Le molybdène est un métal blanc argenté qui est ductile et très résistant à la corrosion. Il a l'un des points de fusion les plus élevés de tous les éléments purs - seuls les éléments tantale et tungstène ont des points de fusion plus élevés. Le molybdène est également un micronutriment essentiel à la vie.
En tant que métal de transistion, le molybdène forme facilement des composés avec d'autres éléments. Le molybdène comprend 1,2 partie par million (ppm) de la croûte terrestre en poids, mais il ne se trouve pas libre dans la nature. Le principal minerai de molybdène est la molybdénite (disulfure de molybdène), mais peut également être trouvée dans la wulfénite (molybdate de plomb) et le powellite (molybdate de calcium).
Il est récupéré comme sous-produit de l'extraction de cuivre ou de tungstène. Le molybdène est extrait principalement aux États-Unis, en Chine, au Chili et au Pérou. La production mondiale est d'environ 200 000 tonnes par an, selon la Royal Society of Chemistry (RSC).
Juste les faits
- Nombre atomique (nombre de protons dans le noyau): 42
- Symbole atomique (sur le tableau périodique des éléments): Mo
- Poids atomique (masse moyenne de l'atome): 95,96
- Densité: 10,2 grammes par centimètre cube
- Phase à température ambiante: solide
- Point de fusion: 4 753 degrés Fahrenheit (2 623 degrés Celsius)
- Point d'ébullition: 8 382 degrés F (4 639 degrés C)
- Nombre d'isotopes (atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons): 24 dont les demi-vies sont connues avec des nombres de masse de 86 à 110.
- Isotopes les plus courants: Mo-98 (24,1%); Mo-96 (16,7%); Mo-95 (15,9%); Mo-92 (14,8%); Mo-97 (9,6%); Mo-100 (9,6%); Mo-94 (9,2 pour cent).
Découverte
La molybdénite minérale noire molle (sulfure de molybdène) était souvent confondue avec du graphite ou du minerai de plomb jusqu'en 1778 lorsqu'une analyse du chimiste allemand Carl Scheele a révélé qu'il ne s'agissait ni d'une de ces substances ni d'un élément totalement nouveau. Mais comme Scheele ne disposait pas d'un four adapté pour réduire le solide blanc en métal, il faudrait encore quelques années avant que l'élément ne soit réellement identifié, selon Chemicool. En fait, Scheele est devenu plus tard connu comme "la malchance Scheele" parce qu'il a fait un certain nombre de découvertes chimiques - y compris l'oxygène - mais le crédit a toujours été donné à quelqu'un d'autre.
Au cours des prochaines années, les scientifiques ont continué de supposer que la molybdénite contenait un nouvel élément, mais il s'est révélé très difficile à identifier, car personne n'avait été en mesure de le réduire en métal. Certains chercheurs l'ont cependant converti en oxyde, sur lequel, ajouté à l'eau, il s'est formé de l'acide molybdique, mais le métal lui-même est resté insaisissable.
Finalement, le chimiste suédois Peter Jacob Hjelm a broyé de l'acide molybdique avec du carbone dans de l'huile de lin pour former une pâte. La pâte a permis un contact étroit entre le carbone et la molybdénite. Hjelm a ensuite chauffé le mélange dans un creuset fermé pour produire le métal, qu'il a ensuite appelé molybdène, après le mot grec "molybdos", qui signifie plomb. Le nouvel élément a été annoncé à l'automne 1781, selon la Royal Society of Chemistry.
Les usages
La plupart du molybdène commercial est utilisé dans la production d'alliages, où il est ajouté pour augmenter la dureté, la résistance, la conductivité électrique et la résistance à l'usure et à la corrosion.
De petites quantités de molybdène peuvent être trouvées dans une grande variété de produits: missiles, pièces de moteur, perceuses, lames de scie, filaments de chauffage électrique, additifs lubrifiants, encre pour cartes de circuits imprimés et revêtements de protection dans les chaudières. Il est également utilisé comme catalyseur dans l'industrie pétrolière. Le Molybdène est produit et vendu sous forme de poudre grise, et bon nombre de ses produits sont formés par compression de la poudre sous une pression extrêmement élevée, selon la Royal Society of Chemistry.
En raison de son point de fusion élevé, le molybdène fonctionne incroyablement bien à des températures très élevées. Il est particulièrement utile dans les produits qui doivent rester lubrifiés sous ces températures extrêmes. Ainsi, dans les cas où certains lubrifiants et huiles pourraient se décomposer ou prendre feu, les lubrifiants contenant des sulfures de molybdène peuvent gérer la chaleur et continuer à faire avancer les choses.
Qui savait?
- Le molybdène est le 54e élément le plus commun dans la croûte terrestre.
- L'atome de molybdène a la moitié du poids et de la densité atomiques du tungstène. En raison de ce molybdène remplace souvent le tungstène dans les alliages d'acier, offrant le même effet métallurgique avec seulement moitié moins de métal, selon l'Encyclopaedia Britannica.
- "Big Bertha", le canon allemand de 43 tonnes utilisé pendant la Seconde Guerre mondiale, contenait du molybdène, plutôt que du fer, comme composant essentiel de son acier, en raison de son point de fusion beaucoup plus élevé.
- La molybdénite, ou molybdène, est un minéral noir doux autrefois utilisé pour fabriquer des crayons. Le minéral était censé contenir du plomb et était souvent confondu avec le graphite.
- La molybdénite est utilisée dans certains alliages à base de nickel, tels que les Hastelloys - alliages brevetés très résistants à la chaleur et à la corrosion et aux solutions chimiques.
Micronutriments
Le molybdène est un micronutriment essentiel à la vie, mais trop en est toxique.
Le molybdène est présent dans des dizaines d'enzymes. L'une de ces enzymes importantes est la nitrogénase, qui permet à l'azote de l'atmosphère d'être absorbé et transformé en composés qui permettent aux bactéries, aux plantes, aux animaux et aux humains de synthétiser et d'utiliser des protéines.
Chez l'homme, la fonction principale du molybdène est de servir de catalyseur pour les enzymes et d'aider à décomposer les acides aminés dans le corps, selon Drweil.com. Chez les plantes, le molybdène est un oligo-élément essentiel nécessaire à la fixation de l'azote et à d'autres processus métaboliques.
Le molybdène a la qualité unique d'être moins soluble dans les sols acides et plus soluble dans les sols alcalins (c'est généralement le contraire pour les autres micronutriments). Par conséquent, la disponibilité du molybdène pour les plantes est assez sensible au pH et aux conditions de drainage. Dans les sols alcalins, par exemple, certaines plantes peuvent contenir jusqu'à 500 ppm de molybdène, selon Lenntech. En revanche, d'autres terres sont stériles en raison d'un manque de molybdène dans le sol.
Nécessaire à l'évolution
Une autre utilisation intéressante du molybdène est son rôle dans la recherche scientifique. Le molybdène est très abondant dans l'océan aujourd'hui, mais l'était beaucoup moins dans le passé. Cela lui permet de servir comme un excellent indicateur de la chimie océanique ancienne. Les scientifiques dans le domaine de la biogéologie, par exemple, étudient la quantité de molybdène dans les roches anciennes pour aider à estimer la quantité d'oxygène qui peut avoir été présente dans l'océan et / ou l'atmosphère pendant une certaine période de temps.
Il y a plusieurs années, des chercheurs de l'Université de Californie, Riverside, soupçonnaient que les carences en oxygène et en molybdène pouvaient être responsables d'un retard majeur dans l'évolution. Ils savaient qu'il y a environ 2,4 milliards d'années, il y avait une augmentation de l'oxygène à la surface de la Terre et que l'oxygène pouvait atteindre la surface de l'océan pour soutenir les micro-organismes. Cependant, la diversité des organismes vivants est restée très faible. En fait, les animaux n'apparaissent que près de 2 milliards d'années plus tard - soit environ 600 millions d'années - selon le communiqué de presse de l'étude dans Science Daily.
Lorsqu'elles sont privées de molybdène, les bactéries ne peuvent pas convertir l'azote en une forme utile pour les êtres vivants. Et si les bactéries ne peuvent pas convertir l'azote assez rapidement, les eucaryotes ne peuvent pas prospérer parce que ces formes de vie unicellulaires sont incapables de convertir l'azote par elles-mêmes, selon Science Daily.
Pour l'étude, publiée dans la revue Nature, les chercheurs ont mesuré les niveaux de molybdène dans les schistes noirs, un type de roche sédimentaire riche en matière organique et souvent trouvé au plus profond de l'océan. Cela les a aidés à estimer la quantité de molybdène qui aurait pu être dissoute dans l'eau de mer où les sédiments s'étaient formés.
En effet, les chercheurs ont trouvé des preuves solides que l'océan à cette époque manquait de molybdène important. Cela aurait eu un impact négatif sur l'évolution des premiers eucaryotes, qui, selon les scientifiques, ont donné naissance à tous les animaux (y compris les humains), les plantes, les champignons et les animaux unicellulaires comme les protistes.
