Molybdène
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| Molybdène | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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42 Mo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Apparence | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gris métallique  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés générales | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nom, symbole, nombre | molybdène, Mo, 42 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prononciation | / ˌ m ɒ l ɪ b ré Je n əm / MOL -ib- DEE -nəm ou / m ə l ɪ b ré ɨ n əm / mə- LIB di-nəm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Catégorie Metallic | métal de transition | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, période, bloc | 6, 5, ré | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poids atomique standard | 95,96 (2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration électronique | [ Kr ] 5s 1 4d 5 2, 8, 18, 13, 1  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Histoire | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Découverte | Carl Wilhelm Scheele (1778) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Premier isolement | Peter Jacob Hjelm (1781) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés physiques | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase | solide | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densité (à proximité rt) | 10,28 g · cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Liquid densité au mp | 9,33 g · cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Point de fusion | 2896 K , 2623 ° C, 4753 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Point d'ébullition | 4912 K, 4639 ° C, 8382 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La chaleur de fusion | 37,48 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chaleur de vaporisation | 598 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacité thermique molaire | 24,06 J · mol -1 .K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La pression de vapeur | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Propriétés atomiques | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| États d'oxydation | 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2 (Fortement acide oxyde) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électronégativité | 2,16 (échelle de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| énergies d'ionisation | 1e: 684,3 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2ème: 1560 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3ème: 2618 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique | 139 h | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon covalente | 154 ± 17 heures | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscellanées | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Crystal structure | cubique centré  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordre magnétique | paramagnétique | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Résistivité électrique | (20 ° C) 53,4 nΩ · m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité thermique | 138 W · m -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Diffusivité thermique | (300 K) 54,3 mm² / s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dilatation thermique | (25 ° C) de 4,8 um · m -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vitesse du son (tige mince) | ( rt) 5,400 m · s -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Le module d'Young | 329 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Module de cisaillement | 126 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Module Bulk | 230 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Coefficient de Poisson | 0,31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureté Mohs | 5.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureté Vickers | 1530 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureté Brinell | 1500 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numéro de registre CAS | 7439-98-7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La plupart des isotopes stables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Article détaillé: Isotopes de molybdène | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Le molybdène est un Groupe 6 élément chimique avec le symbole lu et le numéro atomique 42. Le nom est du néo-latine Molybdaenum, du grec ancien molybdos Μόλυβδος, signifiant plomb, depuis ses minerais ont été confondus avec les minerais de plomb. minéraux de molybdène ont été connus dans la préhistoire, mais l'élément a été découvert (dans le sens de la différenciation comme une nouvelle entité à partir des sels minéraux d'autres métaux) en 1778 par Carl Wilhelm Scheele. Le métal a été isolé pour la première en 1781 par Peter Jacob Hjelm.
Le molybdène ne se produit pas naturellement en tant que métal libre sur Terre, mais plutôt dans divers états d'oxydation dans les minéraux. L'élément libre, qui est un argent métallique avec une fonte grise, a le sixième rang point de fusion de tout élément. Il forme facilement dur, stable carbures dans les alliages, et pour cette raison plus de la production mondiale de l'élément (environ 80%) est en prise de nombreux types d' acier , y compris les alliages alliages à haute résistance et superalliages.
La plupart des composés de molybdène ont une faible solubilité dans l'eau, mais la molybdate MoO 4 2- d'ions est soluble et formes quand les minéraux contenant du molybdène sont en contact avec l'oxygène et l'eau. Industriellement, molybdène composés (environ 14% de la production mondiale de l'élément) sont utilisés dans applications à haute pression et à haute température, comme des pigments et des catalyseurs .
Enzymes contenant du molybdène sont de loin les catalyseurs les plus couramment utilisées par certaines bactéries pour briser la liaison chimique dans moléculaire atmosphérique azote , permettant biologique fixation de l'azote . Au moins 50 enzymes contenant du molybdène sont maintenant connus dans les bactéries et les animaux, bien que seulement les enzymes bactériennes et de cyanobactéries sont impliqués dans la fixation de l'azote, et ceux-ci nitrogénases contiennent du molybdène sous une forme différente du reste. En raison de la diversité des fonctions des divers autres types d'enzymes de molybdène, de molybdène est un élément nécessaire à la vie dans tous les organismes supérieurs ( eucaryotes ), mais pas dans toutes les bactéries.
Caractéristiques
Propriétés physiques
Dans sa forme pure, le molybdène est un métal gris argenté avec une dureté Mohs de 5,5. Il a un point de fusion de 2623 ° C (4753 ° F); des éléments d'origine naturelle, seule tantale , l'osmium , le rhénium , le tungstène et le carbone ont des points de fusion plus élevés. Faible oxydation du molybdène commence à 300 ° C. Il possède l'un des coefficients les plus bas de dilatation thermique parmi les métaux utilisés dans le commerce. Le résistance à la traction de fils en molybdène augmente d'environ 3 fois, d'environ 10 à 30 GPa, lorsque leur diamètre diminue à partir de ~ 50 à 100 nm à 10 nm.
Isotopes
Il ya 35 connus isotopes de molybdène, allant dans masse atomique de 83 à 117, ainsi que quatre métastable isomères nucléaires. Sept isotopes sont présents naturellement, avec des masses atomiques de 92, 94, 95, 96, 97, 98 et 100. Parmi ces isotopes naturels, seuls molybdène-100 est instable.
Molybdène-98 est le plus isotopes abondante, comprenant 24,14% de l'ensemble de molybdène. Le molybdène-100 a une demi-vie d'environ 10 19 et y subit la double désintégration bêta en ruthénium -100. isotopes avec des nombres de masse de 111 à 117 de molybdène tous ont des demi-vies d'environ 150 ns. Tous les isotopes instables de la décadence de molybdène dans isotopes de niobium , le technétium et le ruthénium .
Comme il est également indiqué ci-dessous, l'application la plus commune de molybdène isotopique implique molybdène-99, qui est un produit de fission. Ce est un radio-isotope parent de la fille de courte durée radio-isotope émetteur gamma technétium-99m, un isomère nucléaire utilisés dans diverses applications d'imagerie en médecine. En 2008, l'Université de technologie de Delft a déposé un brevet sur la production de molybdène-99 à base de molybdène-98.
Les composés et la chimie
| Oxydation état | Exemple |
|---|---|
| -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 |
Le molybdène est un métal de transition avec un électronégativité de 2,16 sur l'échelle Pauling et un poids atomique niveau de 95,96 g / mol. Il ne réagit pas visiblement avec l'oxygène ou l'eau à la température ambiante, et l'oxydation se produit en vrac à des températures supérieures à 600 ° C, résultant en trioxyde de molybdène:
- 2 Mo + 3 O 2 → 2 MoO 3
Le trioxyde est volatil et se sublime à des températures élevées. Ceci empêche la formation d'une couche d'oxyde protectrice continue, ce qui empêcherait la majeure partie de l'oxydation du métal. Le molybdène a plusieurs états d'oxydation , le plus stable étant 4 et 6 (en gras dans le tableau). La chimie et les composés présentent une similitude plus à celles de tungstène à celle de chrome. Un exemple est l'instabilité de molybdène (III) et de tungstène composés (III) par rapport à la stabilité du chrome (III) des composés. L'état d'oxydation le plus élevé est commun dans le molybdène (VI) oxyde (MoO 3), tandis que le composé du soufre est normale disulfure de molybdène MoS2.
Le molybdène (VI) oxyde solide est soluble dans l'eau alcaline, formant molybdates (MoO 4 2-). Molybdates sont des oxydants faibles que chromates, mais ils montrent une tendance similaire pour former un complexe oxanions par condensation à basse des valeurs de pH, tels que [Mo 7 O 24] 6 et [Mo 8 O 26] 4-. Polymolybdates peuvent incorporer d'autres ions dans leur structure, formant polyoxométalates. Les bleu foncé phosphore -contenant hétéropolymolybdate P [Mo 12 O 40] 3- est utilisé pour la détection spectroscopique de phosphore. La large gamme de états d'oxydation de molybdène se reflète dans divers chlorures de molybdène:
- Molybdène (II) chlorure MoCl 2 (solide jaune)
- Molybdène (III) chlorure MoCl 3 (solide rouge foncé)
- Molybdène (IV) de chlorure MoCl 4 (noir solide)
- Molybdène (V) de chlorure MoCl (solide vert foncé) 5
- Molybdène (VI) du chlorure MoCl 6 (solide brun)
La structure de la MoCl 2 est composé de 6 Mo Cl 8 4+ clusters avec quatre ions chlorure pour compenser la charge.
Comme le chrome et d'autres métaux de transition, le molybdène est capable de former quadruples liaisons, tels que Mo à 2 (CH 3 COO) 4. Ce composé peut être transformé en 2 Cl 8 Mo à 4, qui a aussi une liaison quadruple.
L'état d'oxydation 0 est possible avec du monoxyde de carbone en tant que ligand, par exemple dans molybdènehexacarbonyle, Mo (CO) 6.
Histoire
Molybdénite le principal minerai de molybdène qui est maintenant extrait-été précédemment connu sous le molybdène. Le molybdène a été confondue avec et souvent utilisé comme se il se agissait graphite. Comme graphite, molybdénite peut être utilisé pour noircir une surface ou en tant que lubrifiant solide. Même lorsque molybdène se distingue de graphite, il était encore confondu avec la common plomb minerai PBS (maintenant appelé galène); le nom vient du grec ancien molybdos Μόλυβδος, signifiant plomb. (Le mot grec lui-même a été proposé comme un emprunt au Anatolie Luvian et Lydian langues).
Bien alliage délibérée apparente de molybdène d'acier en un sabre japonais du 14ème siècle (MFD. Ca. 1330) a été rapporté, que l'art n'a jamais été largement utilisée et a ensuite été perdu. Dans l'Ouest en 1754, Bengt Andersson Qvist examiné molybdénite et déterminé qu'il ne contient pas de plomb, et ne était donc pas la même que la galène.
En 1778 suédoise chimiste Carl Wilhelm Scheele a déclaré fermement que molybdène était (en fait) pas la galène, ni graphite. Au lieu de cela, va plus loin et Scheele correctement proposé que le molybdène est un minerai d'un nouvel élément distinct, nommé pour le molybdène minéral dans laquelle il réside, et à partir duquel il peut être isolé. Peter Jacob Hjelm isolé avec succès à l'aide de molybdène carbone et huile de lin en 1781.
Depuis environ un siècle après son isolement, le molybdène ne avait pas usage industriel, en raison de sa relative rareté, de la difficulté à extraire le métal pur, et l'immaturité des techniques métallurgiques appropriés. Début des alliages d'acier de molybdène ont montré de grandes promesses dans leur dureté accrue, mais les efforts pour les fabriquer à grande échelle ont été entravées par des résultats incohérents et une tendance à la fragilité et la recristallisation. En 1906, William D. Coolidge a déposé un brevet pour le rendu de molybdène ductile, ce qui conduit à son utilisation comme un élément de chauffage pour fours à haute température et en tant que support pour des ampoules à filament de tungstène; formation d'oxyde et de la dégradation exigent que le molybdène ou être physiquement scellée lieu dans un gaz inerte. En 1913, Frank E. Elmore a développé une procédé de flottation pour récupérer molybdénite à partir de minerais; flottation reste du processus d'isolement primaire
Pendant la première guerre mondiale , la demande pour le molybdène enrichi; il a été utilisé à la fois dans et un blindage en tant que substitut pour le tungstène dans aciers rapides. Certains chars britanniques ont été protégés par 75 mm (3 po) tôle d'acier de manganèse, mais cela se est avéré inefficace. Les plaques d'acier au manganèse ont été remplacés par 25 mm (1 in) de placage de molybdène-acier permettant une vitesse plus élevée, une plus grande maniabilité et une meilleure protection. Les Allemands ont aussi utilisé le molybdène dopé acier pour l'artillerie lourde. Ce était parce que l'acier traditionnel fondu à la chaleur produite par la poudre assez de lancer une une coquille de tonnes. Après la guerre, la demande a chuté jusqu'à progrès métallurgiques ont permis un large développement d'applications en temps de paix. Dans la Seconde Guerre mondiale , le molybdène revit importance stratégique comme un substitut pour le tungstène dans les alliages d'acier.
Occurrence
Le molybdène est l'élément 54e plus abondant dans la croûte terrestre et l'élément le plus abondant 25 dans les océans, avec une moyenne de 10 parties par milliard; ce est l'élément le plus abondant dans l'Univers 42e. Le Russe Luna 24 mission découvert un grain de molybdène-palier (1 × 0,6 um) dans un fragment de prise de pyroxène Mer des Crises sur la Lune . La rareté relative de molybdène dans la croûte terrestre est compensée par sa concentration dans un certain nombre de minerais insolubles dans l'eau, souvent combinés avec du soufre, de la même façon que le cuivre, avec lequel il est souvent constaté. Bien que le molybdène se trouve dans ces minéraux que wulfénite (PbMoO 4) et powellite (CaMoO 4), la principale source commerciale de molybdène est molybdénite (Mo S 2). Le molybdène est extrait en tant que principal minerai, et est également récupéré comme sous-produit de l'extraction de cuivre et de tungstène.
Historiquement, le Knaben mienne dans le sud de la Norvège , a ouvert en 1885, était la première mine de molybdène dédié. Il fermée de 1973-2007, mais elle est maintenant rouverte. Les grandes mines Colorado (comme le La mine Henderson et le Climax mien) et Colombie-Britannique donné molybdénite que leur produit primaire, alors que beaucoup dépôts de cuivre porphyrique comme le Bingham Canyon dans la mine Utah et le Mine de Chuquicamata, dans le nord du Chili produire du molybdène comme un sous-produit de l'extraction du cuivre.
La production du monde de molybdène est de 250 000 tonnes en 2011, les plus grands producteurs étant la Chine (94 000 t), États-Unis (64 000 t), le Chili (38 000 t), le Pérou (18 000 t) et le Mexique (12 000 t). Les réserves totales sont estimées à 10 millions de tonnes, et sont surtout concentrées en Chine (4,3 mt), Etats-Unis (2,7 mt) et le Chili (1,2 mt). Par continent, 93% de la production de molybdène mondiale est d'environ divisé de manière égale entre l'Amérique du Nord, Amérique du Sud (principalement au Chili), et de la Chine. Europe et le reste de l'Asie (principalement l'Arménie, la Russie, l'Iran et la Mongolie) produisent le reste.
La production du métal
Dans le traitement de la molybdénite, de la molybdénite est d'abord chauffé à une température de 700 ° C (1292 ° F) et le sulfure est oxydé en molybdène (VI) oxyde par voie aérienne:
- 2 MoS2 + 7 O 2 → 2 MoO 3 + 4 SO 2
Le minerai oxydé est ensuite soit chauffé à 1100 ° C (2010 ° F) pour sublimer l'oxyde, ou lessivés avec de l'ammoniac , qui réagit avec le molybdène (VI) oxyde pour former des molybdates solubles dans l'eau:
- MoO 3 + 2 NH 4 OH → (NH 4) 2 (MoO 4) + H 2 O
Le cuivre, une impureté dans la molybdénite, est moins soluble dans l'ammoniac. Pour retirer complètement de la solution, il est précipité avec sulfure d'hydrogène.
Molybdène pur est produit par réduction de l'oxyde avec de l'hydrogène, tandis que le molybdène pour la production d'acier est réduit par le réaction aluminothermique avec addition de fer pour produire ferromolybdène. Une forme courante de ferromolybdène contient 60% de molybdène.
Le molybdène a une valeur d'environ $ 30,000 par tonne d'Août 2009. Il a maintenu un prix à ou près de $ 10 000 par tonne de 1997 à 2003, et a atteint, en raison de la demande accrue, un pic de $ 103 000 par tonne en Juin 2005. En 2008, le London Metal Exchange a annoncé que le molybdène serait traitée comme une marchandise sur l'échange.
Applications
Alliages
Environ 86% de molybdène produit est utilisé dans des applications métallurgiques tels que les alliages, le reste de molybdène utilisé dans des applications sous forme de composés chimiques. Utilisation fractionnée industrielle mondiale estimée de molybdène est l'acier de construction 35%, en acier inoxydable de 25%, 14% des produits chimiques, outils et à grande vitesse des aciers 9%, fonte 6%, le molybdène métal élémentaire 6%, et superalliages, 5%.
La capacité du molybdène pour résister à des températures extrêmes sans élargir ou de ramollissement de manière significative, il est utile dans les applications qui impliquent chaleur intense, y compris la fabrication des gilets, les pièces d'avion, contacts électriques, moteurs industriels et de filaments.
La plupart acier à haute résistance alliages (exemple 41xx) aciers contiennent 0,25% à 8% de molybdène. En dépit de ces petites portions, plus de 43 000 tonnes de molybdène sont utilisés en tant qu'agent d'alliage de chaque année en aciers inoxydables, aciers à outils, Fontes et à haute température superalliages.
Le molybdène est également utilisé dans l'acier alliages pour sa forte corrosion résistance et soudabilité. Molybdène contribue en outre la résistance à la corrosion à "chrome-molybdène" type 300 aciers inoxydables (aciers haute teneur en chrome qui sont résistants à la corrosion déjà en raison de leur teneur en chrome, mais en réalité ne est pas un type-300 inoxydable, mais plutôt une série 41xx qui ne est pas inoxydable "chrome-molybdène") et particulièrement dans le soi-disant super- les aciers inoxydables austénitiques (tels que l'alliage AL-6XN). Molybdène agit en augmentant la déformation du réseau, augmentant ainsi l'énergie nécessaire pour dissoudre les atomes de fer de la surface.
En raison de sa densité plus faible et plus stable prix, le molybdène est parfois utilisé à la place du tungstène. Un exemple est la série «M» d'aciers à haute vitesse tels que M2, M4 et M42 que la substitution de la série en acier «T», qui contiennent tungstène. Le molybdène peut être mis en oeuvre à la fois comme agent d'alliage, et en tant que revêtement résistant à la flamme pour d'autres métaux. Bien que son point de fusion est 2623 ° C (4753 ° F), le molybdène se oxyde rapidement à des températures supérieures à 760 ° C (1400 ° F) ce qui en fait mieux adapté pour une utilisation dans des environnements à vide.
TZM (Mo (~ 99%), Ti (~ 0,5%), Zr (~ 0,08%) et quelques-uns c) est un superalliage de molybdène résistant à la corrosion qui résiste à des sels de fluorure fondu à des températures supérieures à 1300C. Il a environ deux fois la force de Mo pur, et est plus ductile et plus soudable, mais il a résisté à des tests de corrosion d'un sel eutectique standard ( FLiBe) et le sel utilisés dans des vapeurs réacteurs à sels fondus pour 1100 heures avec si peu de corrosion qu'il était difficile de mesurer.
D'autres alliages à base de molybdène qui ne contiennent pas de fer ont des applications limitées. Par exemple, en raison de la résistance à la corrosion contre zinc fondu, à la fois du molybdène pur et l'alliage de molybdène / tungstène (70% / 30%) sont utilisés pour la tuyauterie, les agitateurs et les turbines de pompe qui entrent en contact avec le zinc fondu.
D'autres applications comme l'élément pur
- poudre de molybdène est utilisé comme engrais pour certaines plantes, telles que le chou-fleur.
- Molybdène élémentaire est également utilisé dans NO, NO 2, NO x analyseurs dans les centrales de contrôle de la pollution. À 350 ° C (662 ° F) l'élément agit comme un catalyseur pour le NO 2 / NO x pour former seulement Non molécules pour des lectures cohérentes par la lumière infrarouge.
- anodes de molybdène remplacent tungstène dans certaines sources basse tension X-ray, pour des utilisations spécialisées telles que mammographie.
- L'isotope radioactif molybdène-99 est utilisé pour générer technétium-99m, qui est utilisé pour l'imagerie médicale.
Composés (14% de la consommation mondiale)
- Bisulfure de molybdène (MoS 2) est utilisé comme un lubrifiant solide et une haute pression à haute température (HPHT) agent anti-usure. Il forme des films métalliques sur des surfaces solides et est un additif commun à HPHT graisses - dans le cas d'une défaillance catastrophique de la graisse, une mince couche de molybdène empêche le contact des pièces lubrifiées. Il a également des propriétés semi-conductrices avec des avantages distincts sur le silicium traditionnel ou graphène dans les applications électroniques. MoS 2 est également utilisé comme catalyseur dans l'hydrocraquage de coupes pétrolières contenant de l'azote, du soufre et de l'oxygène.
- Disiliciure de molybdène (MoSi 2) est un conducteur électrique céramique avec utilisation principale dans des éléments de chauffage fonctionnant à des températures supérieures à 1500 ° C dans l'air.
- Le trioxyde de molybdène (MoO 3) est utilisée comme un adhésif entre émaux et des métaux. Molybdate de plomb (wulfénite) co-précipité avec du chromate de plomb et de sulfate de plomb est un pigment orange vif utilisé avec de la céramique et les plastiques.
- heptamolybdate d'ammonium est utilisé dans des procédures de coloration biologiques.
- Molybdène revêtu verre sodocalcique est utilisé pour CIGS fabrication de cellules solaires.
- Acide phosphomolybdique est un colorant utilisé dans la Chromatographie sur couche mince.
- Molybdène-99 est un radio-isotope parent pour le radio-isotope fille technétium-99m, qui est utilisé dans de nombreuses procédures médicales. L'isotope sont traitées et conservées que le molybdate.
Rôle biologique
Biochimie
Le rôle le plus important du molybdène dans les organismes vivants est un métal hétéroatome au niveau du site actif de certaines enzymes. Dans la fixation d'azote dans certaines bactéries, le nitrogénase enzyme qui est impliquée dans l'étape terminale de la réduction de l'azote moléculaire, contient généralement du molybdène dans le site actif (bien que le remplacement de Mo avec le fer ou le vanadium est également connu). La structure du centre catalytique de l'enzyme est analogue à celle de protéines fer-soufre: il intègre un Fe 4 S 3 et multiple Mofe 3 S 3 grappes.
En 2008, la preuve a été signalé que la rareté du molybdène dans les premiers océans de la Terre était un facteur limitant pour près de deux milliards d'années l'évolution future de la vie eucaryote (qui comprend toutes les plantes et les animaux) que les eucaryotes ne peut fixer l'azote, et doit donc acquérir la plupart de leur azote oxydé approprié pour la fabrication de composés organiques de l'azote, ou les matières organiques eux-mêmes (comme les protéines provenant de bactéries procaryotes). La pénurie de molybdène résultant de l'absence relative d'oxygène dans l'océan précoce. La plupart des composés de molybdène ont une faible solubilité dans l'eau, mais l'ion molybdate MoO 4 2- est soluble et forme lorsque les minéraux contenant du molybdène sont en contact avec l'oxygène et l'eau. Une fois l'oxygène faite par la vie tôt apparu dans l'eau de mer, il a aidé à dissoudre le molybdène en molybdate soluble de minéraux sur le fond de la mer, le rendant disponible pour la première fois à des bactéries fixatrices d'azote, et leur permettant de fournir des composés plus fixes d'azote utilisables pour des formes plus élevées de la vie.
Bien que l'oxygène, une fois promu fixation de l'azote par l'intermédiaire faisant molybdène disponibles dans l'eau, il a également directement poisons enzymes nitrogénase. Ainsi, dans l'histoire ancienne de la Terre, après l'oxygène arrivé en grandes quantités dans l'air et l'eau de la Terre, les organismes qui ont continué à fixer l'azote dans des conditions aérobies ont été nécessaires pour isoler et protéger leurs enzymes fixatrices d'azote dans hétérocystes, ou de structures similaires en les protégeant contre trop d'oxygène. Cette isolation structurelle des réactions de fixation de l'azote de l'oxygène dans les organismes aérobies continue à la présente.
Bien que les composés de molybdène avec des formes diverses molécules organiques , y compris des hydrates de carbone et des acides aminés , elle est transportée dans le corps humain en tant que MoO 4 2-. Au moins 50 enzymes contenant du molybdène étaient connus d'ici 2002, principalement dans les bactéries, et leur nombre augmente chaque année; ces enzymes comprennent aldéhyde oxydase, sulfite oxydase et xanthine oxydase. Chez certains animaux, et chez l'homme, l'oxydation de de xanthine acide urique, un processus de purine catabolisme, est catalysée par la xanthine oxydase, une enzyme contenant du molybdène. L'activité de la xanthine oxydase est directement proportionnelle à la quantité de molybdène dans le corps. Toutefois, une concentration extrêmement élevée de molybdène inverse la tendance et peut agir comme un inhibiteur de la purine à la fois dans le catabolisme et d'autres processus. concentrations de molybdène affectent aussi la synthèse des protéines, métabolisme et la croissance.
Chez les animaux et les plantes d'un composé appelé tricycliques molybdoptérine (qui, malgré son nom, ne contient pas de molybdène) est mis à réagir avec du molybdate pour former un cofacteur contenant du molybdène complet appelé cofacteur de molybdène. Enregistrer pour le phylogénétiquement ancienne molybdène- nitrogénases évoqués ci-dessus, qui fixent l'azote dans certaines bactéries et cyanobactéries, toutes les enzymes de molybdène en utilisant jusqu'à présent identifiées dans la nature utiliser le cofacteur de molybdène. enzymes de molybdène dans les plantes et les animaux catalysent la réduction de certaines petites molécules oxydation et parfois, dans le cadre de la réglementation de l'azote , le soufre et les cycles du carbone.
L'apport alimentaire et un déficit
Le corps humain contient environ 0,07 mg de molybdène par kilogramme de poids. Il se produit dans des concentrations plus élevées dans le foie et les reins et en concentrations plus faibles dans les vertèbres. Le molybdène est également présent au sein humaine émail des dents et peut aider à prévenir sa désintégration.
La dose journalière moyenne de molybdène varie entre 0,12 et 0,24 mg, en fonction de la teneur en molybdène de l'aliment. Porc, agneau et foie de bœuf ont chacun environ 1,5 parties par million de molybdène. Autres sources alimentaires importantes comprennent les haricots verts, les oeufs, les graines de tournesol, farine de blé, les lentilles, les concombres et les grains de céréales. Toxicité aiguë n'a pas été observée chez l'homme, et la toxicité dépend fortement de l'état chimique. Des études sur des rats montrent une dose létale (DL 50) aussi bas que 180 mg / kg pour certains composés Mo. Bien que les données de toxicité pour l'homme ne est pas disponible, les études animales ont montré que l'ingestion chronique de plus de 10 mg / jour de molybdène peut entraîner un retard de la diarrhée, de la croissance, infertilité, faible poids de naissance et la goutte; elle peut aussi affecter les poumons, les reins et le foie. le tungstate de sodium est un inhibiteur compétitif de molybdène. Tungstène alimentaire réduit la concentration du molybdène dans les tissus.
Diététique la carence en molybdène de faible concentration de molybdène dans le sol a été associée à des taux accrus de cancer de l'œsophage dans une bande géographique de nord de la Chine à l'Iran. Comparativement aux États-Unis, qui a une plus grande offre de molybdène dans le sol, les personnes vivant dans ces zones ont environ 16 fois plus de risques pour oesophagien carcinome épidermoïde.
La carence en molybdène a également été rapporté comme une conséquence de la non-molybdène complétées la nutrition parentérale totale (alimentation par voie intraveineuse complète) pendant de longues périodes de temps. Elle se traduit par des taux sanguins élevés de sulfite et urate, de la même manière que cofacteur molybdène carence. Toutefois, probablement parce que la carence en molybdène pur à partir de ce mécanisme est considéré principalement chez les adultes, les conséquences neurologiques ont pas été aussi marqués que pour la carence en cofacteur congénitale.
Maladies connexes
A congénitale molybdène maladie de carence de cofacteur, vu chez les nourrissons, les résultats des interférences avec la capacité du corps à utiliser du molybdène en enzymes. Il provoque des niveaux élevés de sulfite et urate, et des dommages neurologiques. La cause en est l'incapacité du corps à synthétiser cofacteur de molybdène, une molécule qui se lie hétérocyclique molybdène au niveau du site actif dans toutes les enzymes humaines connues qui utilisent molybdène.
L'antagonisme de cuivre-molybdène
Des niveaux élevés de molybdène peuvent interférer avec l'absorption du corps de cuivre , produisant une carence en cuivre. Molybdène empêche protéines plasmatiques de liaison au cuivre, et elle augmente aussi la quantité de cuivre qui est excrété dans l'urine. Ruminants qui consomment de grandes quantités de molybdène développent des symptômes, y compris la diarrhée , retard de croissance, l'anémie et achromotrichie (perte de pigment de cheveux). Ces symptômes peuvent être soulagés par l'administration de plus de cuivre dans le système, à la fois sous forme alimentaire et par injection. La condition, comme une carence en cuivre efficace, peut être aggravée par un excès de soufre .
réduction de cuivre ou d'une déficience peuvent aussi être délibérément induits à des fins thérapeutiques par le composé tétrathiomolybdate d'ammonium, dans lequel le rouge vif anion tétrathiomolybdate est l'agent chélatant le cuivre. Tétrathiomolybdate a été d'abord utilisé en thérapeutique dans le traitement de la toxicosis de cuivre chez les animaux. On a ensuite introduit en tant que traitement en La maladie de Wilson, de cuivre trouble héréditaire du métabolisme chez l'homme; il agit à la fois en entrant en compétition avec l'absorption du cuivre dans l'intestin et en augmentant l'excrétion. Il a également été trouvé pour avoir un effet inhibiteur sur angiogenèse, éventuellement via l'inhibition dépendant de processus de translocation de membrane d'ions de cuivre comportant une voie de sécrétion non classique. Cela en fait un traitement d'investigation intéressant pour le cancer , liée à l'âge, la dégénérescence maculaire et d'autres maladies comportant excessive dépôt de vaisseau sanguin.
Précautions
Fumées et poussières, qui peuvent être générés par l'exploitation minière ou la métallurgie molybdène, peuvent être toxiques, surtout en cas d'ingestion (y compris les poussières piégées dans le sinus et plus tard d'ingestion). Faibles niveaux d'exposition prolongée peut provoquer une irritation des yeux et la peau. L'inhalation directe ou l'ingestion de molybdène et de ses oxydes doivent être évités. Règlements de l'OSHA spécifient l'exposition de molybdène maximale admissible dans une journée de 8 heures que 5 mg / m 3. L'exposition chronique à de 60 à 600 mg / m 3 peut provoquer des symptômes tels que la fatigue, des maux de tête et des douleurs articulaires.
