ქიმია ჩვენი ცხოვრების საფუძველია. ყველა საყოფაცხოვრებო ნივთი შედგება პერიოდული ცხრილის ელემენტების ნაერთებისგან. ყოველ წუთს ადამიანის სხეულში ხდება რთული გარდაქმნები, რომლებშიც ქიმიკატები მონაწილეობენ. ამ სტატიაში ვისაუბრებთ ისეთ მეტალზე, როგორიცაა მოლიბდენი: სად გამოიყენება, მისი თვისებები და როლი ადამიანის ორგანიზმში.
ისტორიის სიღრმეში
მოლიბდენის შემცველი მინერალები ცნობილი იყო ძველ საბერძნეთში. ამ ბუნებრივ ნაერთებს ჰქონდათ გრაფიტის მსგავსი სტრუქტურა. ამიტომ, მათ ხშირად იყენებდნენ მასთან ერთად ლიდერების შესაქმნელად. მოლიბდენიტს MoS2-ს ჰქონდა ნაცრისფერი მწვანე ელფერი ქაღალდზე დაწერისას. დამახასიათებელი ბრწყინვალების გამო მას ეწოდა სახელი მოლიბდაენა - "ტყვიის მსგავსი".
კარლ ვილჰელმ შელემ ჩაატარა კვლევა, რომლის წყალობითაც მან მოახდინა MoO3 ტრიოქსიდის სინთეზირება, მაგრამ შესაბამისი ღუმელის არარსებობის გამო, მან ვერ შეძლო ლითონის იზოლირება მისი სუფთა სახით. იონს იაკობ ბერცელიუსმა მოახერხა მოლიბდენის მოპოვება 1817 წელსოქსიდის შემცირება არა ნახშირბადით, არამედ წყალბადით. სინთეზირებული ქიმიური ელემენტი საგულდაგულოდ იყო შესწავლილი და აღწერილი მეცნიერის ნაშრომებში.
ფიზიკური თვისებები
რა არის მოლიბდენი? ეს არის ღია ნაცრისფერი ლითონი, რომელიც სუფთა სახით მდგრადია დაჟანგვის მიმართ (ნორმალურ პირობებში). ტემპერატურის 400-600 გრადუსამდე მატებით, ეს უნარი მცირდება და წარმოიქმნება MoO3 ტრიოქსიდი.
მოლიბდენი არის დრეკადი და ელასტიური, ადვილად იბეჭდება. ლითონის სიმკვრივე 10,2 გ/სმ3, დნობის წერტილი 2620 ⁰С, დუღილის წერტილი - 4800 ⁰С. ამ მაჩვენებლებიდან ჩანს, რომ ის საკმაოდ ცეცხლგამძლეა. ნახშირბადის, აზოტის ან გოგირდის დამაბინძურებლების არსებობა გავლენას ახდენს ფიზიკურ თვისებებზე, კერძოდ, ნივთიერება ხდება მტვრევადი და მტვრევადი. მოლიბდენი პარამაგნიტურია. ტემპერატურის მატებასთან ერთად მისი სიძლიერე მნიშვნელოვნად იზრდება.
ბუნებრივი მოლიბდენის ნაერთები, მიღებული
უნდა იცოდეთ, რომ მოლიბდენი არ გვხვდება სუფთა სახით, ის ბუნებაში მხოლოდ სხვა ელემენტებთან ნაერთებშია. ლითონის სავარაუდო შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 3∙10-4%. დაახლოებით 15 მინერალია, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია:
- დისულფიდი MoS2 - მოლიბდენიტი;
- CaMoO4 - პოუელიტი;
- PbMoO4 - ვულფენიტი.
ამ ნაერთების ძირითადი საბადოები მჭიდროდ არის დაკავშირებული ჰიდროთერმულ სავენტილობებში ნალექების პროცესებთან.
მოლიბდენის დისულფიდი მოიპოვება სამრეწველო მიზნებისთვის. მისი გამოყენება სუფთა ლითონის მისაღებად არის ძალიანმნიშვნელოვანი. ეს ხდება ფლოტაციით მადნის გამდიდრების დახმარებით. ასე მიიღება კონცენტრატი, რომელიც შემდგომ იწვება.
2MoS2+7O2=2MoO3+4SO 2
იზოლირებული ოქსიდი იწმინდება და მცირდება წყალბადის მშრალი დენით 700 გრადუს ტემპერატურაზე. რეაქციის პროდუქტი არის მოლიბდენის ფხვნილი. სამომავლოდ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუფთა სახით ან მასალად ნაგლინი და ჭედური პროდუქტების შესაქმნელად.
შენადნობის ფოლადების წარმოება
შავი მეტალურგია იყენებს მოლიბდენის ფხვნილს. სად გამოიყენება? ფოლადებისა და თუჯის შენადნობისთვის. ამ ელემენტის დამატება შენადნობების შემადგენლობაში მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მათ ხარისხს. იზრდება ელასტიურობა, აცვიათ წინააღმდეგობა, ზემოქმედების წინააღმდეგობა. კონსტრუქციულ ფოლადებს ემატება დაახლოებით 0,5% მოლიბდენი, რის გამოც მათი სტრუქტურა ხდება წვრილმარცვლოვანი და უფრო ერთგვაროვანი, ხოლო საბოლოო პროდუქტების მტვრევადობა მცირდება.
სხვა ნივთიერებების დამატება შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა ინდუსტრიაში ფართოდ გამოყენებული სპეციალური კომპოზიციების მიღებას. შენადნობები, რომლებიც შეიცავს კობალტს და ნიკელს (50-60%), ასევე ქრომს (დაახლოებით 20-28%), შენადნობს მოლიბდენის დამატებით. სად გამოიყენება ეს მასალა? პასუხი მის განსაკუთრებულ თვისებებში მდგომარეობს - მაღალი სითბოს წინააღმდეგობა. იგი გამოიყენება თვითმფრინავებისა და რაკეტების კანის ნაწილების წარმოებაში.
მოლიბდენის შენადნობების გამოყენება
როდესაც მოლიბდენს ემატება ნიობიუმი, ტიტანი და სხვა მძიმე ლითონები, იზრდება სითბოს წინააღმდეგობაშენადნობები. ასეთი კომპოზიციის გამოყენება შესაძლებელია სარაკეტო მეცნიერებაში გაზის ტურბინებისა და წვის კამერების ნაწილების შესაქმნელად.
მოლიბდენის მაღალი შემცველობის შენადნობებში (17-28%) იზრდება კოროზიის წინააღმდეგობა. მათ არ ეშინიათ არცერთ მჟავასთან ურთიერთობის (გარდა ჰიდროფლუორმჟავას).
მოლიბდენის ცეცხლგამძლე თვისებებს და მის გამოყენებას სპეციალური მილების შექმნაში უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ბირთვულ ენერგიაში. ასეთ პროდუქტებს შეუძლიათ გაუძლოს გამდნარი ლითიუმის ზემოქმედებას. ის მოქმედებს როგორც გამაგრილებელი ურანის რეაქტორებში. გარდა ამისა, თავად მოლიბდენმა, Mo-99 იზოტოპის სახით, გამოიყენა როგორც ინდიკატორი ბირთვულ ინდუსტრიაში.
მოლიბდენის შეღწევადობის გამო, მოლიბდენი გამოიყენება სპილენძის, ალუმინის და თუთიისგან ნაწილების ჩამოსხმისთვის ყალიბების შესაქმნელად. ლითონის მაღალი სიმტკიცე საშუალებას იძლევა მაღალი წნევის ქვეშ მყოფი პროცესები.
გორვა და ჭედვა, განაცხადი
დნობის ფხვნილის შედეგად მიღებული ბლანკებიდან იქმნება ნაგლინი პროდუქტები - წნელები და მავთულები. ისინი შედგება სუფთა ლითონისგან, რომელსაც ეწოდება მოლიბდენი. სად გამოიყენება ეს პროდუქტი? ის ყველაზე ხშირად გამოიყენება თერმოწყვილების წარმოებაში, რომლებიც გამოიყენება 2000 ⁰C-ზე მაღალი ტემპერატურის გასაზომად. კაკვები და ბირთვები ინკანდესენტურ ნათურაში ვოლფრამის ძაფის მოსახვევისთვის ასევე დამზადებულია მოლიბდენის მავთულისგან. კათოდური მილები და ფოკუსირებული ელექტროდები რენტგენის მილებში და გენერატორის ნათურებში უნდა იყოს საიმედო და აკმაყოფილებდეს მაღალი ლითონის ცეცხლგამძლეობის მოთხოვნებს. ნაგლინი მოლიბდენი შესანიშნავია ამ მიზნებისათვის.
წნელები და ფირფიტებიგამოიყენება ელექტროდების ნაცვლად მაღალი ტემპერატურის დნობის ღუმელებში. ისინი უნდა იყვნენ სპეციალურ გარემოში, რომელიც შედგება არგონის, წყალბადის ან ვაკუუმისგან. იმის გამო, რომ მოლიბდენი არ შედის მინასთან ქიმიურ რეაქციებში, იგი გამოიყენება დნობის ღუმელის ნაწილების დასამზადებლად.
აპლიკაცია სხვა ინდუსტრიებში
მოლიბდენმა იპოვა გამოყენება ნავთობის ინდუსტრიაში. იქ მას იყენებენ, როგორც კატალიზატორს, რომელსაც შეუძლია გოგირდის მინარევებისაგან გაწმენდის პროდუქტები. საპოხი მასალები მზადდება ალუმინის დისულფიდის საფუძველზე. ისინი ასტაბილურებენ სხვადასხვა მოწყობილობების მუშაობას და იცავენ ზედაპირებს მექანიკური სტრესისგან მაღალ ტემპერატურაზე. მას აქვს ასეთი საპოხი და ანტიკოროზიული თვისებები.
საღებავებისა და ლაქების წარმოებაში, სადაც გამოიყენება მოლიბდენი და მისი ოქსიდები, მიიღება ყვითელი-ნარინჯისფერი ტონების მდგრადი პიგმენტები. ხელოვნური ბოჭკოების სინთეზი ასევე არ მუშაობს ამ ნივთიერების გარეშე. ნიადაგში აზოტის შემცველობის გასაზრდელად გამოიყენება მიკროსასუქები, რომელშიც შედის მოლიბდენი.
მოლიბდენის როლი ორგანიზმში
მოლიბდენი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ადამიანის ორგანიზმში. მონაწილეობს ჰემოგლობინის, აზოტისა და პურინის მეტაბოლიზმში. პასუხისმგებელია რკინისა და C ვიტამინის შეწოვაზე, არის ძლიერი ანტიოქსიდანტი. მიკროელემენტს აქვს ონკოპროტექტორული, გამაახალგაზრდავებელი ეფექტი.
მოლიბდენით მდიდარი საკვებია პარკოსნები და მარცვლეული, ფოთლოვანი ბოსტნეული. მიკროელემენტების საჭირო რაოდენობა ყოველდღიურადსხეულში შედის, თუ სწორად იკვებებით. მისი ნაკლებობის შევსება შესაძლებელია მინერალური კომპლექსების გამოყენებით.
