Mo

Molybdeen


Het zilvergrijze, harde overgangsmetaal molybdeen is een gewaardeerd legeringselement in staal, waar het bijdraagt aan de hardheid en sterkte. Het meeste molydbeen wordt verwerkt tot molybdeensulfide, voor toepassing in smeermiddelen. Molybdeen vervult ook een belangrijke rol in ons lichaam. Het is te vinden in allerlei belangrijke enzymen.
Symbool Mo Protonen/elektronen 42
Groep 6 Isotopen 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo, 98Mo
Periode Elektronenconfiguratie [Kr] 5s2 4d4
Blok d Elektronegativiteit 1,3 (Pauling)
Bij kamertemperatuur vast Atoomstraal 136 10-12m
Dichtheid 10200 kg m-3 Relatieve atoommassa 95.94
Smeltpunt 2623 oC
(2896 K)
Soortelijke warmte 260 J kg-1K-1
Kookpunt 4639 oC
(4912 K)
Warmtegeleidingscoëfficiënt 138 W m-1K-1

Verwarmingselement

Zowel zuiver molybdeen als molybdeenlegeringen (bijvoorbeeld met wolfraam of niobium) worden toegepast als verwarmingselement, bijvoorbeeld in (vacuüm)ovens. Op gloeidraden van wolfraam wordt ook wel een dunne laag molybdeen aange­bracht. 

 

Raketmotor, turbine, kernreactor

Molybdeen heeft van alle metalen de grootste weerstand tegen breken, zowel bij warmte als bij kou. Het wordt toegepast in allerlei legeringen in combinatie met de in het periodiek systeem omringende elementen (wolfraam, niobium, zirkonium, vanadium en chroom). Het resulterende materiaal is bijzonder hard, heeft een hoge treksterkte en is bestand tegen zeer hoge temperaturen. Zulke legeringen vind je bijvoorbeeld in raketmotoren en straalturbines, en in onderdelen van kernreactoren. 

 

Het toevoegen van molybdeen aan staal levert een sterke verhoging van hardheid en treksterkte op. Het zogenaamde molybdeenstaal bevat 0,4-3,5% molybdeen en 0,25-0,6% koper. Ook worden dunne molybdeenlagen op staal aangebracht, bijvoorbeeld voor onderdelen van de neuskap en de vleugels van ruimteschepen. Gietijzer, bestemd voor het vervaardigen van motorblokken, kan tot 15 % molybdeen bevatten.

Smeermiddel

Molybdeensulfide (MoS2) is een bijzonder goed smeermiddel dankzij een plaatvormige kristalstructuur, met zeer kleine Vanderwaalskrachten tussen de afzonderlijke zwavel-molybdeenlagen. Het heeft goede smerende eigenschappen over een zeer breed temperatuurgebied (van -185 °C tot 450 °C). Het wordt in droge vorm toegepast, maar ook in blends met olieën en vetten.

 

Vlamvertrager

Verbindingen van molybdeen zoals molybdeendisulfide (MoS2), -trioxide (MoO3) en molyb­da­ten (zouten met het ion MoO42-) dienen als vlamvertrager en rookonderdrukker voor textiel en kunststoffen.

Ontzwavelen olie

Molybdeenoxiden (MoO2, MoO3, op alumi­niumoxide als drager) dienen als kataly­sator bij het ontzwavelen van olie en gas.

Meer toepassingen

 
Als element en in legeringen

  • anode in röntgenapparatuur (met W)
  • apparatuur voor kernfusie (met W en/of V, Nb, Ta)
  • coating van reactorvaten in de chemische industrie. Een legering van chroom, ijzer en molybdeen is zelfs bestand tegen het zeer agressieve koningswater.
  • kroezen, laboratoriummaterialen (met W en/of V, Nb, Ta)
  • supersterke staaldraad (met 8 % Mo)
  • tanks, pijpleidingen, roerders, enz. (met W)

In verbindingen

  • corrosiebestrijder bij koelsystemen voor motoren                             molybda­ten
  • kleurstof bij microscopie                                                                    molybdofosforzuur
  • opbrengen van een zeer dunne Mo-laag op metalen                       Mo(CO)6
  • pigment in verf, inkt, kunststof
    oranje                                                                                             PbCrO4 + 5 % PbMoO4 + PbSO4
    rood                                                                                                PbCrO4 + 20 % PbMoO4 + PbSO4
  • toner                                                                                                 molybdofosfaten

Naam

De naam molybdeen is afgeleid van molubdos, het Griekse woord voor lood of op lood gelijkend. Het erts molybdeniet lijkt inderdaad nogal op het looderts galena (loodsuflide). Het is bovendien, net als lood, bruikbaar als schrijfge­rei.

 

Ontdekking

De Zweedse chemicus Carl Wilhelm Scheele (foto) was in 1778 de eerste die molybdeenoxide wist te isoleren uit molybde­niet. In 1781 wist de Zweedse geoloog Peter Jacob Hjelm elementair molybdeen te isoleren door het oxide te reduceren met koolstof.

Voorkomen

Molybdeen staat op plaats 58 in de lijst van meest voorkomende elementen in de aardkorst. Het gewichtsaandel is 1,2.10-4 %.

 

De belangrijkste molybdeenhoudende mineralen zijn:

  • ferrimolybdiet             Fe+3(MoO4)3.8H2O
  • molybdeniet (foto)      MoS2
  • powelliet                     CaMoO4
  • wulfeniet                     PbMoO4

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in de Verenigde Staten van Amerika (Colorado), Canada, Chili, Peru, Mexico, Noorwe­gen en Duitsland

Vroeger

De Zweedse geoloog Peter Jacob Hjelm isoleerde elementair molybdeen in 1781 door het uit molybdeniet gewonnen oxide te reduceren met koolstof.

 

Tegenwoordig

Men wint molybdeen op verschillende manieren:

  • door het erts na een aantal fysische bewerkingen te roosten en het verkregen trioxide te reduceren met koolstof, water­stof of ammoniak.
  • door het erts te smelten met soda, waarbij Na2­MoO4 ont­staat. Door toevoe­gen van zuur ontstaat het trioxide, dat vervolgens wordt gereduceerd.
  • door uit het erts verkregen zouten op te lossen in ammoni­a, waarbij - afhankelijk van de omstandig­heden - (NH42Mo2O7 of (NH4)6Mo7O24 ontstaat, dat na zuiveren wordt gereduceerd met waterstof.

Het metaal ontstaat in poedervorm. Door per­sen/sin­teren (in een waterstofatmosfeer) en walsen is het metaal in draad- of plaatvorm te brengen.

Overigens wint men molybdeen niet alleen uit molybdeenerts, maar vooral ook uit reststromen bij de winning van koper (en, in mindere mate, wolfraam). 

Deel dit op: