Molybdeen (Mo), chemisch element, zilvergrijs vuurvast metaal van groep 6 (VIb) van het periodiek systeem, gebruikt om staal en andere legeringen bij hoge temperatuur superieure sterkte te geven.
De Zweedse chemicus Carl Wilhelm Scheele had (ca. 1778) aangetoond dat het mineraal molybdaina (nu molybdeniet), waarvan men lange tijd dacht dat het een looderts of grafiet was, zeker zwavel bevat en mogelijk een voorheen onbekend metaal. Op aanraden van Scheele isoleerde Peter Jacob Hjelm, een andere Zweedse chemicus, het metaal (1782) met succes en noemde het molybdeen, van het Griekse molybdos, 'lood'.
Molybdeen komt niet vrij in de natuur voor. Een relatief zeldzaam element, het is ongeveer net zo overvloedig als wolfraam, waar het op lijkt. Voor molybdeen is het belangrijkste erts molybdeniet - molybdeendisulfide, MoS 2 - maar molybdaten zoals loodmolybdaat, PbMoO 4 (wulfeniet) en MgMoO 4 worden ook gevonden. De meeste commerciële productie is afkomstig van ertsen die het mineraal molybdeniet bevatten. Het geconcentreerde mineraal wordt meestal geroosterd in een overmaat aan lucht om molybdeentrioxide (MoO 3) op te leveren, ook wel technisch molybdeenoxide genoemd, dat na zuivering met waterstof tot het metaal kan worden gereduceerd. Een vervolgbehandeling is afhankelijk van het uiteindelijke gebruik van molybdeen. Molybdeen kan in de oven aan staal worden toegevoegd in de vorm van technisch oxide of ferromolybdeen. Ferromolybdenum (dat ten minste 60 procent molybdeen bevat) wordt geproduceerd door een mengsel van technisch oxide en ijzeroxide te ontsteken. Molybdeenmetaal wordt geproduceerd in de vorm van een poeder door waterstofreductie van chemisch zuiver molybdeenoxide of ammoniummolybdaat, (NH 4) 2 MoO 4. Het poeder wordt omgezet in massief metaal door het poedermetallurgieproces of door het booggietproces.
Legeringen op basis van molybdeen en het metaal zelf hebben een nuttige sterkte bij temperaturen waarboven de meeste andere metalen en legeringen worden gesmolten. Het belangrijkste gebruik van molybdeen is echter als legeringsmiddel bij de productie van ferro- en non-ferro legeringen, waaraan het op unieke wijze bijdraagt aan hete sterkte en corrosiebestendigheid, bijvoorbeeld in straalmotoren, verbrandingsvoeringen en onderdelen van de naverbrander. Het is een van de meest effectieve elementen voor het verhogen van de hardbaarheid van ijzer en staal en het draagt ook bij aan de taaiheid van gehard en gehard staal. De hoge corrosiebestendigheid die nodig is in het roestvrije staal dat wordt gebruikt voor de verwerking van geneesmiddelen en in het chroomstaal voor de afwerking van auto's, wordt op unieke wijze versterkt door kleine toevoegingen van molybdeen. Metaalachtig molybdeen is gebruikt voor elektrische en elektronische onderdelen zoals filamentsteunen, anodes en roosters. Staaf of draad wordt gebruikt voor verwarmingselementen in elektrische ovens die werken tot 1.700 ° C (3.092 ° F). Coatings van molybdeen hechten stevig op staal, ijzer, aluminium en andere metalen en vertonen een uitstekende slijtvastheid.
Molybdeen is tamelijk resistent tegen aantasting door zuren, behalve mengsels van geconcentreerde salpeter- en fluorwaterstofzuren, en het kan snel worden aangetast door alkalisch oxiderende smelten, zoals versmolten mengsels van kaliumnitraat en natriumhydroxide of natriumperoxide; waterige alkaliën hebben echter geen effect. Het is inert voor zuurstof bij normale temperatuur, maar combineert er gemakkelijk mee bij rode hitte om de trioxiden te geven, en wordt bij kamertemperatuur aangevallen door fluor om de hexafluoriden te geven.
Natuurlijk molybdeen is een mengsel van zeven stabiele isotopen: molybdeen-92 (15,84 procent), molybdeen-94 (9,04 procent), molybdeen-95 (15,72 procent), molybdeen-96 (16,53 procent), molybdeen-97 (9,46 procent), molybdeen-98 (23,78 procent) en molybdeen-100 (9,13 procent). Molybdeen vertoont oxidatietoestanden van +2 tot +6 en wordt beschouwd als de oxidatietoestand nul in de carbonyl Mo (CO) 6. Molybdeen (+6) komt voor in het trioxide, de belangrijkste verbinding, waaruit de meeste van zijn andere verbindingen worden bereid, en in de molybdaten (die het anion MoO 4 2− bevatten), die worden gebruikt om pigmenten en kleurstoffen te produceren. Molybdeendisulfide (MoS 2), dat lijkt op grafiet, wordt gebruikt als vast smeermiddel of als toevoeging aan vetten en oliën. Molybdeen vormt harde, vuurvaste en chemisch inerte interstitiële verbindingen met boor, koolstof, stikstof en silicium bij directe reactie met die elementen bij hoge temperaturen.
Molybdeen is een essentieel sporenelement in planten; in peulvruchten als katalysator helpt het bacteriën bij het fixeren van stikstof. Molybdeentrioxide en natriummolybdaat (Na 2 MoO 4) zijn gebruikt als micronutriënten.
De grootste producenten van molybdeen zijn China, de Verenigde Staten, Chili, Peru, Mexico en Canada.
Elementeigenschappen
| atoomnummer | 42 |
|---|---|
| atoomgewicht | 95,94 |
| smeltpunt | 2610 ° C (4730 ° F) |
| kookpunt | 5.560 ° C (10.040 ° F) |
| soortelijk gewicht | 10,2 bij 20 ° C (68 ° F) |
| oxidatietoestanden | 0, +2, +3, +4, +5, +6 |
| elektronen configuratie | [Kr] 4d 5 5s 1 |
