№42 Молибден

История открытия:

Древние греки и римляне называли "молибденом" свинцовый блеск, а также некоторые другие свинцовые руды (по-гречески molubdoV - свинец). Позднее это название было распространено на другие минералы (которые подобно свинцовому блеску окрашены в черный цвет), прежде всего на графит и минерал, называемый теперь молибденовым блеском. Графит и молибденовый блеск, которые очень близки по внешнему виду, долгое время считали одним и тем же минералом. Позднее их обычно называли "рисовальный свинец" и "водный свинец" (латинское plumbago). Впервые их различие обнаружил Шееле в 1778 г. Ему удалось разложить молибденовый блеск ("водный свинец") азотной кислотой, причем он получил белую окись (трехокись молибдена МоО₃), которую назвал молибденовой кислотой (acidum molybdaenae). Металл, являющийся основой этого окисла,- молибден - был выделен в свободном состоянии Хельмом (Hjelm, 1782).

Получение:

Основным исходным продуктом для получения молибдена служит молибденовый блеск. Поскольку большинство перерабатываемых руд содержит всего лишь несколько десятых процента чистого сульфида MoS₂ их обогащают, используя в основном флотационные процессы. Обогащенную руду, (более 70% MoS₂), переводят в трехокись молибдена обжигом (уравнение (1)) или сплавлением с содой в пламенной печи и разложением получающегося молибдата концентрированной серной кислотой (уравнения (2) и (3)). Металл получают из трехокиси восстановлением водородом (уравнение (4)) или углем (или углеродсодержащими веществами, например канифолью):
MoS₂+ O₂ = MoO₃+ 2SO₂, (1)
MoS₂ + 3Na₂CO₃ + О₂ = Na₂MoO₄ + 2Na₂SO₄+ 3СО₂, (2)
Na₂MoО₄ + 2HCl = MoO₃ + H₂О + 2NaCl, (3)
MoO₃+ 3Н₂ = Мо + 3Н₂О (4)
Вследствие высокой температуры плавления молибден сначала получается в виде порошка. Затем, прессуя порошок в стержни и нагревая их в атмосфере водорода переменным током низкого напряжения почти до плавления, можно получить компактный ковкий молибден.

Физические свойства:

Порошкообразный молибден темного серого цвета, без блеска. Он довольно тверд, но полируется, а при высоких температурах куется и сваривается. Удельный вес Мо 10,2. В совершенно чистом состоянии компактный молибден пластичен, ковок, тягуч, довольно легко подвергается штамповке и прокатке. При загрязнении углеродом, азотом или серой молибден, подобно хрому, становится хрупким, твердым, ломким, что существенно затрудняет его обработку. Электропроводность молибдена больше, чем у платины, никеля, ртути, железа и многих других металлов.

Химические свойства:

При обычных температурах молибден довольно устойчив на воздухе. При повышенных температурах он реагирует также с хлором и бромом, а с фтором - уже на холоду. Напротив, молибден не реагирует с иодом даже в раскаленном состоянии. Водород очень мало поглощается даже очень тонко измельченным молибденом и уже при температуре 300° полностью удаляется. С углеродом же молибден реагирует при нагревании, образуя карбид. Молибден способен непосредственно реагировать с окисью углерода, если действовать ею при высоком давлении на тонкий порошок молибдена. Элементарный азот с трудом связывается молибденом. Нагреванием молибденового порошка в газообразном аммиаке получают нитриды Mo₂N и MoN.
Разбавленные кислоты не действуют на молибден. Из концентрированных кислот на него действует только HNO₃(конц). Но так как последняя, как и другие окислители, naccuвupyem молибден, то окисление ею происходит очень медленно. Молибден окисляется также нагретой почти до кипения H₂SO₄(конц). Энергичнее действуют царская водка, а также смеси азотной кислоты с фтористоводородной или серной кислотами. В щелочах молибден практически нерастворим. Очень медленно реагирует он и с расплавленными едкими щелочами. Напротив, быстрое окисление происходит при сплавлении с нитратом калия, хлоратом калия или перекисью натрия.

Применение:

Молибден применяют в основном при производстве специальных сталей, для оружейных стволов, танковой брони, валов и т. д. Наряду с хромом, никелем, кобальтом и ванадием молибден используют для получения быстрорежущих сталей. Его применяют также при производстве магнитных сталей и кислотостойких сплавов. Молибден широко применяют для изготовления держателей для нитей ламп накаливания, так как он легко впаивается в стекло, и такие спаи не пропускают газ. Из соединений молибдена наиболее широко применяют молибдат аммония, главным образом для определения фосфорной кислоты (например, в искусственных удобрениях).
Молибден – один из основных микроэлементов в питании человека и животных. Он содержится во многих живых тканях и необходим для поддержания активности некоторых ферментов, участвующих в катаболизме пуринов и серосодержащих аминокислот. Недостаток молибдена вызывает тяжелые заболевания. Наиболее богатые элементом № 42 пищевые продукты: бобовые и злаковые растения, листовые овощи, молоко, фасоль, печень и почки.

Важнейшие соединения:

Молибден образует соединения в различных состояниях окисления. Максимальная валентность молибдена равна шести. Исключая минерал MoS₂, молибден в тех его соединениях, которые имеют практическое значение как таковые, шестивалентен.

Е. Лапшина