Molybdène

Le molybdène (MO) est un métal de transition, appartenant au groupe 6, période 5 du tableau périodique

Qu'est-ce que le molybdène?

Il molybdène (MO) est un métal de transition, appartenant au groupe 6, période 5 du tableau périodique. Il a une configuration électronique (KR) 4D⁵5s¹; Nombre atomique 42 et masse atomique moyenne de 95,94 g / mol. Il présente 7 isotopes stables: ⁹²MO, ⁹⁴MO, ⁹⁵MO, ⁹⁶MO, ⁹⁷MO, ⁹⁸Mo et ¹⁰⁰Mo Être l'isotope ⁹⁸Mo celui qui est dans la plus grande proportion.

C'est un métal blanc à l'air blanc avec des propriétés chimiques chromées. En fait, les deux sont des éléments métalliques du même groupe, plaçant le chrome au-dessus du molybdène; c'est-à-dire que le molybdène est plus lourd et a un niveau d'énergie plus élevé.

Le molybdène n'est pas de nature libre, mais faisant partie des minéraux, la molybdénite la plus abondante (MOS₂). De plus, il est associé à d'autres minéraux sulfureux, dont le cuivre est également obtenu. 

Son utilisation a augmenté pendant la Première Guerre mondiale, car elle a remplacé le tungstène, ce qui était rare en raison de son exploitation de masse.

Caractéristiques du molybdène

Le molybdène se caractérise par sa grande durabilité, sa résistance à la corrosion, son point de fusion élevé, sa salonabilité élevée et sa résistance à des températures élevées. Il est considéré comme un métal réfractaire pour avoir un point de fusion plus élevé que le platine (1.772º C).

Il possède également un ensemble de propriétés supplémentaires: l'énergie de liaison de ses atomes est élevée, basse pression de vapeur, coefficient de dilatation thermique faible, haut niveau de conductance thermique et faible résistance électrique.

Toutes ces propriétés et caractéristiques ont permis à Molybdeno d'avoir de nombreuses utilisations et applications, la formation d'alliages avec l'acier étant le plus visible.

D'un autre côté, c'est une trace essentielle pour la vie. Dans les bactéries et les plantes, le molybdène est un cofacteur présent dans de nombreuses enzymes impliquées dans la fixation et l'utilisation de l'azote.

Le molybdène est un cofacteur pour l'activité des enzymes oxotransférase, qui transfèrent les atomes d'oxygène de l'eau, tout en transférant deux électrons. Parmi ces enzymes se trouve la xanthine oxydase des primates, dont la fonction est d'oxyder la xanthine en acide urique.

Il peut être obtenu à partir de plusieurs aliments, notamment le chou-fleur, les épinards, l'ail, les grains entiers, le blé de sarracene, le germe de blé, la lentille, les graines de tournesol et le lait.

Découverte de molybdène

Le molybdène n'est pas de nature isolée, donc dans beaucoup de ses complexes, il était confus dans les temps anciens avec du plomb ou du carbone.

En 1778, Carl Wilhelm, chimique suédoise et pharmaceutique, a réussi à identifier le molybdène comme un élément différent. Wilhelm a traité la molybdénite (MOS₂) Avec de l'acide nitrique, obtenant un composé acide dans lequel il a identifié du molybdène.

Par la suite, en 1782, Peter Jacob Hjelm, en utilisant le composé d'acide Wilhelm, et par réduction du carbone, a réussi à isoler le molybdène impur.

Structure de molybdène

Ses atomes métalliques adoptent le système cristallin cubique du corps (BCC) à la pression atmosphérique. À de plus grandes pressions, les atomes de molybdène sont compactés pour provoquer des structures les plus denses, telles que le cubique centré sur les faces (FCC) et hexagonale (HCP).

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Son lien métallique est fort et coïncide avec le fait d'être l'un des solides avec le point de fusion le plus élevé (2.623º C). Cette force structurelle est due au fait que le molybdène est riche en électrons, sa structure cristalline considérablement dense et est plus lourde que le chrome. Ces trois facteurs vous permettent de renforcer les alliages dont il fait partie.

D'un autre côté, plus important que la structure du molybdène métallique, c'est celui de ses composés. Le molybdène se caractérise par sa capacité à former des composés dyucléaires (MO-MO) ou polynucléaires (mo-mo-mo- ···).

Il peut également être coordonné avec d'autres molécules pour former des composés avec des formules MOX₄ à Mox₈. Dans ces composés, la présence de ponts à oxygène (MO-O-MO) ou de soufre (MO-S-MO) est courant.

Propriétés du molybdène

Aspect

Silver blanc solide.

Point de fusion

2.623º C (2.896 k).

Point d'ébullition

4.639º C (4.912 k).

Enthalpie de fusion

32 kJ / mol.

Enthalpie de vaporisation

598 kJ / mol.

La pression de vapeur

3,47 pa a 3.000 K.

Dureté sur l'échelle Mohs

5.5

Solubilité dans l'eau

Les composés de molybdène sont peu solubles dans l'eau. Cependant, l'ion moo molybdate₄^-2 C'est soluble.

Corrosion

Il est résistant à la corrosion et est des métaux qui résistent le mieux à l'action de l'acide chlorhydrique.

Oxydation

Ne pas oxyder à température ambiante. Pour s'oxyder rapidement nécessite des températures supérieures à 600 ° C.

Valencias

La configuration électronique du molybdène est [KR] 4d⁵5s¹, Il a donc six électrons de Valence. Selon l'atome où il est lié, le métal peut perdre tous ses électrons et avoir de valence de +6 (vi). Par exemple, s'il forme des liens vers l'atome de fluor électronégatif (MOF₆).

Cependant, vous pouvez perdre 1 à 5 électrons. Ainsi, ses valences couvrent l'intervalle de +1 (i) à +5 (v). Lorsqu'il ne perd qu'un seul électron, il quitte l'orbital 5s et sa configuration reste [kr] 4d⁵. Les cinq électrons de l'orbitale 4D nécessitent des moyennes et des espèces très acides très liées aux électrons pour quitter l'atome de MO.

De vos six valences, qui sont les plus courantes? Les +4 (iv) et +6 (vi). La configuration MO (iv) a [KR] 4D², Tandis que le mo (vi), [kr].

Pour le mo⁴⁺ Il n'est pas clair pourquoi il est plus stable que, par exemple, le MO³⁺ (Comme avec le CR³⁺). Mais pour le mo⁶⁺ Il est possible de perdre ces six électrons car il devient islectronique du noble Gas Kripton.

Chlorures de molybdène

Vous trouverez ci-dessous une série de chlorures de molybdène avec différentes valences ou états d'oxydation, de (ii) à (vi):

-Dichlorure de molybdène (MOCL₂). Jaune.

-Trichlorure de molybdène (MOCL₃). Solide rouge foncé.

-Tétrachlorure de molybdène (MOCL₄). Color noir solide.

-Pentachlorure de molybdène (MOCL₅). Green foncé.

-Hexaclorure de molybdène (MOCL₆). marron.

Fonctions dans l'organisme

Le molybdène est une trace essentielle pour la vie, car elle est présente comme un cofacteur dans de nombreuses enzymes. Les oxotransférases utilisent le molybdène comme cofacteur pour remplir leur fonction de transfert d'oxygène d'eau avec quelques électrons.

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Parmi les oxotransférases figurent:

• L'oxydase xanthina.
• L'aldéhyde oxydase, qui oxyde les aldéhydes.
• Amines et sulfures dans le foie.
• Sulfite oxydase, qui oxyde le sulfite dans le foie.
• Nitrate réductase.
• Le nitrite réductase présente dans les plantes.

Enzyme Xantina

L'enzyme xanthine oxydase catalyse l'étape terminale dans le catabolisme des purines en primates: la conversion de la xanthine en acide urique, composé qui est alors excrété.

L'oxydase xanthina a la mode comme coenzyme. De plus, le fer non hémo et le molybdène interviennent dans l'action catalytique. L'action de l'enzyme peut être décrite avec l'équation chimique suivante:

Xanthina + h₂Ou + o₂  => Acide urique + h₂SOIT₂

Le molybdène intervient alors que le cofacteur de la molybdoptérine (MO-CO). L'oxydase xanthine se trouve principalement dans le foie et dans l'intestin grêle, mais l'utilisation de techniques immunologiques a permis à son emplacement dans les glandes mammaires, dans le muscle squelettique et dans le rein.

L'enzyme xanthine oxydase est inhibée par le médicament en alopurinol, utilisé dans le traitement de la goutte. En 2008, le médicament Febuxostat a commencé avec une meilleure performance dans le traitement de la maladie.

Enzyme aldéhyde oxydase

L'enzyme aldéhyde oxydase est située dans le cytoplasme cellulaire, à la fois dans le royaume végétal et dans le règne animal. L'enzyme catalyse l'oxydation de l'aldéhyde dans l'acide carboxylique.

Catalyse également l'oxydation du cytochrome p₄₅₀ et des produits intermédiaires de l'enzyme monoamine oxydase (MAO).

En raison de sa large spécificité, l'enzyme aldéhyde oxydase peut oxyder de nombreux médicaments, remplissant sa fonction principalement dans le foie. L'action de l'enzyme sur l'aldéhyde peut schématiser comme suit:

Aldéhyde + h₂Ou + o₂ => Acide carboxylique + H₂SOIT₂

Enzyme de sulfite oxydase

L'enzyme de sulfite oxydase intervient dans la conversion du sulfate de sulfate. Il s'agit de l'étape terminale de la dégradation des composés contenant du soufre. La réaction catalysée par l'enzyme se produit selon le schéma suivant:

Swin₃^-2 + H₂O + 2 (cytochrome c) oxydé => SO₄^-2 + 2 (cytochrome c) réduit + 2 h⁺

Une carence en enzyme due à une mutation génétique chez l'homme peut entraîner une mort prématurée.

Le sulfite est un composé neurotoxique, donc une faible activité d'enzyme de sulfite oxydase peut provoquer une maladie mentale, un retard mental, une dégradation mentale et enfin la mort.

Dans le métabolisme du fer et en tant que composante des dents

Le molybdène intervient dans le métabolisme du fer, facilitant son absorption intestinale et la formation d'érythrocytes. De plus, il fait partie de l'émail des dents et, avec le fluor, cela aide à la prévention des caries.

Carence

Une carence en apport en molybdène a été liée à une plus grande incidence de cancer de l'œsophage dans les régions de la Chine et de l'Iran, par rapport aux régions des États-Unis avec des niveaux élevés de molybdène.

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Applications molybdène

Catalyseur

C'est un catalyseur de désulfuration pétrolière, de pétrochimie et de liquides dérivés du charbon. Le complexe de catalyseurs comprend le MOS₂ régler sur l'alumine et activé par du cobalt et du nickel.

Le molybdate forme un complexe avec le bismuth pour l'oxydation sélective du propeno, de l'ammonium et de l'air. Ainsi, ils forment l'acrilonitrile, l'acétonitrile et d'autres produits chimiques, qui sont des matières premières pour les industries du plastique et des fibres.

De même, le molybdate de fer catalyse l'oxydation sélective du méthanol en formaldéhyde.

Pigments

Le molybdène intervient dans la formation de pigments. Par exemple, l'orange molybdène est formée par la co-précipitation du chromate de plomb, du molybdate de plomb et du sulfate de plomb.

Il s'agit d'un pigment léger et stable à différentes températures, présentant un rouge vif, orange ou jaune rouge. Il est utilisé dans la préparation des peintures et des plastiques, ainsi que dans les produits en caoutchouc et en céramique.

Molybdate

Le molybdate est un inhibiteur de la corrosion. Le molybdate de sodium a été utilisé pour remplacer le chromate pour inhiber la corrosion des aciers trempés à une large gamme de pH.

Les refroidisseurs d'eau, les climatiseurs et les systèmes de chauffage sont utilisés. Les molyibdates sont également utilisés pour inhiber la corrosion dans les systèmes hydrauliques et l'ingénierie automobile. De plus, les pigments qui inhibent la corrosion sont utilisés dans les peintures.

Molybdate, en raison de ses propriétés à point de mise en œuvre élevées, sous le coefficient d'expansion thermique et sa conductivité thermique élevée, est destinée à produire des rubans et des filetages utilisés par l'industrie de l'éclairage.

Il est utilisé dans la carte mère de semi-conducteurs; en électronique de puissance; Électrodes pour fusion de verre; Caméras à haute température et cathode pour couvrir les cellules solaires et les écrans plats.

Et en outre, le molybdate dans la production de crosols est utilisé pour tous les processus habituels dans le domaine du traitement des saphirs.

Alliages en acier

Le molybdène est utilisé dans les alliages avec de l'acier qui soutiennent des températures et des pressions élevées. Ces alliages sont utilisés dans l'industrie de la construction et dans la fabrication d'avions et de voitures.

Molybdate, même à des concentrations aussi faibles que 2%, donne à son alliage avec l'acier une forte résistance à la corrosion.

Autres utilisations

Molybdate est utilisé dans l'industrie aérospatiale; dans la fabrication d'écrans LCD; dans le traitement de l'eau et même dans l'application du faisceau laser.

Le disulfure de molybdate est en soi un bon lubrifiant et fournit une tolérance aux pressions extrêmes dans l'interaction des lubrifiants avec des métaux.

Les lubrifiants forment une couche cristalline à la surface des métaux. Grâce à cela, la friction métallique est minimisée, même à des températures élevées.

Les références

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6. Lentech (2018). Molybdenum - mo. Récupéré de: lentech.com