Η χημεία είναι το θεμέλιο της ζωής μας. Όλα τα είδη οικιακής χρήσης αποτελούνται από ενώσεις των στοιχείων του περιοδικού πίνακα. Κάθε λεπτό στο ανθρώπινο σώμα υπάρχουν περίπλοκες μεταμορφώσεις στις οποίες εμπλέκονται χημικές ουσίες. Αυτό το άρθρο θα μιλήσει για ένα τέτοιο μέταλλο όπως το μολυβδαίνιο: πού χρησιμοποιείται, οι ιδιότητες και ο ρόλος του στο ανθρώπινο σώμα.
Βαθιά στην ιστορία
Ορυκτά που περιείχαν μολυβδαίνιο ήταν γνωστά στην αρχαία Ελλάδα. Αυτές οι φυσικές ενώσεις είχαν δομή παρόμοια με τον γραφίτη. Ως εκ τούτου, συχνά χρησιμοποιούνταν μαζί με αυτό για τη δημιουργία δυνητικών πελατών. Ο μολυβδενίτης MoS2 είχε μια γκρι-πράσινη απόχρωση όταν γράφτηκε σε χαρτί. Για τη χαρακτηριστική του λάμψη, του δόθηκε το όνομα molybdaena - "σαν μόλυβδο."
Ο Karl Wilhelm Scheele διεξήγαγε έρευνα, χάρη στην οποία συνέθεσε τριοξείδιο MoO3, αλλά λόγω της έλλειψης κατάλληλου κλιβάνου, δεν μπορούσε να απομονώσει το μέταλλο στην καθαρή του μορφή. Ο Jöns Jakob Berzelius κατάφερε να αποκτήσει μολυβδαίνιο το 1817 απόαναγωγή οξειδίου όχι με άνθρακα, αλλά με υδρογόνο. Το συντιθέμενο χημικό στοιχείο μελετήθηκε προσεκτικά και περιγράφηκε στις εργασίες του επιστήμονα.
Φυσικές ιδιότητες
Τι είναι το μολυβδαίνιο; Είναι ένα ανοιχτό γκρι μέταλλο που, στην καθαρή του μορφή, είναι ανθεκτικό στην οξείδωση (υπό κανονικές συνθήκες). Με αύξηση της θερμοκρασίας στους 400-600 βαθμούς, αυτή η ικανότητα μειώνεται και σχηματίζεται τριοξείδιο MoO3.
Το μολυβδαίνιο είναι όλκιμο και ελατό, σφραγίζεται εύκολα. Πυκνότητα μετάλλου 10,2 g/cm3, σημείο τήξης 2620 ⁰С, σημείο βρασμού - 4800 ⁰С. Από αυτούς τους δείκτες, φαίνεται ότι είναι αρκετά ανθεκτικό. Η παρουσία ρύπων άνθρακα, αζώτου ή θείου επηρεάζει τις φυσικές ιδιότητες, ιδίως, η ουσία γίνεται εύθραυστη και εύθραυστη. Το μολυβδαίνιο είναι παραμαγνητικό. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η δύναμή του αυξάνεται σημαντικά.
Φυσικές ενώσεις μολυβδαινίου, απόκτηση
Πρέπει να γνωρίζετε ότι το μολυβδαίνιο δεν υπάρχει στην καθαρή του μορφή, υπάρχει στη φύση μόνο σε ενώσεις με άλλα στοιχεία. Η κατά προσέγγιση περιεκτικότητα σε μέταλλο στον φλοιό της γης είναι 3∙10-4%. Υπάρχουν περίπου 15 μέταλλα, από τα οποία τα πιο κοινά είναι:
- δισουλφίδιο MoS2 – μολυβδενίτης;
- CaMoO4 – powellite;
- PbMoO4 – wulfenite.
Οι κύριες αποθέσεις αυτών των ενώσεων σχετίζονται στενά με τις διαδικασίες καθίζησης σε υδροθερμικές οπές.
Το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου εξορύσσεται για βιομηχανικούς σκοπούς. Η χρήση του για την απόκτηση καθαρού μετάλλου είναι πολύσπουδαίος. Αυτό συμβαίνει με τη βοήθεια του εμπλουτισμού μεταλλεύματος με επίπλευση. Έτσι λαμβάνεται ένα συμπύκνωμα, το οποίο στη συνέχεια ψήνεται.
2MoS2+7O2=2MoO3+4SO 2
Το απομονωμένο οξείδιο καθαρίζεται και ανάγεται με ξηρό ρεύμα υδρογόνου σε θερμοκρασία 700 βαθμών. Το προϊόν της αντίδρασης είναι σκόνη μολυβδαινίου. Στο μέλλον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην καθαρή του μορφή ή ως υλικό για τη δημιουργία προϊόντων σε έλαση και σταμπωτό.
Παραγωγή κραματοποιημένων χάλυβων
Η σιδηρούχα μεταλλουργία χρησιμοποιεί σκόνη μολυβδαινίου. Που εφαρμόζεται; Για κραματοποίηση χάλυβα και χυτοσιδήρου. Η προσθήκη αυτού του στοιχείου στη σύνθεση των κραμάτων βελτιώνει σημαντικά την ποιότητά τους. Η ελαστικότητα, η αντοχή στη φθορά, η αντοχή στην κρούση αυξάνονται. Περίπου 0,5% μολυβδαίνιο προστίθεται στους δομικούς χάλυβες, εξαιτίας αυτού η δομή τους γίνεται λεπτόκοκκη και πιο ομοιόμορφη και η ευθραυστότητα των τελικών προϊόντων μειώνεται.
Η προσθήκη άλλων ουσιών καθιστά δυνατή τη λήψη ειδικών συνθέσεων που χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες. Κράματα, που περιλαμβάνουν κοβάλτιο και νικέλιο (50-60%), καθώς και χρώμιο (περίπου 20-28%), κραματώνονται με την προσθήκη μολυβδαινίου. Πού χρησιμοποιείται αυτό το υλικό; Η απάντηση βρίσκεται στις ειδικές του ιδιότητες - υψηλή αντοχή στη θερμότητα. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή εξαρτημάτων δέρματος αεροσκαφών και πυραύλων.
Εφαρμογή κραμάτων μολυβδαινίου
Όταν νιόβιο, τιτάνιο και άλλα μέταλλα βαρέως τύπου προστίθενται στο μολυβδαίνιο, η αντίσταση στη θερμότητα αυξάνεταικράματα. Μια τέτοια σύνθεση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία εξαρτημάτων για αεριοστρόβιλους και θαλάμους καύσης στην επιστήμη πυραύλων.
Σε κράματα με υψηλή περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο (17-28%), η αντοχή στη διάβρωση αυξάνεται. Δεν φοβούνται ούτε την αλληλεπίδραση με οποιοδήποτε οξύ (εκτός από το υδροφθορικό οξύ).
Οι πυρίμαχες ιδιότητες του μολυβδαινίου και η χρήση του στη δημιουργία ειδικών σωλήνων έχουν μεγάλη σημασία στην πυρηνική ενέργεια. Τέτοια προϊόντα είναι σε θέση να αντέχουν την έκθεση σε λιωμένο λίθιο. Λειτουργεί ως ψυκτικό στους αντιδραστήρες ουρανίου. Επιπλέον, το ίδιο το μολυβδαίνιο, με τη μορφή του ισοτόπου Mo-99, έχει βρει χρήση ως δείκτη στην πυρηνική βιομηχανία.
Λόγω της μη έγχυσης του μολυβδαινίου, το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται για τη δημιουργία καλουπιών για τη χύτευση εξαρτημάτων από χαλκό, αλουμίνιο και ψευδάργυρο. Η υψηλή αντοχή του μετάλλου επιτρέπει διεργασίες υπό υψηλή πίεση.
Rolling and stamping, application
Από κενά που λαμβάνονται με την τήξη σκόνης, δημιουργούνται προϊόντα έλασης - ράβδοι και σύρμα. Αποτελούνται από ένα καθαρό μέταλλο που ονομάζεται μολυβδαίνιο. Πού χρησιμοποιείται αυτό το προϊόν; Χρησιμοποιείται συχνότερα στην κατασκευή θερμοστοιχείων, τα οποία χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών άνω των 2000 ⁰C. Τα άγκιστρα και οι πυρήνες για την περιέλιξη ενός νήματος βολφραμίου σε έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως κατασκευάζονται επίσης από σύρμα μολυβδαινίου. Τα καλώδια καθόδου και τα ηλεκτρόδια εστίασης σε σωλήνες ακτίνων Χ και λαμπτήρες γεννήτριας πρέπει να είναι αξιόπιστα και να πληρούν τις απαιτήσεις υψηλής ανθεκτικότητας μετάλλων. Το ρολό μολυβδαίνιο είναι εξαιρετικό για αυτούς τους σκοπούς.
Ράβδοι και πλάκεςχρησιμοποιούνται αντί για ηλεκτρόδια σε κλιβάνους τήξης υψηλής θερμοκρασίας. Πρέπει να βρίσκονται σε ειδικό περιβάλλον αποτελούμενο από αργό, υδρογόνο ή κενό. Λόγω του γεγονότος ότι το μολυβδαίνιο δεν εισέρχεται σε χημικές αντιδράσεις με το γυαλί, χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων ενός κλιβάνου τήξης.
Εφαρμογή σε άλλους κλάδους
Το μολυβδαίνιο έχει βρει εφαρμογή στη βιομηχανία πετρελαίου. Εκεί χρησιμοποιείται ως καταλύτης ικανός να καθαρίζει προϊόντα από ακαθαρσίες θείου. Τα λιπαντικά κατασκευάζονται με βάση το δισουλφίδιο αλουμινίου. Σταθεροποιούν τη λειτουργία διαφόρων συσκευών και προστατεύουν τις επιφάνειες από μηχανικές καταπονήσεις σε υψηλές θερμοκρασίες. Έχει τόσο λιπαντικές και αντιδιαβρωτικές ιδιότητες.
Στην κατασκευή χρωμάτων και βερνικιών, όπου χρησιμοποιείται μολυβδαίνιο και τα οξείδια του, λαμβάνονται επίμονες χρωστικές κίτρινων-πορτοκαλί αποχρώσεων. Η σύνθεση τεχνητών ινών επίσης δεν λειτουργεί χωρίς αυτήν την ουσία. Για να αυξηθεί η περιεκτικότητα του εδάφους σε άζωτο, χρησιμοποιούνται μικρολιπάσματα, τα οποία περιλαμβάνουν μολυβδαίνιο.
Ο ρόλος του μολυβδαινίου στο σώμα
Το μολυβδαίνιο παίζει σημαντικό ρόλο στο ανθρώπινο σώμα. Συμμετέχει στη σύνθεση της αιμοσφαιρίνης, του αζώτου και του μεταβολισμού πουρίνης. Υπεύθυνη για την απορρόφηση του σιδήρου και της βιταμίνης C, είναι ένα ισχυρό αντιοξειδωτικό. Το ιχνοστοιχείο έχει ογκοπροστατευτική, αναζωογονητική δράση.
Τροφές πλούσιες σε μολυβδαίνιο είναι τα όσπρια και τα δημητριακά, τα φυλλώδη λαχανικά. Η απαιτούμενη ποσότητα μικροθρεπτικών συστατικών καθημερινάεισέρχεται στο σώμα εάν τρώτε σωστά. Η έλλειψή του μπορεί να αναπληρωθεί χρησιμοποιώντας σύμπλοκα ορυκτών.
