Молибден

Впоследствии оказалось, что этот минерал тогда ещё неизвестного элемента №42. Но до середины 18-го века молибденит и графит не различали, лишь в 1758 г. известный шведский химик и минералог Аксель Фредерик Кронстедт предположил, что это самостоятельных вещества, но прошло ещё 20 лет, прежде чем это сумели доказать на опыте.

Минерал, которым писали, попал в лабораторию другого большого химика, Карла Вильгельма Шееле.

Первое, что он сделал, это исследовал, как на этот минерал действуют крепкие кислоты. В концентрированной азотной кислоте минерал растворился, но при этом в колбе выпал белый осадок.

Высушив его и исследовав, Шееле установил, что особая белая земля обладает свойствами кислотного окисла. В то время химики ещё не имели чёткого представления о том, что ангидрид(«кислота-вода») – это соединение элемента с кислородом.

Однако собственный опыт подсказывал учёному: чтобы выделить элемент из «земли», нужно прокалить её с чистым углем. Но для этого у Шееле не было подходящей печи. И он попросил проделать этот опыт другого химика, Гьельма, у которого такая печь была.

Гьельм согласился. Лишённый чувств зависти, беззаветно преданный науке, Шееле с волнением ждал результата. И когда опыты завершились получением неизвестного металла, Шееле написал Гьельму: «Радуюсь, что мы теперь обладаем металлом – молибденом». Это было в 1790 г. Новый металл получил имя – чужое имя, потому что латинское molibdaena происходит от древнегреческого названия свинца – . В этом есть парадокс – трудно найти металлы более несхожие чем молибден и свинец. Но металл полученный Шееле и Гьельмом, не был чистым: при прокаливании с углем трёхокиси молибдена МоО 3 невозможно получить чистый Мо, т.к. он реагирует с углем, образуя карбид. Уже после смерти обоих первооткрывателей их знаменитый соотечественник Берцелиус восстановил молибденовый ангидрид не углем, а водородом, получил чистый молибден, установил его атомный вес и подробно исследовал его свойства.

Распространение в природе и месторождения молибдена.

Молибден принадлежит к малораспространённым элементам.

Среднее содержание его в земной коре составляет 3*10 -4 %(по массе) . Концентрация молибдена в рудах незначительна.

Эксплуатируются руды, содержащие десятые и даже сотые доли процента молибдена.

Различают несколько видов молибденовых руд: 1. простые кварцево-молибденовые руды, в которых молибденит залегает в кварцевых жилах. 2. Кварцево-молибдено-вольфрамитовые руды, содержащие наряду с молибденитом вольфрамит. 3. Скарновые руды. В рудах этого типа молибденит часто с шеелитом и некоторыми сульфидами(перит, халькоперит) залегают в кварцевых жилах, заполняющих трещины в скарнах(окременённых известняках). 4. Медно-молибденовые руды, в которых молибденит сочетается с сульфидами меди и железа. Это наиболее важный источник получения молибдена.

Наиболее значительные месторождения молибденовых руд в зарубежных странах сосредоточены в западной части США, Мексике, Чили, юго-восточной части Канады, южной Норвегии и восточных штатах Австралии. В России эксплуатируется ряд месторождений молибденовых руд, обеспечивающих потребность отечественной промышленности в молибдене( на Северном Кавказе и Закавказье, Красноярском крае и др. районах). Производство молибдена. Все способы получения вольфрама применимы и для получения молибдена. Трёхокись молибдена может быть восстановлена до металла водородом, углеродом и углесодержащими газами, а также металлотермическим методом алюминием и кремнием.

Промышленный способ производства чистого порошкообразного молибдена, превращаемого затем в компактный металл, состоит в восстановлении трехокиси молибдена водородом.

Чистую трехокись молибдена, необходимую для производства металла, получают прокаливанием при 450 – 500 С парамолибдата аммония в муфельных печах с вращающейся трубой. При восстановлении трёхокиси молибдена водородом отчётливо выявляются две стадии восстановления: МоО 3 + Н 2 МоО 2 + Н 2 О; МоО 2 + 2Н 2 Мо + 2Н 2 О; Промежуточные окислы( Мо 4 О 11 и др.), вероятно, образуются в результате вторичного взаимодействия между МоО 3 и МоО 2 . Реакция первой стадии восстановления экзотермическая: Н 298 = -20,3ккал; G = -21,289ккал.

Реакция второй стадии восстановления экзотермическая: Н 298 =+25,2ккал. В соответствии с высокими значениями К р первую стадию восстановления проводят при низких температурах 459 - 550 С. вторую стадию вследствие малых значений К р при высоких температурах(900 - 1100 С) остроосушённым водородом. Восстановление трёхокиси молибдена в производственных условиях ведут в две или три стадии.

Первую стадию( МоО 3 МоО 2 ) осуществляют при подъёме температуры вдоль трубы печи, по которой передвигаются лодочки, от 450 - 650 С, причём образование двуокиси молибдена должно в основном закончиться до достижения 550 С, так как промежуточный окисел даёт легкоплавкую эвтектику с МоО 3 , плавящуюся при 550 - 600 С. скорость продвижки лодочек примерно 20 мм/мин.

Расход водорода на одну трубу диаметром 51 мм 0,5 – 0,7м³/час. На второй стадии восстановления(МоО 2 Мо) температуру вдоль печи изменяют от 650 - 950 С, причем используется хорошо осушенный водород росы(-40) (-50 С). после второго восстановления порошки молибдена ещё содержат 0,5 – 1,5% кислорода в зависимости от скорости продвижения лодочек.

Скорость движения лодочек на второй стадии в 2 – 2,5 раза ниже, чем на первой, а расход водорода в 1,5 – 2 раза выше. Для снижения содержания кислорода обычно применяют дополнительное третье восстановление при 1000 - 1100 С. Вместимость лодочек на второй стадии восстановления примерно в 2 раза выше, а на третьей – в 5 раз выше, чем на первой, что объясняется различием в насыпной массе МоО 3 (0,4 - 0,5г/см³), МоО 2 (1 – 1,5 г/см³) и Мо(~2,5г/см³). Первую и вторую стадию восстановления ведут в печах с 9 – 11 трубами из хромоникелевой стали. При 1000 - 1100 С стойкость труб из хромоникелевой стали и нихромовых электронагревателей при соприкосновении с воздухом заметно снижается.

Поэтому третье восстановление проводят в трубчатых печах с герметичным кожухом, заполненных водородом для защиты труб и нагревателей от окисления. После третьего восстановления порошки молибдена содержат примерно 0,25 – 0,3% кислорода.

Средний размер частиц порошков молибдена 0,5-2мкм. Они мельче, чем частицы порошка вольфрама, что объясняется низкой температурой первой стадии восстановления, при которой окислы заметно не испаряются. В последнее время для первой стадии восстановления начали применять барабанные печи непрерывного действия.

Свойства молибдена По физическим, механическим и химическим свойствам молибден ( Мо ) близок вольфраму ( W ), хотя несколько отличается от него.

Физические свойства Мо приведены ниже.

Атомный номер 42
атомная масса 95,95
плотность, г/см3 10,2
тип и период решётки ОЦК
температура плавления, С 2620
температура кипения, С 4800
температура перехода в сверхпроводящее состояние, К 0,9-0,98
теплота плавления, кал/г 50
теплота сублимации, кал/г 1620
удельная теплоёмкость(при 20-100град), кал/( г*С ) 0,065
теплопроводность(при 20град С), кал/( см*с*С ) 0,35
коэффициент расширения(25-700град С) 5,8-6,2*10
работа выхода электронов, эВ 4,37
сечение захвата тепловых нейтронов, барн 2,6
модуль упругости для проволоки, кгс/мм2 28500-30000
Молибден относится к тугоплавким металлам. Полее высокие точки плавления имеют только вольфрам, рений и тантал. Среди других физических свойств молибдена необходимо отметить высокую температуру кипения и электропроводность (меньше чем у меди, нобольше , чем у железа и никеля) и сравнительно малый коэффициент линейного расширениия ( примерно 30% от коэфф расширения меди). Твёрдость и предел прочности ниже, чем у вольфрама. Он легче потдаётся обработке давлением.

Механические свойства сильно зависят от чистоты металла и предшествующей механической и термической его обработки.

Важное свойство молибдена – малое сечение захвата тепловых нейтронов, что делает возможным его применение в качестве кострукционного материала в ядерных реакторах. На воздухе при обычной температуре Мо стоек.

Легкое окисление наблюдается при 400 С. выше 600 С металл быстро окисляется с образованием МоО 3 . пары воды выше 700 С интенсивно окисляют Мо до двуокиси молибдена МоО 2. С водородом молибден химически не взаимодействует вплоть до плавления.

Однако при нагревании металла во водороде происходит некоторое поглощение газа с образованием твёрдого растврора. При обычной температуре молибден стоек в соляной и серных кислотах , но несколько растворяется при 80 - 100 . Азотная кислота и царская водка медленно растворяют молибден на холоде и быстро при нагревании.

Металл растворяется в перекиси водорода с образованием пероксо кислот Н 2 МоО 6 и Н 2 МоО 11 . В плавиковой кислоте молибден устойчив, но в смеси ее с азотной кислотой быстро растворяется.

Хорошим растворителем молибдена служит смесь пяти объёмов азотной кислоты, трёх объёмов серной кислоты, и двух объёмов воды. Эта смесь используется для растворения молибденовых кернов после навивки вольфрамовых спиралей. В холодных растворах щелочей молибден стоек, но несколько разъедается горячими растворами.

независимая оценка гаража в Липецке
оценка стоимости склада в Белгороде
оценка оборудования цена в Москве
дипломные работы на заказ, рефераты и авторские курсовые работы

Подобные работы

Необычные свойства обычной воды

echo "Однако с научной точки зрения это самая необычная, самая загадочная жидкость. Пожалуй, только жидкий гелий может соперничать с ней. Но необычные свойства жидкого гелия (такие, как сверхтекучест

Молибден

echo "Впоследствии оказалось, что этот минерал тогда ещё неизвестного элемента №42. Но до середины 18-го века молибденит и графит не различали, лишь в 1758 г. известный шведский химик и минералог Аксе

Применение химических веществ группы углеводов в росписи тканей

echo "Название углеводы возникло на основании данных анализа первых известных представителей этой группы соединения. Вещества этой группы состоят из углерода, водорода и кислорода, причем соотношение

Анализ и технологическая оценка химического производства

echo "Процесс получения соляной кислоты имеет две стадии; 1) получение хлористого водорода; 2) абсорбция x лористого водорода водой. Существуют два способа получения хлористого водорода: сульфатной и

Производство синтетического аммиака при среднем давлении. Расчёт колонны синтеза

echo "Применение соединений азота в качестве удобрений определяет их первостепенное значение в жизни человечества. В настоящее время в России потенциалом для производства синтетического аммиака облада

Коррозия металлов

echo "Ионное состояние более выгодно, оно характеризуется более меньшей внутренней энергией. Это заметно при получение металлов из руд и их коррозии. Поглощенная энергия при восстановлении металла из

Производство серной кислоты

echo "Производство серной кислоты из пирита состоит из трёх стадий. "; echo ''; echo " "; echo ''; echo " "; echo ''; echo " "; echo ''; echo " "; echo ''; echo " "; echo ''; echo " "

Лакокрасочные изделия

echo "Немного истории Историки считают, что слово 'лак' родилось на полуострове Индостан. Именно там был изобретен первый лак - шеллак, изготовленный на основе смолистых выделений насекомых, обитающи