Struktur molibdenum, sifat, valensi, fungsi



itu molibdenum (Mo) adalah logam transisi, milik grup 6, periode 5 dari Tabel Periodik. Ini memiliki konfigurasi elektronik (Kr) 4d55s1; nomor atom 42 dan massa atom rata-rata 95,94 g / mol. Menghadirkan 7 isotop stabil: 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo, 98Mo dan 100Mo; menjadi isotop 98Mo yang dalam proporsi terbesar.

Ini adalah logam putih dengan penampilan perak dan memiliki sifat kimia yang mirip dengan kromium. Sebenarnya, keduanya adalah unsur logam dari kelompok yang sama, kromium berada di atas molibdenum; yaitu, molibdenum lebih berat dan memiliki tingkat energi yang lebih tinggi.

Molibdenum tidak bebas di alam, tetapi merupakan bagian dari mineral, yang paling melimpah adalah molibdenit (MoS)2). Selain itu, itu terkait dengan mineral sulfur lainnya, dari mana tembaga juga diperoleh. 

Penggunaannya meningkat selama Perang Dunia Pertama, karena menggantikan tungsten, yang langka karena eksploitasi besar-besaran.

Indeks

  • 1 Karakteristik
  • 2 Penemuan
  • 3 Struktur
  • 4 Properti
  • 5 Valencias
    • 5.1 Molibdenum Klorida
  • 6 Fungsi dalam tubuh
    • 6.1 enzim xanthine
    • 6.2 Enzim aldehid oksidase
    • 6.3 Enzim sulfase oksidase
    • 6.4 Dalam metabolisme zat besi dan sebagai komponen gigi
    • 6.5 Kekurangan
  • 7 Pentingnya Tanaman
  • 8 Penggunaan dan aplikasi
    • 8.1 Katalis
    • 8.2 Pigmen
    • 8.3 Molibdat
    • 8.4 Paduan dengan baja
    • 8.5 Penggunaan lainnya
  • 9 Referensi

Fitur

Molibdenum dicirikan oleh daya tahan tinggi, ketahanan terhadap korosi, titik lebur tinggi, mudah dibentuk dan tahan terhadap suhu tinggi. Ini dianggap sebagai logam refraktori karena memiliki titik lebur lebih unggul dari platinum (1,772º C).

Ia juga memiliki seperangkat sifat tambahan: energi ikatan atom-atomnya tinggi, tekanan uap rendah, koefisien ekspansi termal rendah, konduktansi termal tinggi, dan resistansi listrik rendah.

Semua sifat dan karakteristik ini memungkinkan molibdenum memiliki banyak kegunaan dan aplikasi, menjadi yang paling terkenal dalam pembentukan paduan dengan baja..

Di sisi lain, itu adalah elemen jejak penting bagi kehidupan. Dalam bakteri dan tanaman molibdenum adalah kofaktor yang hadir dalam berbagai enzim yang terlibat dalam fiksasi dan penggunaan nitrogen.

Molibdenum adalah kofaktor untuk aktivitas enzim oksotransferase, yang mentransfer atom oksigen dari air, sambil mentransfer dua elektron. Di antara enzim ini adalah xanthine oksidase dari primata, yang fungsinya adalah untuk mengoksidasi xanthine menjadi asam urat.

Ini dapat diperoleh dari berbagai makanan, termasuk yang berikut: kembang kol, bayam, bawang putih, biji-bijian, gandum, kuman gandum, miju-miju, biji bunga matahari dan susu.

Penemuan

Molibdenum tidak terisolasi di alam, sehingga di banyak kompleknya dikacaukan pada zaman dahulu dengan timah atau karbon.

Pada 1778, Carl Wilhelm, ahli kimia dan apoteker Swedia, berhasil mengidentifikasi molibdenum sebagai elemen yang berbeda. Wilhelm yang diobati molybdenite (MoS)2) dengan asam nitrat, memperoleh senyawa yang bersifat asam di mana ia mengidentifikasi molibdenum.

Kemudian, pada 1782, Peter Jacob Hjelm, menggunakan senyawa asam Wilhelm, dengan reduksi karbon, berhasil mengisolasi molibdenum yang tidak murni..

Struktur

Apa struktur kristal molibdenum? Atom-atom logamnya mengadopsi sistem kristal kubik yang berpusat di dalam tubuh (bcc, untuk akronimnya dalam bahasa Inggris) pada tekanan atmosfer. Pada tekanan yang lebih tinggi, atom molibdenum dipadatkan untuk menghasilkan struktur yang lebih padat, seperti kubik yang berpusat pada wajah (fcc) dan heksagonal (hcp).

Ikatan logamnya kuat, dan bertepatan dengan fakta bahwa itu adalah salah satu padatan dengan titik lebur tertinggi (2623ºC). Kekuatan struktural ini disebabkan oleh fakta bahwa molibdenum kaya akan elektron, struktur kristalnya sangat padat, dan lebih berat daripada kromium. Tiga faktor ini memungkinkan Anda untuk memperkuat paduan di mana Anda menjadi bagian.

Di sisi lain, yang lebih penting daripada struktur molibdenum logam, adalah senyawa-senyawanya. Molibdenum dicirikan oleh kemampuannya untuk membentuk senyawa dinuclear (Mo-Mo) atau polynuclear (Mo-Mo-Mo- ···).

Demikian juga, ia dapat berkoordinasi dengan molekul lain untuk membentuk senyawa dengan formula MoX4 up MoX8. Di dalam senyawa-senyawa ini biasa terdapat jembatan oksigen (Mo-O-Mo) atau sulfur (Mo-S-Mo).

Properti

Penampilan

Perak putih solid.

Titik lebur

2.623 ºC (2.896 K).

Titik didih

4,639 ºC (4,912 K).

Enthalpy of fusion

32 kJ / mol.

Enthalpy penguapan

598 kJ / mol.

Tekanan uap

3,47 Pa hingga 3.000 K.

Kekerasan pada skala Mohs

5.5

Kelarutan dalam air

Senyawa molibdenum sedikit larut dalam air. Namun, ion molybdate MoO4-2 Ini larut.

Korosi

Ini tahan terhadap korosi dan merupakan logam yang paling baik melawan aksi asam klorida.

Oksidasi

Itu tidak teroksidasi pada suhu kamar. Untuk mengoksidasi dengan cepat membutuhkan suhu lebih tinggi dari 600ºC.

Valencias

Konfigurasi elektronik molibdenum adalah [Kr] 4d55s1, sehingga memiliki enam elektron valensi. Bergantung pada atom mana yang dihubungkan, logam dapat kehilangan semua elektronnya dan memiliki valensi +6 (VI). Misalnya, jika Anda membentuk ikatan dengan atom fluorin elektronegatif (Kemenkeu)6).

Namun, ia dapat kehilangan 1 hingga 5 elektron. Dengan demikian, valensinya merentang interval dari +1 (I) ke +5 (V). Ketika kehilangan hanya satu elektron, ia meninggalkan orbital 5s, dan konfigurasinya tetap sebagai [Kr] 4d5. Lima elektron dari orbital 4d membutuhkan media yang sangat asam dan spesies yang sangat mirip elektron untuk meninggalkan atom Mo..

Dari enam valensinya, manakah yang paling umum? +4 (IV) dan +6 (VI). Mo (IV) memiliki konfigurasi [Kr] 4d2, sedangkan Mo (VI), [Kr].

Untuk Mo4+ tidak jelas mengapa itu lebih stabil daripada, misalnya, Mo3+ (seperti dengan Cr3+). Tapi untuk Mo6+ adalah mungkin untuk kehilangan keenam elektron ini karena itu menjadi isoelektronik ke krypton gas mulia.

Molibdenum klorida

Di bawah ini adalah serangkaian molibdenum klorida dengan berbagai valensi atau keadaan oksidasi, dari (II) ke (VI):

-Molybdenum dichloride (MoCl2). Kuning pekat.

-Molybdenum trichloride (MoCl3). Merah gelap pekat.

-Molybdenum Tetrachloride (MoCl4). Hitam pekat.

-Molybdenum pentachloride (MoCl5). Hijau tua pekat.

-Molybdenum hexachloride (MoCl6). Coklat pekat.

Fungsinya di dalam tubuh

Molibdenum adalah elemen jejak penting bagi kehidupan, karena hadir sebagai kofaktor dalam banyak enzim. Oxotransferases menggunakan molibdenum sebagai kofaktor untuk memenuhi fungsinya mentransfer oksigen dari air dengan sepasang elektron.

Di antara oksotransferase adalah:

  • Xanthine oksidase.
  • The aldehyde oxidase, yang mengoksidasi aldehydes.
  • Amina dan sulfida di hati.
  • Sulfit oksidase, yang mengoksidasi sulfit di hati.
  • Nitrat reduktase.
  • Nitrit reduktase hadir pada tanaman.

Enzim xanthine

Enzim xanthine oksidase mengkatalisasi langkah akhir dalam katabolisme purin pada primata: konversi xanthine menjadi asam urat, suatu senyawa yang kemudian diekskresikan.

Xanthine oksidase memiliki koenzim menjadi rumpon. Selain itu, zat besi non-heme dan molibdenum ikut campur dalam aksi katalitik. Tindakan enzim dapat dijelaskan dengan persamaan kimia berikut:

Xanthine + H2O + O2  => Asam urat + H2O2

Molibdenum mengintervensi sebagai kofaktor molibdopterin (Mo-co). Xanthine oksidase ditemukan terutama di hati dan usus kecil, tetapi penggunaan teknik imunologis telah memungkinkan lokasinya di kelenjar susu, otot rangka dan ginjal..

Enzim xanthine oksidase dihambat oleh obat Alopurinol, yang digunakan dalam pengobatan asam urat. Pada tahun 2008, komersialisasi obat Febuxostat dimulai dengan kinerja yang lebih baik dalam pengobatan penyakit.

Enzim aldehid oksidase

Enzim aldehid oksidase terletak di sitoplasma seluler, ditemukan baik di kerajaan tumbuhan dan di kerajaan hewan. Enzim mengkatalisis oksidasi aldehida dalam asam karboksilat.

Ini juga mengkatalisis oksidasi sitokrom P450 dan produk antara dari enzim monoamine oxidase (MAO).

Karena kekhususannya yang luas, enzim aldehyde oxidase dapat mengoksidasi banyak obat, melakukan fungsinya terutama di hati. Tindakan enzim pada aldehida dapat diatur menurut cara berikut:

Aldehida + H2O + O2 => Asam Karboksilat + H2O2

Enzim sulfase oksidase

Enzim sulfit oksidase terlibat dalam konversi sulfit menjadi sulfat. Ini adalah langkah akhir dari degradasi senyawa yang mengandung belerang. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim terjadi sesuai dengan skema berikut:

SO3-2 + H2O + 2 (Sitokrom C) teroksidasi => SO4-2 + 2 (Sitokrom C) berkurang + 2 H+

Kekurangan enzim oleh mutasi genetik pada manusia dapat menyebabkan kematian dini.

Sulfit adalah senyawa neurotoksik, sehingga aktivitas rendah dari enzim sulfit oksidase dapat menyebabkan penyakit mental, keterbelakangan mental, degradasi mental dan akhirnya kematian..

Dalam metabolisme zat besi dan sebagai komponen gigi

Molibdenum mengintervensi metabolisme zat besi, memfasilitasi penyerapan usus dan pembentukan eritrosit. Selain itu, itu adalah bagian dari enamel gigi, dan bersama dengan fluoride membantu dalam pencegahan karies.

Kekurangan

Kekurangan asupan molibdenum telah dikaitkan dengan peningkatan kejadian kanker kerongkongan di wilayah Cina dan Iran, dibandingkan dengan wilayah Amerika Serikat dengan tingkat molibdenum yang tinggi..

Pentingnya Tanaman

Nitrat reduktase adalah enzim yang memainkan peran penting dalam tanaman, karena bersama dengan enzim nitrit reduktase, ia ikut campur dalam transformasi nitrat menjadi amonium.

Kedua enzim tersebut membutuhkan fungsinya sebagai kofaktor (Mo-co). Reaksi yang dikatalisis oleh enzim nitrat reduktase dapat dirinci sebagai berikut:

Nitrat + Pemberi Elektron + H2O => Nitrit + Donor elektron teroksidasi

Proses reduksi oksidasi nitrat terjadi dalam sitoplasma sel tanaman. Nitrit, produk dari reaksi sebelumnya, ditransfer ke plastid. Enzim nitrit reduktase bekerja pada nitrit, yang berasal dari amonium.

Amonium digunakan untuk mensintesis asam amino. Selain itu, tanaman menggunakan molibdenum dalam konversi fosfor anorganik menjadi fosfor organik.

Fosfor organik ada dalam banyak molekul fungsi biologis, seperti: ATP, glukosa-6-fosfat, asam nukleat, forfolipid, dll..

Kekurangan molibdenum mempengaruhi terutama kelompok silangan, sayuran, poinsettia dan bunga mawar..

Pada kembang kol, defisiensi molibdenum menghasilkan pembatasan lebar tungkai daun, pengurangan pertumbuhan tanaman dan pembentukan bunga..

Penggunaan dan aplikasi

Katalisator

-Ini adalah katalis untuk desulfurisasi minyak bumi, petrokimia dan cairan turunan batu bara. Kompleks katalis terdiri dari MoS2 diperbaiki pada alumina, dan diaktifkan oleh kobalt dan nikel.

-Molibdat membentuk kompleks dengan bismut untuk oksidasi selektif propena, amonium, dan udara. Dengan demikian, mereka membentuk akrilonitril, asetonitril dan bahan kimia lainnya, yang merupakan bahan baku untuk industri plastik dan serat.

Demikian pula, besi molibdat mengkatalisasi oksidasi selektif metanol menjadi formaldehida.

Pigmen

-Molibdenum mengintervensi pembentukan pigmen. Misalnya, molibdenum oranye dibentuk oleh pengendapan bersama kromat timbal, timbal molibdat dan timbal sulfat.

Ini adalah pigmen yang ringan dan stabil pada suhu yang berbeda, muncul merah terang, oranye atau merah-kuning. Ini digunakan dalam persiapan cat dan plastik, serta dalam produk karet dan keramik.

Molibdat

-Molybdate adalah penghambat korosi. Sodium molybdate telah digunakan sebagai pengganti kromat untuk menghambat korosi baja yang dikeraskan pada berbagai pH.

-Ini digunakan dalam pendingin air, pendingin udara dan sistem pemanas. Molibdat juga digunakan untuk menghambat korosi pada sistem hidrolik dan rekayasa otomotif. Juga, pigmen yang menghambat korosi digunakan dalam cat.

-Molybdate, karena sifatnya yang memiliki titik lebur tinggi, koefisien ekspansi termal yang rendah, dan konduktivitas termal yang tinggi, dimaksudkan untuk menghasilkan kaset dan benang yang digunakan oleh industri pencahayaan.

-Ini digunakan dalam motherboard semikonduktor; dalam elektronika daya; elektroda untuk fusi kacamata; kamera untuk tungku suhu tinggi dan katoda untuk pelapisan sel surya dan layar datar.

-Dan di samping itu, molibdat digunakan dalam produksi cawan lebur untuk semua proses yang biasa di bidang pengolahan safir.

Paduan dengan baja

-Molibdenum digunakan dalam paduan dengan baja yang tahan terhadap suhu dan tekanan tinggi. Paduan ini digunakan dalam industri konstruksi dan dalam pembuatan suku cadang untuk pesawat terbang dan mobil.

-Molybdate, bahkan pada konsentrasi serendah 2%, memberikan alloy-nya dengan baja ketahanan tinggi terhadap korosi.

Penggunaan lainnya

-Molybdate digunakan dalam industri dirgantara; dalam pembuatan layar LCD; dalam pengolahan air dan bahkan dalam penerapan sinar laser.

-Molybdate disulfide, dengan sendirinya, adalah pelumas yang baik dan memberikan sifat toleransi terhadap tekanan ekstrim dalam interaksi pelumas dengan logam.

Pelumas membentuk lapisan kristal pada permukaan logam. Berkat ini, gesekan logam-logam berkurang hingga minimum, bahkan pada suhu tinggi.

Referensi

  1. Wikipedia. (2018). Molibdenum. Diperoleh dari: en.wikipedia.org
  2. R. Ship. (2016). Molibdenum. Diperoleh dari: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  3. International Molybdenum Association (IMOA). (2018). Molibdenum. Diambil dari: imoa.info
  4. F Jona dan P. Marcus. (2005). Struktur kristal dan stabilitas molibdenum pada tekanan sangat tinggi. J. Phys.: Condens. Materi 17 1049.
  5. Plansee. (s.f.). Molibdenum. Diperoleh dari: plansee.com
  6. Lenntech (2018). Molybdenum - Mo. Diperoleh dari: lenntech.com
  7. Curiosoando.com (18 Oktober 2016). Apa saja gejala defisiensi molibdenum? Dipulihkan dari: curiosoando.com
  8. Ed Bloodnick. (21 Maret 2018). Peran molibdenum dalam budidaya tanaman. Diperoleh dari: pthorticulture.com