد قالب هایی برای ریخته گری قطعات از مس، آلومینیوم و روی استفاده می شود. استحکام بالای فلز امکان انجام فرآیندهای تحت فشار بالا را فراهم می کند.
نورد و مهر زنی، کاربرد
از مواد خالی به دست آمده از ذوب پودر، محصولات نورد شده ایجاد می شود - میله و سیم. آنها از فلز خالصی به نام مولیبدن تشکیل شده اند. این محصول کجا استفاده می شود؟ بیشتر در ساخت ترموکوپل ها استفاده می شود که برای اندازه گیری دمای بالای 2000 ⁰C استفاده می شود. قلاب ها و هسته ها برای سیم پیچی رشته تنگستن در یک لامپ رشته ای نیز از سیم مولیبدن ساخته شده اند. سرنخ های کاتد و الکترودهای متمرکز در لوله های اشعه ایکس و لامپ های ژنراتور باید قابل اعتماد بوده و الزامات نسوز بالای فلز را برآورده کنند. مولیبدن نورد شده برای این اهداف عالی است.
میله و بشقاببه جای الکترود در کوره های ذوب با دمای بالا استفاده می شود. آنها باید در یک محیط خاص متشکل از آرگون، هیدروژن یا خلاء باشند. با توجه به اینکه مولیبدن وارد واکنش های شیمیایی با شیشه نمی شود، از آن برای ساخت قطعات کوره ذوب استفاده می شود.
کاربرد در سایر صنایع
مولیبدن در صنعت نفت کاربرد پیدا کرده است. در آنجا به عنوان کاتالیزوری استفاده می شود که قادر به تمیز کردن محصولات از ناخالصی های گوگرد است. روان کننده ها بر اساس دی سولفید آلومینیوم ساخته می شوند. آنها عملکرد دستگاه های مختلف را تثبیت می کنند و از سطوح در برابر فشارهای مکانیکی در دمای بالا محافظت می کنند. این خاصیت روان کنندگی و ضد خوردگی دارد.
در ساخت رنگ ها و لاک ها، جایی که از مولیبدن و اکسیدهای آن استفاده می شود، رنگدانه های ماندگاری از رنگ های زرد-نارنجی به دست می آید. سنتز الیاف مصنوعی نیز بدون این ماده کار نمی کند. برای افزایش نیتروژن در خاک از ریزکودهایی استفاده می شود که شامل مولیبدن می شود.
نقش مولیبدن در بدن
مولیبدن نقش مهمی در بدن انسان دارد. در سنتز هموگلوبین، نیتروژن و متابولیسم پورین نقش دارد. مسئول جذب آهن و ویتامین C، یک آنتی اکسیدان قوی است. عنصر کمیاب دارای یک اثر محافظت کننده بر روی پوست و جوان کننده است.
غذاهای غنی از مولیبدن حبوبات و غلات، سبزیجات برگ دار هستند. مقدار مورد نیاز ریز مغذی روزانهاگر درست غذا بخورید وارد بدن می شود. کمبود آن را می توان با استفاده از مجتمع های معدنی جبران کرد.
