Molybden – Wikipedia tiếng Việt

Molypden (tiếng La tinh: molybdenum, từ tiếng Hy Lạp molybdos nghĩa là “giống như chì”, trong tiếng Việt được đọc là Mô lip đen), là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm VIB, chu kì 5 với ký hiệu Mo và số nguyên tử 42. Nó có điểm nóng chảy cao hàng thứ 6 trong số mọi nguyên tố đã biết và vì thế thường được sử dụng trong các loại hợp kim thép có sức bền cao. Molypden được tìm thấy ở dạng dấu vết trong thực vật và động vật, mặc dù sự dư thừa molypden thái quá có thể gây độc hại cho một số động vật. Molypden được Carl Wilhelm Scheele phát hiện năm 1778 và lần đầu tiên được Peter Jacob Hjelm cô lập năm 1781.

Molypdenit (từ tiếng Hy Lạp Μόλυβδος molybdos, nghĩa là chì),[3] loại quặng chính mà hiện nay người ta dùng để sản xuất molypden, trước đây gọi là molypdena. Molypdena từng bị nhầm lẫn và thường được dùng như thể nó là graphit (than chì). Ngay cả khi hai loại quặng này có thể phân biệt thì molypdena cũng đã từng được coi là quặng chì.[4] Năm 1754, Bengt Qvist đã khảo sát khoáng vật và xác định rằng nó không chứa chì.[5]

Cho tới tận năm 1778 thì nhà hóa học người Thụy Điển là Carl Wilhelm Scheele mới nhận thấy molypdena không phải chì mà cũng chẳng phải graphit.[6][7] Ông và các nhà hóa học khác sau đó giả định chính xác rằng nó là quặng của nguyên tố mới khác biệt, đặt tên là molybdenum cho khoáng vật mà trong đó nó được phát hiện ra. Peter Jacob Hjelm đã thành công trong việc cô lập molypden bằng cách sử dụng cacbon và dầu lanh vào năm 1781.[4][8]
Trong một khoảng thời gian dài đã không có ứng dụng công nghiệp nào từ molypden. Công ty Schneider Electrics của Pháp đã sản xuất hợp kim thép molypden lần đầu tiên vào năm 1894 dưới dạng các tấm giáp sắt. Cho tới Chiến tranh thế giới thứ nhất phần lớn các xí nghiệp sản xuất giáp sắt khác cũng sử dụng thép hợp kim molypden. Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, một số xe tăng của Anh được bảo vệ bằng các tấm mangan dày tới 75 mm, nhưng nó tỏ ra không hiệu quả. Các tấm mangan sau đó được thay thế bằng các tấm molypden dày 25 mm. Điều này cho phép đạt được tốc độ cao hơn, khả năng thao diễn lớn hơn và mặc dù mỏng hơn nhưng lại có sự bảo vệ tốt hơn.[4] Nhu cầu lớn về molypden trong Chiến tranh thế giới thứ nhất và Đại chiến thế giới lần thứ hai cùng sự giảm sút mạnh sau chiến tranh có ảnh hưởng lớn tới giá cả và sản lượng molypden.

Các nhà sản xuất molypden hàng đầu thế giới là Hoa Kỳ, Canada, Chile, Nga và Trung Quốc.[4][9]

Mặc dù molypden được tìm thấy trong những khoáng vật như wulfenit ( Pb Mo O 4 ) và powellit ( Ca Mo O 4 ), nhưng nguồn thương mại chính chứa molypden là molypdenit ( Mo S 2 ). Molypden được khai thác như là loại quặng chính cũng như được hồi sinh từ phụ phẩm trong khai thác đồng và wolfram. [ 3 ] Các mỏ lớn tại Colorado ( Climax ) và British Columbia chứa molypdenit, trong khi nhiều trầm tích porphyry đồng như mỏ Chuquicamata ở miền bắc Chile lại sản xuất molypden như thể phụ phẩm của khai thác đồng. Mỏ Knaben ở miền nam Na Uy Open năm 1885 và là mỏ molypden tiên phong trên quốc tế. Nó còn duy trì hoạt động giải trí tới năm 1973 .Molypden là nguyên tố thông dụng hàng thứ 42 trong thiên hà và thứ 25 trong lòng đại dương của Trái Đất, với trung bình khoảng chừng 10,8 tấn / km³. [ 10 ] Tàu Luna 24 của Nga đã phát hiện ra một hạt chỉ chứa molypden ( kích cỡ 1 × 0,6 µm ) trong mẩu đá pyroxen thu được từ Mare Crisium trên Mặt Trăng. [ 11 ]Phụ phẩm trong khai thác molypden là rheni. Do nó luôn xuất hiện với lượng nhỏ trong molypdenit nên nguồn thương mại duy nhất của rheni chính là những mỏ molypden .
Molypden là một sắt kẽm kim loại chuyển tiếp với độ âm điện 1,8 trên thang Pauling và nguyên tử lượng 95,9 g / mol. [ 12 ] Nó không phản ứng với oxy hay nước ở nhiệt độ phòng. Ở nhiệt độ cao hơn, triôxít molypden được tạo ra theo phản ứng :

2Mo + 3O2 → 2MoO3[13]

Ở dạng sắt kẽm kim loại nguyên chất, molypden có màu xám trắng bạc và rất cứng, mặc dầu nó hơi mềm hơn wolfram. Dạng bột màu xám sẫm hoặc đen, nó có điểm nóng chảy là 2.623 °C, cao hàng thứ sáu trong số những nguyên tố đã biết, và chỉ có cacbon cùng những sắt kẽm kim loại như wolfram, rheni, osmi và tantan là có nhiệt độ nóng chảy cao hơn, theo trật tự như trên đây. [ 3 ] Molypden bắt cháy ở nhiệt độ trên 600 °C. [ 10 ] Nó cũng có thông số co và giãn nhiệt thấp nhất trong số những sắt kẽm kim loại sử dụng ở quy mô thương mại ( 4,8 µm / m • K ở 25 °C ). [ 4 ]Molypden có giá trị vào lúc 65.000 USD mỗi tấn vào ngày 4 tháng 5 năm 2007. Nó duy trì mức giá khoảng chừng 10.000 USD / tấn suốt trong quá trình từ năm 1997 tới năm 2002 và đạt đỉnh điểm ở mức 103.000 USD / tấn vào tháng 6 năm 2005. [ 14 ]
Người ta đã biết 35 đồng vị của molypden với nguyên tử lượng trong khoảng chừng từ 83 tới 117, cũng như bốn đồng phân hạt nhân. Bảy đồng vị có nguồn gốc tự nhiên, với nguyên tử lượng là 92, 94, 95, 96, 97, 98 và 100. Trong số này có 5 đồng vị không thay đổi ( nguyên tử lượng từ 94 tới 98 ). Tất cả những đồng vị không không thay đổi của molypden phân rã thành những đồng vị của niobi, tecneti, rutheni. [ 15 ]Mo92 và Mo100 là hai đồng vị tự nhiên không không thay đổi. Mo100 có chu kỳ luân hồi bán rã khoảng chừng 1 × 1019 năm và trải qua phân rã beta kép thành Ru 100. Mo98 là đồng vị thông dụng nhất, chiếm 24,14 % khối lượng toàn bộ những đồng vị molypden. Các đồng vị molypden với nguyên tử lượng từ 111 tới 117 đều có chu kỳ luân hồi bán rã ở mức 15 μs. [ 15 ]

Xem thêm Hợp chất molypden.

Molypden có một số ít trạng thái oxy hóa thông dụng là + 2, + 3, + 4, + 5 và + 6. Trạng thái oxy hóa cao nhất là thông dụng trong molipđen ( VI ) oxit ( MoO3 ) trong khi hợp chất với lưu huỳnh thường thì nhất là molipđen ( IV ) sulfide ( MoS2 ). Khoảng rộng những trạng thái oxy hóa thuộc về những chloride của molypden :

• Molipđen(II) chloride MoCl2 (chất rắn màu vàng),
• Molipđen(III) chloride MoCl3 (chất rắn màu đỏ sẫm),
• Molipđen(V) chloride MoCl5 (chất rắn màu lục sẫm),
• Molipđen(VI) chloride MoCl6 (chất rắn màu nâu),

Giống như crom và 1 số ít sắt kẽm kim loại chuyển tiếp khác, molypden có năng lực tạo ra những link bậc bốn .

Vai trò sinh học.

Vai trò quan trọng nhất của các nguyên tử molypden trong các sinh vật sống là các nguyên tử dị-kim loại trong khu vực hoạt hóa của một số enzym nhất định. Trong cố định nitơ ở một số loài vi khuẩn, enzym nitrogenaza tham gia vào bước cuối cùng để khử phân tử nitơ thường chứa molypden trong khu vực hoạt hóa (mặc dù thay thế Mo bằng sắt hay vanadi cũng có).

Tháng Ba năm 2008, những nhà nghiên cứu đã thông tin rằng họ tìm thấy chứng cứ mạnh cho giả thiết rằng sự khan hiếm molypden trong lòng đại dương của Trái Đất thời kỳ đầu đã là yếu tố hạn chế sự tiến hóa tiếp theo của sinh vật nhân chuẩn ( gồm có hàng loạt động và thực vật ) do những sinh vật nhân chuẩn không hề cố định và thắt chặt nitơ và phải thu nhận nó từ những vi trùng nhân sơ. [ 16 ] [ 17 ] Sự khan hiếm molypden tạo ra do sự thiếu vắng tương đối của oxy trong đại dương thời kỳ đầu. Oxy hòa tan trong nước biển là chính sách chính để hòa tan molypden từ những chất khoáng dưới đáy biển .Mặc dù molypden tạo ra một số ít hợp chất với một số ít phân tử hữu cơ, như những cacbohyđrat và amino acid, nhưng nó được luân chuyển trong khung hình người dưới dạng MoO42 -. [ 18 ] Molypden xuất hiện trong khoảng chừng 20 enzym ở động vật hoang dã, gồm có anđehyt oxidaza, sulfit oxidaza, xanthin oxidaza. [ 4 ] Ở 1 số ít động vật hoang dã, sự oxy hóa xanthin thành axít uric, một quy trình dị hóa purin, được xúc tác bằng xanthin oxidaza, một enzym chứa molypden. Hoạt động của xanthin oxidaza tỷ suất thuận với khối lượng molypden trong khung hình. Tuy nhiên, nồng độ cực cao của molypden lại đảo ngược xu thế này và hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động như là tác nhân ức chế cả dị hóa purin lẫn những tiến trình khác. Nồng độ molypden cũng ảnh hưởng tác động tới tổng hợp protein, trao đổi chất, và sự tăng trưởng. [ 18 ] Các enzym này ở thực vật và động vật hoang dã xúc tác phản ứng của oxy trong những phân tử nhỏ, như thể một phần của sự kiểm soát và điều chỉnh những quy trình nitơ, lưu huỳnh và cacbon .Ở người nặng 70 kg có khoảng chừng 9,3 mg molypden, chiếm 0,00001 % khối lượng khung hình. [ 19 ] Nó có nồng độ cao hơn ở gan và thận còn nồng độ thấp hơn ở xương sống. [ 10 ] Molypden cũng sống sót trong men răng của người và hoàn toàn có thể tương hỗ việc ngăn ngừa sâu răng. [ 20 ] Gan lợn, cừu và bê chứa khoảng chừng 1,5 phần triệu molypden. Các nguồn dinh dưỡng khác chứa đáng kể molypden là đậu xanh, trứng, hạt hướng dương, bột mì, đậu lăng và một vài loại lương thực khác. [ 4 ]Nhu cầu hấp thụ trung bình mỗi ngày so với molypden là khoảng chừng 0,3 mg. Hấp thụ trên 0,4 mg hoàn toàn có thể gây ngộ độc. [ 4 ] Thiếu hụt molypden, gây ra do hấp thụ dưới 0,05 mg / ngày, [ 4 ] hoàn toàn có thể gây ra còi cọc, giảm ngon miệng và giảm năng lực sinh sản. [ 21 ] Tungstat natri là tác nhân ngưng trệ và ức chế molypden. Wolfram trong thức ăn làm giảm nồng độ molypden trong những mô của khung hình. [ 10 ]
Một lượng lớn molypden hoàn toàn có thể gây cản trở sự hấp thụ đồng của khung hình, bằng sự ngăn ngừa những protein của huyết tương trong việc link đồng cũng như ngày càng tăng lượng đồng bị bài tiết theo đường nước tiểu. Các động vật hoang dã nhai lại nếu tiêu thụ lượng lớn molypden sẽ phát sinh những triệu chứng như tiêu chảy, còi cọc, bệnh thiếu máu và mất sắc tố ở lông. Các triệu chứng này hoàn toàn có thể giảm đi bằng cách chỉ định thêm đồng vào khẩu phần ăn cũng như bằng cách tiêm. [ 22 ] Tình trạng này hoàn toàn có thể trầm trọng thêm nếu dư thừa cả lưu huỳnh. [ 10 ]
Khả năng của molypden trong việc chịu đựng được nhiệt độ cao mà không có sự co và giãn hay mềm đi đáng kể làm cho nó là có ích trong những ứng dụng có sức nóng mãnh liệt, gồm có sản xuất những bộ phận của máy bay, tiếp điểm điện, động cơ công nghiệp và dây tóc đèn. [ 4 ] [ 23 ] Molypden cũng được sử dụng trong những kim loại tổng hợp vì năng lực chống ăn mòn cũng như năng lực hàn được khá cao của nó. [ 10 ] [ 24 ] Phần lớn những kim loại tổng hợp thép sức bền cao chứa khoảng chừng 0,25 % tới 8 % molypden. [ 3 ] Mặc dù chỉ sử dụng ở những tỷ suất thấp như vậy, nhưng trên 43.000 tấn molypden đã được sử dụng như là tác nhân tạo kim loại tổng hợp mỗi năm trong sản xuất thép không gỉ, thép công cụ, gang cùng những siêu kim loại tổng hợp chịu nhiệt. [ 10 ]Do có khối lượng riêng nhỏ hơn cùng giá thành không thay đổi hơn so với wolfram, nên molypden được bổ trợ vào vị trí của wolfram. [ 10 ] Molypden hoàn toàn có thể được bổ trợ trong vai trò của cả tác nhân tạo kim loại tổng hợp lẫn làm vật tư phủ chịu nhiệt cho những sắt kẽm kim loại khác. Mặc dù điểm nóng chảy của nó là 2.623 °C, nhưng molypden nhanh chónh bị oxy hóa ở nhiệt độ trên 760 °C, làm cho nó tương thích tốt hơn để sử dụng trong môi trường tự nhiên chân không. [ 23 ]Mo99 được sử dụng như là đồng vị phóng xạ gốc để tạo ra đồng vị phóng xạ Tc 99, được sử dụng trong nhiều ứng dụng y học .Disulfide molypden ( MoS2 ) được sử dụng làm chất bôi trơn và tác nhân. Nó tạo thành những màng mỏng mảnh trên mặt phẳng sắt kẽm kim loại có năng lực chịu được nhiệt độ và áp suất cao. Molypdat chì đồng ngưng tự cùng với cromat chì và sulfat chì là một chất màu vàng cam sáng, được sử dụng trong sản xuất gốm và chất dẻo. [ 25 ] Triôxít molypden ( MoO3 ) được dùng làm chất kết dính giữa men và sắt kẽm kim loại. [ 6 ] Bột molypden cũng nhiều lúc được dùng làm phân bón cho 1 số ít loài thực vật, ví dụ điển hình súp lơ. [ 10 ]Nó cũng được sử dụng trong những thiết bị nghiên cứu và phân tích NO, NO2, NOx tại những nhà máy điện để trấn áp ô nhiễm. Ở 350 °C, nó đóng vai trò của chất xúc tác cho NO2 / NOx để tạo ra chỉ những phân tử NO để hoàn toàn có thể đọc không thay đổi bằng tia hồng ngoại .

Bụi và hơi molypden sinh ra do khai thác và chế biến là không độc hại. Người ta chưa thấy các tác động dài hạn gắn liền với phơi nhiễm molypden; tuy nhiên, phơi nhiễm kéo dài có thể gây ra kích thích mắt và da. Nên tránh việc hít thở hay nuốt trực tiếp molypden.[26] Các quy định của OSHA Hoa Kỳ về giới hạn phơi nhiễm cho phép tối đa molypden trong 8 giờ mỗi ngày là 5 mg/m³. Phơi nhiễm kinh niên tới 60–600 mg Mo/m³ có thể gây ra các triệu chứng như mệt mỏi, đau đầu và đau khớp.[27]

Cung và cầu.

Mặc dù sản lượng hiện tại của molypden cung ứng được nhu yếu, nhưng người ta dự báo sản lượng này sẽ không cung ứng được nhu yếu trong quy trình tiến độ 2009 – năm ngoái .Các lò nung chế biến quặng molypden thành dạng bột mịn, viên nhỏ hay những dạng khác. Tổng năng lực những lò nung trên quốc tế hiện tại khoảng chừng 145.000 tấn ( 320 triệu pao ) mỗi năm, vừa đủ cho nhu yếu. Hiện tại không còn hiệu suất dư thừa trong khi chưa thấy có những lò nung mới nào được phép hoạt động giải trí. Với năng lượng đã tới hạn hoàn toàn có thể thấy dự báo về thiếu vắng trong tương lai là rõ nét. Các tài liệu này dựa trên giả thiết là những mỏ còn hoàn toàn có thể tăng hiệu suất đầu ra .Nhu cầu về molypden tại phương Tây ngày càng tăng mỗi năm khoảng chừng 3 % và nhu yếu của Trung Quốc cùng SNG tăng khoảng chừng 10 % mỗi năm, làm ngày càng tăng tổng thể và toàn diện trong nhu yếu toàn thế giới khoảng chừng 4,5 % mỗi năm. Nhu cầu ngày càng tăng hoàn toàn có thể là do hai yếu tố chính như sau. Thứ nhất, những chất xúc tác cho chế biến dầu thô bằng hiđrô ngày càng trở thành thiết yếu. Thứ hai là sự ngày càng tăng trong việc thiết kế xây dựng những lò phản ứng hạt nhân. Ước tính sẽ có thêm 48 lò phản ứng hạt nhân nữa được thiết kế xây dựng cho tới năm 2013 và khoảng chừng 100 lò vào năm 2020. Hiệp hội Molypden Quốc tế ( IMOA ) cho rằng trung bình mỗi lò phản ứng hạt nhân cần dùng khoảng chừng 160.000 mét ( 520.000 ft ) thép không gỉ. Một số lò lớn chứa trên 305.000 mét ( 1 triệu ft ) thép không gỉ. Trừ khi sản xuất molypden có những bước tiến nhảy vọt còn không thì sự thiếu vắng trong cung ứng sắt kẽm kim loại này được ước tính sẽ xảy ra vào năm 2009. [ 28 ]

Liên kết ngoài.