მოლიბდენი

მოლიბდენი (ქიმიური სიმბოლო — Mo) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის, მეექვსე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეექვსე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, VIბ) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 42, ატომური მასა — 95.95, tდნ — 2623 °C, tდუღ — 4639 °C, სიმკვრივე — 10.28 გ/სმ3. ღია რუხი ფერის ძნელლღობადი ლითონი. ბუნებრივი მოლიბდენი შედგება ექვსი (^{92}Mo, ^{94}Mo, ^{95}Mo, ^{96}Mo, ^{97}Mo და ^{98}Mo) სტაბილური და ერთი ^{100}Mo სუსტად რაიოაქტიური იზოტოპისაგან. 1778 წელს მოლიბდენი აღმოაჩინა კ. შეელემ. 1782 წელს ლითონური მოლიბდენი პირვალდ მიიღო შვედმა ქიმიკოსმა პ. გიელმმა MoO3-ის ნახშირბადით აღდგენისას. მთავარ გამოყენებას პოვებს მეტალურგიაში.
ისტორია და სახელწოდების წარმომავლობა
მოლიბდენი 1778 წელს შვედმა ქიმიკოსმა, კარლ ვილგელმ შეელმა, აღმოაჩინა, რომელმაც მოლიბდენის მჟავის გახურებისას მიიღო МоО3. ლითონურ მდგომარეობაში პირველად მიღებული იქნა პ. გიელმის მიერ 1782 წ. ნახშირით ოქსიდის აღდგენით: მან მიიღო მოლიბდენი, რომელიც შეიცავდა ნახშირბადს და მოლიბდენის კარბიდს. სუფთა მოლიბდენი 1817 წელს მიიღო ი. ბერცელიუსმა.
სახელწოდება მოდის , რაც ნიშნავს «ტყვიას». რადგანაც ძალიან ჰგავს გარეგნულად მოლიბდენიტი (MoS2), მინერალი საიდანაც პირველად მიღებული იქნა მოლიბდენის ოქსიდი, რომელსაც ტყვიის ბზინვარება ჰქონდა როგორც გალენიტს (PbS). თითქმის XVIII ს. მოლიბდენიტს ვერ ანსხვავებდნენ გრაფიტისაგან და ტყვიის ბზინვარებისაგან, ეს მინერალები ატარებდნენ საერთო სახელწოდებას «მოლიბდენს».
ბუნებაში
დედამიწის ქერქში მოლიბდენი შეადგენს მასის მიხედვით 3%. მოლიბდენი თავისუფალი სახით არ გვხვდება. დედამიწის ქერქში ის შედარებით თანაბრადაა გავრცელებული. ყველაზე ნაკლებ მოლიბდენს შეიცავს ულტრაფუძე და კარბონატული ქანები (0,4 — 0,5 გრ/ტ). მოლიბდენის კონცენტრაცია ქანებში იზრდება SiO2-ის ზრდასთან ერთად. მოლიბდენი ასევე არის ზღვისა და მდინარის წყალშიც, მცენარის ნაცარში, ნახშირში და ნავთობში. ზღვის წყალში მოლიბდენის შემცველობა მერყეობს 8,9-დან 12,2 მკგ/ლ სხვადასხვა ოკეანეებსა და აკვატორიების მიხედვით. საერთო არის ის, რომ წყალი ხმელეთთან ახლოს და მისი ზედა ფენა ნაკლებადაა გაჯერებული მოლიბდენით, ვიდრე სიღრმის წყალი და ნაპირიდან შორს. მოლიბდენის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია ქანებში დაკავშირებულია აქცესორულ მინერალებთან (მაგნეტიტი, ილმენიტი, სფენი), თუმცა მისი ძირითადი მასა არის მინდვრის შპატებში და ნაკლებად კვარცში. მოლიბდენი ქანებში შემდეგ ფორმებშია: მოლიბდატური და სულფიდური მიკროსკოპული და სუბმიკროსკოპული სახით, იზომორფული და გაბნეული (ქანწარმომქმნელ მინერალებში). მოლიბდენი უფრო ახლოსაა გოგირდთან ვიდრე ჟანგბადთან, ამიტომ ქანურ სხეულებში წარმოიქმნება ოთხვალენტიანი მოლიბდენის სულფიდი — მოლიბდენიტი. მოლიბდენიტის კრისტალიზაციისათვის ყველაზე ხელსაყრელია აღდგენითი გარემო და მომატებული მჟავიანობა. ზედაპირულ პირობებში უმთავრესად წარმოიქმნება ჟანგბადური ნაერთები Мо6+. პირველად მადნებში მოლიბდენიტი გვხვდება ვოლფრამიტთან და ბისმუტინთან ერთად ასოციაციაში, ასევე სპილენძის მინერალებთან, გალენიტთან და სფალერიტთან. თუმცა მოლიბდენიტი ითვლება მდგრად სულფიდად მჟავე და ტუტე გამხსნელების მიმართ, ბუნებრივ პირობებში წყლის და ჰაერის ჟანგბადის ხანგრძლივი ზემოქმედების შემთხვევაში მოლიბდენიტი იჟანგება და მოლიბდენი ინტენსიურად მიგრირებს მეორადი მინერალის წარმოქმნით. ამით შეიძლება აიხსნას მოლიბდენის მომატებული კონცენტრაცია დანალექ შრეებში — ნახშირიანი და სილიციუმ-ნახშირიანი შრეები.
ცნობილია მიახლოებით 20-მდე მოლიბდენის მინერალი. მათ შორის მნიშვნელოვანია: მოლიბდენიტი MoS2 (60 % Mo), პოველიტი СаМоО4 (48 % Мо), მოლიბდიტი Fe(MoO4)3·nH2O (60 % Mo) და ვულფენიტი PbMoO4.
საბადოები
მოლიბდენის დიდი საბადოები ცნობილია აშშ-ში, მექსიკაში, ჩილეში, კანადაში, ავსტრალიაში, ნორვეგიაში, რუსეთში. მოლიბდენის მსოფლიო მარაგის 7 %-ზე მეტი მდებარეობს სომხეთში.
საბადოების გენეტიკური ჯგუფები და სამრეწველო ტიპები
1. კონტაქტურ-მეტასომატური
2. ჰიდროთერმული
A. მაღალტემპერატურული
B. საშუალოტემპერატურული
a. კვარც-მოლიბდენიტური
b. კვარც-სფალერიტ-გალენიტ-მოლიბდენიტური
c. კვარც-ხალკოპირიტ-მოლიბდენიტური
d. ნასტურან-მოლიბდენიტური.
მიღება
მოლიბდენის სამრეწველო მიღება იწყება მადნების გამდიდრებით ფლოტაციური მეთოდით. მიღებულ კონცენტრატს მოწვავენ ოქსიდის МоО3 წარმოქმნამდე:
2MoS2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SO2,
რომელსაც დამატებით წმინდავენ. შემდეგ МоО3 აღადგენენ წყალბადით:
MoO3 + H2 → Mo + H2O
მიღებულ ნაკეთობას ამუშავებენ წნევით (ჭედვა, შტამპვა, გლინვა, ადიდვა და წნეხვა).
ფიზიკური თვისებები
მოლიბდენი — ღია-რუხი ლითონია, რომელსაც აქვს α-Fe ტიპის კუბური მოცულობაცენტრიებული მესერი (a = 3,14 Å; z = 2; სივრცული ჯგუფით Im3m), პარამაგნიტურია, მოოსის სკალით მისი სიმაგრეა 5.5 ბალი. მექანიკური თვისებები, როგორც ყველა ლითონში განისაზღვრება მისი სიწმინდით და წინასწარ მექანიკური და თერმული დამუშავებით (რაც უფრო წმინდაა ლითონი, მით უფრო რბილია). აქვს ძალიან მცირე სითბური გაფართოების კოეფიციენტი. მოლიბდენი ძნელადლღვობადი ლითონია, რომლის დნობის ტემპერატურაა - 2620 °C და დუღილის ტემპერატურაა — 4639 °C.
ქიმიური თვისებები
ოთახის ტემპერატურაზე ჰაერზე მოლიბდენი მდგრადია. ჟანგვას იწყებს 400 °C-ზე. 600 °C-ზე ზევით სწრაფად იჟანგება МоО3-მდე. ამ ოქსიდს იღებენ მოლიბდენის დისულფიდის ჟანგვით MoS2 და ამონიუმის მოლიბდატის თერმოლიზით (NH4)6Mo7O24·4H2O.
Мо ქმნის მოლიბდენის(IV) ოქსიდს МоО2 და მთელ რიგ ოქსიდებს, შუალედურს МоО3 და МоО2-ს შორის.
ჰალოგენებთან Mo წარმოქმნის სხვადასხვა ჟანგვის ხარისხის ნაერთებს. მოლიბდენის ფხვნილის ან МоО3 ურთიერთქმედებით F2-თან მიიღებენ მოლიბდენის ჰექსაფტორიდს MoF6, უფერული ადვილად დუღებადი სითხე. Mo (+4 и +5) წარმოქმნის მყარ ჰალოგენიდებს MoHal4 და MoHal5 (Hal = F, Cl, Br). იოდთან ცნობილია მხოლოდ მოლიბდენის იოდიდი MoI2. მოლიბდენი წარმოქმნის ოქსიჰალოგენიდებს: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 და სხვა.
მოლიბდენის გახურებისას გოგირდთან ერთად წარმოიქმნება მოლიბდენის დისულფატი MoS2, სელენიუმთან — მოლიბდენის დისელენიდს MoSe2. ცნობილია მოლიბდენის კარბიდები Mo2C და MoC — კრისტალური მაღალლღვობადი ნივთიერება და მოლიბდენის სილიციდი MoSi2.
მოლიბდენის ნაერთების განსაკუთრებულ ჯგუფს წარმოადგენს — მოლიბდენის ლურჯები. აღმდგენების - გოგირდოვანი აირის, თუთიის მტვერის, ალუმინის ან სხვების ქმედებით სუსტმჟავა (рН=4) მოლიბდენის ოქსიდის სუსპენზიაზე წარმოიქმნება ცვალებადი შემადგენლობის კაშკაშა ლურჯი ნივთიერება: Мо2О5·Н2О, Мо4О11·Н2О და Мо8О23·8Н2О.
Mo წარმოქმნის მოლიბდატებს, სუსტი მოლიბდენის მჟავეების მარილებს, хН2О· уМоО3 (ამონიუმის პარამოლიბდატი 3(NH4)2O·7MoO3·zH2O; СаМоО4, Fe2(МоО4)3 — გვხვდება ბუნებაში). I და III ჯგუფის ლითონების მოლიბდატებს აქვთ [МоО4] ტეტრაედრული დაჯგუფებები.
ნორმალური მოლიბდატების წყალხსნარებს თუ ცოტას მჟავებს დაუმატებს წარმოიქმნება MoO3OH−-ის იონები, შემდეგ პოლიმოლიბდატების იონები: ჰეპტა-, (პარა-) Мо7О266−, ტეტრა-(მეტა-) Мо4О132−, ოქტა- Мо8О264− და სხვა. უწყლო პოლიმოლიბდატების სინთეზი ხდება МоО3-სა და ლითონების ოქსიდების შედუღაბებით, შედნობით.
არსებობენ ორმაგი მოლიბდატები, რომელთა შემადგენლობაში შედის ორი კათიონი ერთად, მაგალითად, М+1М+3(МоО4)2, М+15М+3(МоО4)4. ოქსიდური შენაერთები, რომლებიც შეიცავენ დაბალი ჟანგვის ხარისხის მოლიბდენს — მოლიბდენური ბრინჯაოები, მაგალითად, წითელი K0,26MoO3 და ლურჯი К0,28МоО3. ეს ნაერთები ფლობენ ლითონურ გამტარობას და ნახევარგამტარულ თვისებებს.
გამოყენება
მოლიბდენი გამოიყენება ფოლადების ლეგირებისათვის, როგორც ცეცხლმედეგი და კოროზიამედეგი შენადნობების კომპონენტები. მოლიბდენის მავთულს (ლენტა) იყენებენ მაღალტემპერატურული ღუმელების წარმოებაში, ნათურებში ელ. დენის შესაყვანად. მოლიბდენის ნაერთები — სულფიდი, ოქსიდები, მოლიბდატები — წარმოადგენენ ქიმიური რეაქციების კატალიზატორებს, საღებავების პიგმენტებს, მინანქრების კომპონენტებს. მოლიბდენის ჰექსაფტორიდი გამოიყენება ლითონური Mo-ით სხვადასხვაგვარი ზედაპირების დაფარვისას, MoS2 გამოიყენება როგორც მყარი მაღალტემპერატურული საპოხი მასალა. Mo შედის მიკროსასუქის შემადგენლობაში. რადიოაქტიული იზოტოპები 93Mo (T1/2 6,95 სთ.) და 99Mo (T1/2 66 სთ.) — იზოტოპური ინდიკატორები.
მოლიბდენი — არის მალეგირებელი ელემენტი, რომელიც ზრდის სიმტკიცეს, სიბლანტე ფოლადის თვისებას და კოროზიამედეგობას. ჩვეულებრივ ლეგირებისას სიმტკიცის ზრდასთან ერთად იზრდება ლითონის სიმყიფე. ცნობილია მოლიბდენის გამოყენების შემთხვევები ცივი იარაღის დამზადებისას იაპონიაში XI—XIII საუკუნეებში.
მოლიბდენ-99 გამოიყენება ტექნეციუმ-99-ის მისაღებად, რომელიც გამოიყენება მედიცინაში ონკოლოგიური და ზოგიერთი სხვა დაავადებების დიაგნოზის დროს.
2005 წელს მოლიბდენის მსოფლიო მიწოდებამ (სუფთა მოლიბდენზე გადათვლით) შეადგინა, «Sojitz Alloy Division»-ის მონაცემებით, 172,2 ათასი ტონა (2003 წ.—144,2 ათასი ტონა). სუფთა მონოკრისტალური მოლიბდენი გამოიყენება მძლავრი გაზოდინამიკური ლაზერების სარკეების დასამზადებლად.
მოლიბდენის ტელურიდი წარმოადგენს ძალიან კარგ თერმოელექტრულ მასალას თერმოელექტროგენერატორებისათვის (თერმო-ე.მ.ძ 780 მკვ/К).
მოლიბდენის ოქსიდი (III) (მოლიბდენის ანჰიდრიდი) ფართოდ გამოიყენება როგორც დადებითი ელექტროდი ლითიუმის დენის წყაროებში.
მოლიბდენი გამოიყენება მაღალტემპერატურულ ვაკუუმის წინაღობის ღუმელებში როგორც გამაცხელებელი ელემენტი. მოლიბდენის დისილიციდი გამოიყენება როგორც გამაცხელებელი ელემენტი მჟანგავი ატმოსფეროს ღუმელებში, რომლებიც 1800 °С-მდე მუშაობენ.
ბიოლოგიური როლი
ცხოველებისა და ადამიანების ორგანიზმისათვის მოლიბდენის ფიზიოლოგიური მნიშვნელობა პირველად იქნა ნაჩვენები 1953 წ, ამ ელემენტის ზეგავლენის აღმოჩენის შემდეგ ფერმენტის ქსანტინოქსიდაზას აქტივობაზე. ქსოვილების სუნთქვის სისტემის მნიშვნელოვანი კომპონენტია. აძლიერებს ამინომჟავების სინთეზს, აუმჯობესებს აზოტის დაგროვებას. მოლიბდენი შედის რიგი ფერმენტების შემადგენლობაში (ალდეგიდოქსიდაზა, სულფიტოქსიდაზა, ქსანტინოქსიდაზა და სხვა), რომლებიც ასრულებენ მნიშვნელოვან ფიზიოლოგიურ ფუნქციას, კერძოდ კი, შარდის მჟავას ცვლის რეგულაციას. მოლიბდენენზიმები აკატალიზირებს სხვადასხვა სუბსტრატების ჰიდროქსილირებას. ადელგიდოქსიდაზა ჟანგავს და ანეიტრალებს სხვადასხვა პირიმიდინებს, პურინებს, პტერიდინებს. ქსანტინოქსიდაზა აკატალიზებს ჰიპოქსანტინების გარდაქმნას ქსანტინებში, ხოლო ქსანტინების - შარდის მჟავაში. სულფოტოქსიდაზა აკატალიზებს სულფიტის გარდაქმნას სულფატში.
მოლიბდენის უკმარისობას ორგანიზმში თანსდევს ქსოვილებში ქსანტინოქსიდაზების შემცველობის შემცირება. მოლიბდენის უკმარისობისას ზარალდებიან ანაბოლური პროცესები, შეიმჩნევა იმუნური სისტემის შესუსტება. ამონიუმის ტიომოლიბდატი (მოლიბდენის ხსნადი მარილი), წარმოადგენს სპილენძის ანტაგონისტს და შლის მის უტილიზაციას ორგანიზმში.
აზოტის ბრუნვა
მოლიბდენი შედის ნიტროგენაზის აქტიური ცენტრის შემადგენლობაში — ფერმენტისა რომელიც აკავშირებს ატმოსფერულ აზოტს (გავრცელებულია ბაქტერიებში).
მიკროელემენტი
მოლიბდენის მიკრორაოდენობა აუცილებელია ორგანიზმის ნორმალური განვითარებისათვის, გამოიყენება მიკროელემენტური კვების შემადგენლობაში, კერძოდ კენკროვან კულტურებში. გავლენას ახდებს მცენარეების გამრავლებაზე.
ღირებულება
2011 წ. მოლიბდენის ღირებულება შეადგენდა მიახლოებით $37 500 ერთ ტონაზე.
ფიზიოლოგიური ქმედება
მოლიბდენისა და მისი ნაერთების მტვერი აღიზიანებს სასუნთქ გზებს.
იხილეთ აგრეთვე
სპინიფექს-რიჯი — მოლიბდენის უდიდესი საბადო ავსტრალიაში.
კაჯარანის სპილენძ-მოლიბდენის საბადო - ყველაზე დიდი საბადო ყოფილ საბჭოთა კავშირში.
რესურსები ინტერნეტში
მოლიბდენი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
მოლიბდენი Webelements-ზე
სქოლიო