Molybden

Molybden, Mo, je přechodný kov, který je důležitou složkou vysoce legovaných ocelí a průmyslových katalyzátorů. Jednou z jeho důležitých aplikací je ferromolybden, který se vyrábí aluminotermicky a využívá se v korozivzdorných ocelích. Má vysokou teplotu tání a varu, na vzduchu je za laboratorní teploty stabilní, ale při vyšších teplotách se oxiduje, jak kyslíkem, tak halogeny.

Vlastnosti molybdenu
Atomové číslo 42 Počet stabilních izotopů 6
Atomová hmotnost 95,96 Elektronová konfigurace [Kr] 4d5 5s1
Teplota tání [°C] 2623 Teplota varu [°C] 4639
Elektronegativita 2,16 Hustota [g.cm-3] 10,28

Čistý molybden se vyrábí ve formě prášku a zpracovává se lisováním nebo slinováním za vysokých teplot v redukční atmosféře (H2). Připravený oxid molybdenový se nejprve převede na molybdenan, který se vyčistí, převede na dimolybdenan, a ten se termicky rozloží na oxid, který se následně redukuje vodíkem na kov.
2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2
MoO3 + 2 NH3 + H2O → (NH4)2(MoO4) + H2O
(NH4)2Mo2O7 → 2 MoO3 + 2 NH3 + H2O
MoO3 + 3 H2 → Mo + 3 H2O

Izotopy

V současnosti (2016) známe 33 izotopů molybdenu s atomovou hmotností od 83 do 115. V přírodním molybdenu je obsaženo 9,67 % radioaktivního izotopu 100Mo, s poločasem rozpadu 1,15×1019 let.[4] Prakticky se využívá izotop 99Mo, který se využívá v radioizotopových reaktorech pro získávání 99mTc pro nukleární medicínu.

Výskyt

Molybden se v přírodě vyskytuje ve formě minerálů, které tvoří s jinými prvky. Jeho obsah v zemské kůře je asi 1,5-8 mg.kg-1, v mořské vodě je koncentrace nižší, cca 0,01 mg.dm-3.

Molybdenit, zdroj: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Molybdenit_1.jpg


Nejdůležitějším minerálem je šesterečný černošedý molybdenit (MoS2), z kterého se pražením vyrábí oxid molybdenový (MoO3). Mletý molybdenit se využívá jako tuhé mazivo, podobně jako grafit.[5] Nacházíme jej v Arménii, Utahu, Coloradu, v česku se nachází např. v Skalsku u Jílového, Ruprechticích a Černé Hoře.

Molybdenit se nejprve praží na vzduchu, za vzniku oxidu, který je extrahován roztokem amoniaku za vzniku molybdenanu amonného.

2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2
MoO3 + 2 NH3 + H2O → (NH4)2MoO4 + H2O

Molybdenan je pak vyčištěn a převeden na dimolybdenan. Ten je pak termicky rozložen na zpět na oxid, který je přesublimován a redukován vodíkem na kovový molybden.

(NH4)2Mo2O7 → 2 MoO3 + 2 NH3 + H2O
MoO3 + 3 H2 → Mo + 3 H2O

Dalšími rudami jsou wulfenit, PbMoO4 a powellit, Ca(Mo,W)MoO4.

Chemie

Molybden za laboratorní teploty nereaguje ani se vzduchem, ani s vodou. Tvoří sloučeniny v oxidačních stavech II, III, IV, V a VI. Molybden vytváří oxid molybdeničitý a molybdenový a řadu nestechiometrických, výrazně zbarvených oxidů (Mo9O26, Mo8O23, Mo5O14, …). Vytváří i sloučeniny se čtvernou vazbou, např. červenou krystalickou sloučeninu K4[Mo2Cl8].

Anion Mo2Cl8(4-)

Anion Mo2Cl84-

Oxid molybdenový a molybdenany jsou důležité průmyslové katalyzátory, např. pro hydrogenaci benzenu při výrobě cyklohexanu.

NMR

Molybden má dvě NMR aktivní, kvadrupolární jádra – 95Mo a 97Mo. Výhodnější je jádro 95Mo, které je citlivější a poskytuje užší signály. Jako standard se využívá roztok molybdenanu sodného (Na2MoO4) v D2O.

  95Mo 97Mo
Spin 5/2 5/2
Zastoupení v přírodě [%] 15,92 % 9,55 %
Rozsah chemických posunů -2000 – 2300 ppm
Citlivost vzhledem k 1H 5,21.10-4 3,28.10-4
Citlivost vzhledem k 13C 3,06 20,5
Rezonanční frekvence v poli 1 T 15,92 9,55
Jaderný magnetický moment -0,9142 -0,9335

Chemické posuny

Thiokomplexy 2100-1550 6-koordinovaný Mo 2100-0
Aromatické sandwichové komplexy 400 – -1900 7-koordinovaný Mo 200 – -2000
Mo(CO)2-4L2-4 -1000 – 1800 Mo(CO)5L -1350 – -1900

Odkazy

  1. Molybden na české wikipedii
  2. Molybden na anglické wikipedii
  3. Mo NMR
  4. HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. Tišnov: Sursum, 2013. ISBN 978-80-7323-248-1.
  5. Molybdenit

Navigace

H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Napsat komentář