К открытию молибдена причастны трое ученых: сначала швед Карл Шееле из молибденовой кислоты получил оксид MoO 3 (1778 г.), затем француз П. Гьельм восстановил его углем и получил металл с примесями (1782 г.), а после Й. Берцелиус добился получения чистого молибдена в результате соединения оксида и водорода.
Добывают молибден по всей планете, поскольку он относительно равномерно распределен как по земной коре, так и в водах океанов. Этот элемент находится и в угле, и в нефти, но наибольшее его количество – в полевых шпатах.
Внешне молибден представляет собой металл традиционной светло-серой окраски. Он относится к категории тугоплавких, однако более чистый он становится более мягким. Главные характеристики молибдена:
Элемент Mo устойчив до уровня в 400°C, после которого он окисляется. На сегодня получены несколько оксидов молибдена, включая триоксид МоО 3 , оксид молибдена (IV) МоО 2 и др. Также существуют карбиды – Mo 2 C и MoC, представляющие собой кристаллические высокоплавкие вещества.
Молибден присутствует в более чем 20 видов минералов. Самыми распространенными можно считать:
Повсеместная добыча молибдена в мире обусловлена, прежде всего, нуждами мировой металлургии. Этот металл выступает в качестве легирующего компонента для большинства коррозионностойких и жаропрочных сталей. Кроме того, он незаменим для придания металлу повышенных прочностных характеристик и повышения вязкости. Не обходятся без молибдена и производители электрических лампочек и высокотемпературных печей. Химическая промышленность применяет Mo и его соединения в качестве катализаторов химических реакций, пигментов для красителей и пр.
Еще одной сферой применения молибдена является медицина: чистый Mo помогает врачам диагностировать онкологические заболевания. Этот же элемент можно обнаружить в составе материала для зеркал мощных газодинамических лазеров.
Молибден нельзя назвать распространенным элементом, однако он присутствует в каждом человеческом организме. Более того, нехватка Mo в теле человека способна нарушить важнейшие биологические процессы, вызвав тем самым серьезные заболевания. Известно, что наибольшая концентрация молибдена присутствует в следующих продуктах: в молоке, печени, злаковых, бобовых, листовых овощах.
Свойства молибдена очень полезны людям. Ведь молибден , добавленный в сплавы, увеличивает их сопротивляемость к скалыванию. Ножи и прочие предметы для резки, а так же сверла изготавливаются исключительно из сталей с примесью редкого металла. Интересно, что технология была забыта на века. До 19-го века ученые пытались разгадать секрет мечей самураев Японии, выкованных еще в Средневековье. На рубеже 20-го столетия физики и химики, наконец, открыли наличие в стали для орудий молибдена. Именно он делал мечи исключительно прочными и долговечными.
Молибден формула Мо.Элемент не встречается в чистом виде. Содержания молибдена в минералах равномерно рассеянно в земной коре, что делает добычу нецелесообразной. Иногда обнаруживают лишь скопления руды молебденит. Крупнейшее ее месторождение разрабатывают в американском штате Колорадо.
Для того, чтобы на орудиях не было сколов требуется 6-процентная добавка молибдена в сплав. Этот элемент известен и тем, что делает детали более стойкими к высоким температурам. Многие заводские печи и прочие емкости, генерирующие, к примеру, пар делают из молибденовых сплавов. Они применяются и в автомобильной промышленности для распределительных валов и клапанов.
Арматуры, трубы требуют молибденовых «вливаний» для улучшения антикоррозийных свойств. Составы с металлом – единственные, подходящие для производства самолетов. Пассажирские лайнеры современности внушительных размеров. Сталь без «добавки» не протягивается до таких параметров лишь при условии толстой стенки. Для авиатехники же требуются тонкие листы. Такие, возможно, получить только из сплавов с молибденом.
При температуре от 600-от до 900-от градусов Цельсия молибден металл активно окисляется и образуется оксид молибдена . Он впитывает кислород, когда над его поверхностью проносят неон и аргон. Так люди очищают эти благородные газы от лишней примеси.
Без молибдена были бы не те шубки и дубленки. Металл добавляют в дубильные смеси. Для них используют соли молибденовой кислоты. Не будь рецепта, не удалось бы получать столь мягкую и эластичную кожу.
Даже нефтяная промышленность зиждется на молибдене. Он необходим при крекинге органики. Так называют процесс расщепления нефти.
В сфере образования почитают минерал молибденит. Его, как и графит, используют для стержней карандашей. Минерал очень мягкий. Его структура чешуйчатая. При малейшем нажатии, чешуйки отделяются, оставаясь на бумаге в виде букв и прочих символов.
Обращаются к металлу со свинцовым блеском и люди искусства. Элемент добавляют в красящие составы, в частности, эмаль. С молибденом в составе, она проще, более тонким слоем распределяется по обрабатываемой поверхности, лучше сцепляется с ней.
Ювелиры научились заменять молибденом платину. Металл похож на благородный элемент внешне, не окисляется при рядовых температурах. Те, кто делают украшения, собираются взять на вооружение и открытие, сделанное физиками США.
Они, не остановились на внешнем сходстве простого элемента с драгоценным. Ученые изменили решетку молибдена, максимально приблизив его к платине. Для опытов понадобилось соединение никеля с героем статьи и азот. В присутствии этого газа, молекулярная решетка молибдена расширилась, плотность электронов в ней возросла. Именно такими параметрами отличается платина.
Американцы экспериментировали, в надежде создать новые электрокатализаторы, необходимые в сфере энергетики. Сейчас детали изготавливают из платины, что весьма накладно. Открытие позволит снизить расходы промышленников, а, следовательно, и потребителей. Ювелиры же смогут не просто заменять платину, а фактически, создавать ее искусственный аналог.
Слово «молибден» греческое. На древнем языке понятие означает «свинец». Его блеск схож с свечением металла №42. Вот и назвал шведский химик Шееле молибден молибденом. Ученый выделил его в виде оксида в 1778-ом году. Чистый же металл смог получить уже другой химик, соотечественник Шееле, — Гьельм. Случилось это в 1782-ом. Именно тогда оксид молибдена был восстановлен углеродом, что и привело к появлению металла со свинцовым блеском без всяких примесей.
Россия обладает 10-ю месторождениями элемента №42. Семь рудников разрабатываются в промышленных масштабах. Добывают металл и в соседнем Китае. Молибденом гордятся 7 провинций Поднебесной: — Шаньси, Ляонин, Хэбэй, Гирин, Дзянси, Шандун и Хэнань. Есть залежи в Канаде. США уступает по количеству месторождений но, как уже указывалось, занимает первое место по запасам молибдена, залегающего в Колорадо.
Молибден нужен не только промышленникам, но и организму. Металл – постоянная составляющая живых существ. Элемент №42 регулирует обменные процессы, удерживает в органах фтор, помогая тем самым зубам оставаться крепкими. Без молибдена клетки не способны расти, развиваться. Металл способствует синтезу аскорбиновой кислоты, обеспечивает нормальное дыхание тканей. Не будет дыхания, не будет жизни. Кстати, ее именно поэтому нет на Марсе, предполагают ученые. Они заявляют, что на красной планете не зародилась жизнь, поскольку не было молибдена.
Организму нужны 75-300 микрокилограмм в сутки. И меньшие и большие дозы вредны. Кладезь молибдена – листовые овощи, зерно, бобовые, семена подсолнуха и чеснок. Так что, последний, не только защищает от простуды и повышает иммунитет. Чеснок еще и помогает вырабатываться красным травяным тельцам, запускает дыхание клеток и не только.
Молибден имеет важное значение для происходящих в организме человека процессов: этот металл входит в состав многих ферментов, без которых невозможен нормальный обмен веществ. Давайте разберемся, на что же он влияет и почему это так важно для нашего здоровья.
Молибден является катализатором окислительных реакций. Чтобы было более понятно, что он делает, приведем простую аналогию. Представим, что наша клетка - это двигатель внутреннего сгорания, в нее поступают питательные вещества и кислород, что, в целом, аналогично бензину и атмосферному воздуху для двигателя внутреннего сгорания. Но вы все, наверное, знаете, что если просто распылить бензин в воздухе, ничего не случится: нужна искра из свечи зажигания, чтобы смесь детонировала и отдала свою энергию двигателю. Так и в клетках нашего организма: окислительные ферменты, такие как например сульфитоксидаза, выполняют роль, аналогичную зажиганию в автомобильном двигателе. Они запускают процесс перехода питательных веществ и кислорода в энергию, необходимую для поддержания работы наших клеток и тканей. Как вы понимаете, машина без зажигания в двигателе никуда не уедет, а человек с неработающими окислительными ферментами никак не будет здоров.
И хотя участие молибдена в окислительно-восстановительных реакциях очень важно для организма, это не единственная его роль, которую он выполняет в теле человека. Молибден необходим для нормальной работы ксантооксидазы – фермента, который обеспечивает переработку азотистых соединений в нашем организме. Наше тело регулярно обновляет клеточный состав, в результате этого остается много шлаков и токсинов, содержащих избыток азота, который выводится с помощью мочевины через почки. Именно фермент ксантооксидаза позволяет превратить весь этот органический мусор, скапливающийся в нашем теле, в удобную для выделения форму. Если провести аналогию, то работу этого фермента можно сравнить с уборкой мусора в мусорный пакет, что позволяет вам выбросить сразу все, а не выносить пустые банки и обертки в мусорный ящик по одной.
Молибден попадает в организм с пищей и достаточно легко всасывается, в зависимости от формы поступления всасывается от 25 до 80% поступающего с пищей вещества. Всасывание происходит преимущественно в желудке и в начальных отделах тонкого кишечника. На поступление молибдена из пищеварительного тракта также сильно влияет количество соединений серы, содержащихся в пище, их дефицит значительно затрудняет всасывание молибдена. При попадании в кровь молибден с помощью специальных транспортных белков перемешается в печень, где используется для синтеза ферментов. Выводится молибден преимущественно почками, как следствие, в человеческом организме концентрация молибдена максимально высока в печени, где он используется на нужды организма, и в почках, через которые выводится его избыток. В крови молибден равномерно распределен между клеточной и жидкой частью крови. Организм человека не накапливает избыток молибдена и выводит его через почки и с желчью.
Для людей старше 70 лет потребность в молибдене снижается примерно на 25% и не превышает 200 мкг .
По данным некоторых специалистов потребность в молибдене может быть несколько выше и достигать 300-400 мкг .
При обычном пищевом рационе в наш организм попадает от 50 до 100 мкг молибдена, то есть обычный рацион питания обеспечивает минимально необходимое потребление данного микроэлемента.
Наибольшее количества молибдена содержится в молочных продуктах, высушенных бобах, капусте, шпинате, крыжовнике, черной смородине, печени, почках, выпечке. Относительно мало молибдена в моркови, фруктах, сахаре, маслах, жирах, рыбе.
Другими причинами дефицита молибдена может стать жесткая вегетарианская диета, не сбалансированная по микроэлементам, и генетические дефекты, нарушающие нормальное всасывание из кишечника. При дефиците молибдена страдает обмен азотистых оснований и адекватное связывание и выведение неорганических сульфатных соединений.
При хроническом дефиците молибдена у детей развиваются тяжелые врожденные патологии. Нарушается нормальное развитие головного мозга, развивается умственная отсталость, страдает зрение. Также было доказано, что дефицит молибдена значимо повышает риск развития рака пищевода.
К дефициту молибдена может также привести отравление свинцом и ванадием.
Переизбытка молибдена опасаться не стоит: развивается он крайне редко, как правило, только у работников металлургических производств.
Включив в свой рацион молочные продукты, зерновые, выпечку, печень и почки крупного рогатого скота, вы без проблем обеспечите себя нужным уровнем молибдена для оптимальной работы вашего организма.
Этот достаточно распространенный микроэлемент не нуждается в специальном контроле уровня, и дополнительный прием препаратов, его содержащих, для относительно здорового человека, не имеющего отравления тяжелыми металлами, не нужен.
Роль молибдена в организме человека
В человеческом организме молибден содержится в незначительных количествах, поэтому он относится к микроэлементам. Зачастую резерв молибдена хранится в печени, щитовидной железе, почках, сером веществе мозга. В теле взрослого человека содержится не более 9 мг микроэлемента.
Адсорбция элемента из продуктов питания происходит в желудке и тонком кишечнике. Из пищи всасывается до 80% молибдена. После этого соединения транспортируются по системе кровоснабжения к клеткам и тканям. Излишки металла выводятся с желчью, калом и мочой.
Функции молибдена:
Молибденовый дефицит у детей приводит к отставанию в росте. Такие малыши отличаются хилым телосложением и пониженным аппетитом. У взрослых повышается риск развития подагры, мочекаменной болезни, онкологии, у мужчин – импотенции.
Молибден активно используется для лечения заболеваний ЖКТ (желудочно-кишечный тракт), дыхательной и опорно-двигательной системы. Препараты с молибденом назначаются для улучшения иммунитета и нормализации репродуктивной функции.
Растительные источники (табл. 1):
Животные источники (табл. 1):
Источником молибдена также является поваренная соль. Суточная доза молибдена, подана в табл. 2.
Таблица 1. Содержание молибдена в продуктах
| Печень говяжья | 110 |
| Соя | 95 |
| Горох | 83 |
| Почки говяжьи | 82 |
| Фасоль | 76 |
| Печень куриная | 55 |
| Пшеница зерновая | 42 |
| Куриное яйцо | 40 |
| Гречневая крупа | 36 |
| Молоко | 35 |
| Рыба холодного копчения | 26 |
| Черная смородина | 24 |
| Кальмары | 20 |
| Лук зеленый | 19 |
| Пшеничная крупа | 17 |
| Курятина | 16 |
| Малина | 14 |
| Крыжовник | 11 |
При длительной варке овощей и размораживания мяса в воде молибден теряется. Обогатите свой рацион молочными продуктами, свежими овощами и фруктами, полезной выпечкой – и вы не будете испытывать дефицит минерала
Таблица 2. Суточная норма молибдена
Молибден в более высоких дозировках принимают:
Особенности реакции с другими нутриентами:
Дефицит молибдена диагностируется нечасто, поскольку во многих областях овощи и фрукты выращиваются на землях, в которых молибдена содержится в несколько раз выше нормы. Частично наш организм компенсирует недостаток молибдена из воды и воздуха: соединения этого микроэлемента легко растворимы, они быстро всасываются и разносятся по всему организму. Интересен тот факт, что в организме животных молибден не накапливается.
Причины дефицита молибдена:
Симптоматика при нехватке молибдена:
Длительный дефицит проявляется тошнотой, рвотой, общим ухудшением состояния. Повышается риск развития онкологических заболеваний.
Прежде всего, нужно пройти полное обследование и скорректировать рацион. Чаще всего дефицит молибдена развивается на фоне других заболеваний. Принимать препараты с высоким содержанием этого микроэлемента можно только по назначению врача
Токсической дозой считается 10 мг, летальной – 50. Из продуктов получить такое количество молибдена практически невозможно. Избыток этого элемента диагностируется крайне редко, ведь в норме организм сам заботится, о поддержании должного уровня минерала.
Причины избытка:
Симптомы передозировки:
В дальнейшем это чревато развитием анемии, уратурии, лейкопении и прочих заболеваний. Врачи берут на анализ кровь (в норме на литр должно приходиться 0,3-1,2 мкг молибдена) и образцы волос. После этого назначается лечение препаратами с серой и железом – эти элементы выводят излишки молибдена из организма и временно блокируют всасывание.
Лекарственной формы с молибденом не существует, поскольку дефицит этого элемента можно ликвидировать при помощи правильного рациона и аптечных БАД (биологически активные добавки) и витаминов.
Молибден входит в комплексы: Мульти Табс, МультиМакс, Геримакс, Алфавит, Витрум, Центури 2000, Дуовит, StayHealthy и др.
Роль молибдена в жизни человека и основные его источники, смотрите в видео ниже.
Не многие знают, что молибден - это химический элемент шестой группы таблицы Менделеева, относящийся к переходным металлам. В классификационной структуре он находится по соседству с хромом и вольфрамом. Его отличает насыщенный серый цвет и специфический металлический блеск. Широкое применение этот тугоплавкий элемент нашел в металлургической промышленности.
Не так много сведений сохранилось до наших дней об открытии молибдена. Это связано с тем, что элемент не является слишком распространенным. Однако первые упоминания о нем были сделаны в 1778 году, когда аналитическая химия еще не успела вступить в эпоху зрелости. Сначала вещество было выделено в виде оксида.
Несмотря на открытие химического элемента в 1778 году, используемое в настоящее время название появилось гораздо раньше. Оно часто упоминалось для минералов, имеющих еще в Средние века.
Хотя молибден - это не очень распространенный элемент, в земной коре он распределен сравнительно равномерно. В свободном виде он не встречается. Наименьшее количество данного металла включают карбонатные и ультраосновные породы. Определенная доля вещества содержится в речной и морской воде. В верхних слоях находится гораздо меньше металла, нежели на глубине.
Существует две формы залегания:
Они проявляются в виде микроскопических выделений. Кристаллизация молибденита происходит при повышенной кислотности и наличии восстановительной среды. На поверхности обычно образуются кислородные соединения. Что касается первичных руд, то в них молибденит может находиться совместно с минералами меди, висмутина и вольфрамита. В больших объемах металл встречается в осадочных отложениях.
В Российской Федерации использование молибдена осуществляется во многих сферах деятельности. Страна имеет одну из самых крупных на всем земном шаре минерально-сырьевую базу по добыче данного металла. Основная доля предприятий сосредоточена в южной части Сибири.
По объемам запасов Россия уступает лишь трем государствам - США, Китаю и Чили. Основная часть минерально-сырьевой базы представлена штокверковыми месторождениями, содержащими более 87% разведанных ресурсов. Однако российские залежи характеризуются не очень высоким качеством руд.
В таблице отражены наиболее крупные месторождения.
В чистом виде использование молибдена осуществляется при производстве проволок или лент, предназначенных для выдерживания высоких температур. Такие изделия могут выступать в качестве нагревательных элементов для электрических печей, электронных ламп или
Представленный металл значительно улучшает характеристики сталей. После введения его в состав повышаются их прочностные качества и стойкость к коррозии, что необходимо при изготовлении важных деталей. Часто с добавкой молибдена производятся отличающиеся также кислотоупорностью.
Соединения с этим металлом активно применяются при изготовлении передней обшивки самолетов и ракет. На основе сплавов производятся сотовые панели летательных аппаратов и Устойчивость к высоким температурам позволяет использовать изделия с введением молибдена для обработки сталей. Многие соединения выступают в качестве катализаторов химических реакций.
Молибден - это металл светло-серого цвета, обладающий кубической решеткой с объемным центрированием. Его механические свойства определяются чистотой самого материала, а также предварительной и термической обработкой. Более подробно физические свойства рассматриваются в таблице, приведенной ниже.
В обычных условиях компонент периодической таблицы устойчив ко многим веществам. Процесс окисления начинает протекать при температуре свыше 400 градусов. Щелочные растворы на молибден оказывают медленное воздействие. Устойчивость к влаге без осуществления аэрации достаточно высока.
Качество получаемых сплавов молибдена во многом зависит от пропорции, а также способности используемых примесей и базового компонента взаимодействовать с веществом. Немаловажную роль играет технология легирования. Однако отдельные типы соединений вызывают у экспертов сомнения в плане пригодности для дальнейшей эксплуатации.
Не очень хорошо сочетается молибден с вольфрамом. При его введении существенно повышается жаропрочность материала, но в то же время ухудшается стойкость к деформациям. Подобные проблемы возникают и в комбинациях с другими металлами, поэтому такие типы легирования перестали осуществляться.
Несмотря на существующие сложности, все же удалось найти некоторые соединения, способные повысить термический порог применения молибдена. При этом пластичность, стойкость к деформациям и другие характеристики находятся на том же уровне.
Производственный процесс предполагает использование материала не только в чистом виде, но и с добавлением примесей. Ниже представлены марки молибдена, которые распространены в промышленности.
Для производства молибдена подготавливается руда, включающая до 50 процентов основного вещества, значительное количество серы, небольшую концентрацию кремния и других компонентов. Она подвергается обжигу при температурном режиме от 570 до 600 градусов в специальных печах. После термического воздействия образуется концентрат, содержащий в себе оксид молибдена с примесями.
Получить массу без посторонних веществ можно двумя способами:
Очищенный от примесей оксид молибдена подвергается обработке в трубчатых печах посредством водорода. В итоге получается порошок, который путем плавки и внедрения особых веществ преобразуется непосредственно в металл. Форма заготовок будет зависеть от применяемой технологии производства.
Наиболее распространенным видом продукции являются прутки. Они могут не только использоваться самостоятельно, но и служить основой для производства проволоки. В качестве исходного сырья для изготовления изделий выступают молибденовые штабики, имеющие квадратное сечение не более 40 мм.
В процессе получения прутков осуществляется ротационная ковка, проходящая в несколько этапов. На каждой стадии изготавливаются прутки с определенным сечением. Условия ковки изменяются с учетом диаметра поступающей заготовки. К недостаткам технологии можно отнести трудоемкость производственного процесса.
Для изготовления специальной проволоки также используется молибден. Производители формируют ее из подготовленных должным образом прутков, диаметр которых не превышает 3 мм. При таком сечении изделия легко наматываются на катушку для дальнейшего производства проволоки.
В процессе изготовления применяется метод протяжки, включающий четыре основных этапа. Проволока в итоге получает конечный диаметр, который был установлен заранее. Температурный режим в ходе производственного процесса может колебаться от 300 до 700 градусов.
После волочения производится очистка проволоки путем отжига в водородной среде. В этом случае температура достигает 1300-1400 градусов. Иногда очистка осуществляется электролитическим травлением с использованием азота.
Из молибдена могут изготавливаться цельные листы и ленты. Их удается получить за счет ковки и прокатки. При производстве применяются пневматические молоты и двухвалковые станы. Толщина получаемой ленты после горячей прокатки зависит от сечения исходной пластины.
После изготовления молибденовые полосы проходят химическую очистку. Они помещаются в специальную среду из активных веществ. Далее осуществляется холодная прокатка при обычной температуре. На завершающем этапе ленты снова подвергаются очистке и при необходимости полируются.
Существуют производственные стандарты для изделий металлических из молибдена. ГОСТ 18905-73 устанавливает требования к изготовлению проволоки. В нем отражены допустимые отклонения массы и диаметра.
На территории Российской Федерации преимущественно разрабатываются скарновые, штокверковые и жильные месторождения. По качеству добываемая руда не сильно уступает зарубежному сырью, но она все же имеет определенные особенности, связанные со структурой.
В России самыми крупными производителями молибдена являются две компании:
Перечисленные предприятия обеспечивают до 95 процентов отечественного производства металла.
Молибден выступает в качестве важного вещества, необходимого для нормальной жизнедеятельности людей. Он содержится во многих органах и костной ткани. Суточная потребность в химическом элементе составляет в среднем 70-300 мкг. При его дефиците эти показатели увеличиваются.
Молибден принимает участие в обмене веществ, а также в процессе очищения организма от альдегидов, кислот и других соединений. Он способствует утилизации железа, позволяя быстро устранить последствия при различных видах отравлений. Микроэлемент эффективно очищает организм от ядовитых веществ.
Проведенные исследования показали, что молибден облегчает боли при артрите и других заболеваниях, оказывает положительное влияние при наличии астмы, уменьшает риск появления раковых опухолей в кишечнике и желудке. Больше всего вещества содержится в листовых овощах, гречке, ячмене, печенке, яйцах, молоке, крыжовнике и черной смородине.
