Molybden er et sølvgrått metall med stor seighet og fasthet selv ved høye temperaturer. Av metallene er det bare wolfram og tantal som har høyere smeltepunkt.
Molybden står mellom krom og wolfram i gruppe 6 i periodesystemet.
Ved oppvarming i luft dannes det et tynt skikt av molybdenoksid på overflaten som sublimerer ved temperaturer over 650–700 °C. Det begrenser bruken ved høyere temperaturer.
Det er syv stabile isotoper av molybden: 92Mo (14,84), 94Mo (9,25), 95Mo (15,92), 96Mo (16,68), 97Mo (9,55), 98Mo (24,13) og 100Mo (9,63).
Forekomst
Det er 1,5 ppm molybden i jordens overflate. Det eneste viktige kommersielle molybdenmineral er molybdenitt.
Kjemiske egenskaper
I sine uorganiske forbindelser har molybden oksidasjonstall fra +II til +VI, i metallorganiske forbindelser også ned til oksidasjonstall 0. Det mest stabile oksidasjonstallet er +VI, med tilsvarende oksid MoO3. Dette kan betraktes som syreanhydridet til molybdensyre, H2MoO4. Av denne avledes tallrike molybdater og polymolybdater.
Fremstilling
Ved fremstilling av molybden blir sulfidet, MoS2, røstet til molybden(IV)oksid, MoO3:
2MoS2(s)+ 7O2(g) = 2MoO3(s)+ 4SO2(g)
Oksidet renses ved sublimasjon (det smelter ved 795 °C og koker ved 1155 °C) eller ved utlutning med soda- eller ammoniakkløsning. Metallet selv fremstilles som pulver ved å redusere oksidet med hydrogen ved 1000–1100 °C. Pulveret omdannes til kompakt metall ved sintring ved temperaturer opp til 2000 °C, eller ved lysbue- eller elektronstrålesmelting.
Fordi det meste av molybdenet som fremstilles, brukes som legeringsgrunnstoff i stål, nøyer man seg for disse formålene med å fremstille ferromolybden, som er langt enklere og billigere å produsere ved å redusere molybdenoksid og jernoksid med jernsilisiumlegering eller med aluminium. Ferromolybden fremstilles med 55–80 % molybden, 20–30 % jern og 0,1–3 % karbon.
Bruk
Ca. 85 % av molybdenproduksjonen forbrukes i jern- og stålindustrien. Nesten alle typer stål inneholder små mengder molybden, for det meste under 1 %, men for spesielle legeringer også i større mengder. Små mengder molybden gir støpejern økt styrke og seighet. Større tilsetninger øker også ståltypers herdbarhet, formbarhet, bestandighet mot slitasje, styrke ved høye temperaturer o.a. Tilsetning av molybden til rustfrie stål forbedrer korrosjonsbestandigheten i mange miljøer. Superlegeringer, basert på nikkel, kobolt og/eller jern, inneholder også ofte molybden for å øke styrken ved høye temperaturer. Pga. sine egenskaper har molybdenholdige stål utstrakt anvendelse for konstruksjonsformål, i verktøy, tannhjul, aksler, i fly-, bil- og motorindustrien o.a. Molybdendisilisid tåler temperaturer opp til 1700–1800 °C, og anvendes som heteelementer i elektriske ovner og som beskyttende belegg ved høye temperaturer. Molybdenholdige forbindelser brukes som katalysatorer i mange kjemiske og petrokjemiske prosesser, som pigmenter, keramiske hjelpestoffer o.a. Rent molybdendisulfid brukes som et høytemperaturbestandig smøremiddel eller som tilsetning til smørefett eller -oljer pga. sin lagdelte struktur. Molybdenmetall anvendes som holdere for glødelampetråder, varmeelementer i elektriske ovner (i vakuum eller beskyttelsesatmosfærer), i radioteknikken som anoder i senderrør o.a.
Historie
Navnet skriver seg fra det latinske ordet molybdaena (gr. molybdos) som frem til 1700-tallet betegnet stoffer som i likhet med bly og blyglans gav svart avfarging. Dette gjaldt fremfor alt stoffer som grafitt og molybdenitt (molybdendisulfid, MoS2). Forskjellen mellom disse to stoffene ble først erkjent av svensken B. Qvist i 1754, og i 1778 fremstilte C. W. Scheele et nytt oksid, MoO3, av molybdenitt. Han kalte oksidet molybdenjord. Av oksidet fremstilte den svenske kjemikeren Peter Jacob Hjelm (1746-1813) i 1781 karbonholdig molybden ved å redusere oksidet med trekull. Molybden fikk kommersiell betydning først i 1890-årene da det lyktes franskmannen H. Moissan å fremstille rent metall ved reduksjon i større elektriske ovner.
Molybden
| Kjemisk symbol | Mo |
|---|---|
| Atomnummer | 42 |
| Relativ atommasse | 95,96 |
| Smeltepunkt | 2615 °C |
| Kokepunkt | 4612 °C |
| Densitet | 10,22 g/cm3 |
| Oksidasjonstall | II, III, IV, V, VI |
| Elektronkonfigurasjon | [Kr]4d55s |