Дивлячись на сучасний олівець, можна подумати, що це виріб століття техніки — XIX століття. Насправді ж матеріалами, які залишають мажущий слід, люди користувалися дуже давно. Давно навчилися укладати сердечник з такого матеріалу в оболонку. Як і в наш час, користувалися для письма графітом. Але, крім графіту, нерідко в горах траплялися й інші мінерали, дуже на нього схожі. Вони теж були м’якими, мали сіро-сталевий блиск і луската будова.Вважали, що всі вони являють собою різновиди одного і того ж матеріалу. Його називали «молібдену».

Цим же словом греки називали свинець і сірчистий свинець (мінерал галеніт), який також залишає темно-сірий слід на твердій поверхні.

молібден: факти і фактики

Підійшло XVIII століття — століття, коли було відкрито існування багатьох до того часу не відомих металів.

У той час хіміки ще не мали чіткого уявлення про те, що ангідрид («кислота мінус вода») — ці з’єднання елемента з киснем. Проте власний досвід підказував вченому: щоб виділити елемент ангідриду, треба прожарити його з чистим вугіллям. Але для цього у Шеєле не було підходящої печі. І він попросив іншого шведського хіміка П. Гьельма зробити цей досвід. Гьельм охоче погодився.

Позбавлений почуття заздрості, беззавітно відданий науці, Шеєле з хвилюванням чекав результатів. І коли досліди завершилися отриманням невідомого металу, Шеєле написав Гьельму: «Радію, що ми тепер маємо новим металом молібденом».

Так новий метал отримав ім’я, присвоєне раніше свинцю, від якого він так сильно відрізняється. Це було в 1790 році.

Отриманий метал не був чистим — у ньому містилося багато вуглецю, тому що Гьельм прокаливал його з вугіллям.Вже після смерті обох першовідкривачів нового металу їх знаменитий співвітчизник Берцеліус став відновлювати молібденовий ангідрид не вугіллям, а воднем і таким чином отримав чистий молібден.

Він докладно вивчив склад і властивості «особливої білої землі» Шеєле і визначив атомний вага молібдену.

Молібден зайняв своє місце в сім’ї металів.

молібден: факти і фактики

ДОПОМОГУ ХЛІБОРОБАМ

Мінерал, в якому вперше був виявлений новий метал, теж легко окислявся на повітрі, перетворюючись у молібденовий ангідрид. У 1848 році російський хімік Генріх Васильович Струве разом зі шведом Л. Сванберга зайнялися вивченням властивостей молібденової кислоти і її ангідриду. Вони розчинили ангідрид у концентрованому розчині аміаку (який відомий всім нам під назвою нашатирного спирту) і до отриманого розчину прилили винного спирту. З розчину виділилася канарково-жовтий сіль — модібдат амонію.

Цій солі судилося відіграти велику роль в аналітичній хімії.

У ті роки виникла наука про родючість — агрохімія. Спеціальні фабрики стали виробляти добрива, що містять азот і фосфор. І відразу знадобилося навчитися точно контролювати вміст потрібних елементів. Цікавило це і власників фабрик, цікавило і сільських господарів: споживачі добрив могли побоюватися обману з боку ділків. А отриманий Струве та Сванберга модібдат амонію виявився прекрасним реактивом на фосфор, повністю обложникам його з розчинів, що дає можливість визначити його зміст в будь-яких продуктах — туках, руді, металі.

Реактив виявився настільки хорошим, що і тепер його використовують у всіх лабораторіях, визначаючи вміст фосфору.Модібдат амонію знайшов і інше застосування. Виявилося, що він згубно діє на мікроорганізми. Його стали використовувати в якості дезинфікуючого речовини, обробляючи їм в невеликих кількостях оббивку меблів у театрах, клубах, публічних бібліотеках, щоб продовжити термін служби цієї меблів.

СУПЕРНИК ІНДИГО

молібден: факти і фактикиЗ давніх часів у всьому світі славилася стійка синя фарба з тропічної рослини — індиго.Коштувала вона дуже дорого.

У XIX столітті, коли стала бурхливо розвиватися промисловість барвників, хіміки знайшли нове застосування молібдену.Розчин молібденової кислоти в сірчаній кислоті з додаванням винного спирту дав синю рідину, яку почали використовувати для фарбування шовкових тканин. Шовк і бавовняні тканини, просочені міцним розчином молібдату амонію, висушені і потім простягнуті через розчин відновника (хлористого олова), забарвлювалися в небесно-блакитний або синій колір. Кислі розчини солей молібденової кислоти під дією відновників набувають синій колір.Така фарба називається молібденової синню або мінеральним індиго. Було складено багато рецептів для фарбування тканин молибденовими солями не тільки в синій, але і у червоний, жовтий, чорний, бурий кольори. Фарбували цими солями шерсть, хутро, шкіру, дерево і гуму. Використовували молібденові з’єднання і для приготування лаків, і для забарвлення керамічних виробів. Наприклад, фарфор забарвлюється в блакитний колір молибдатом натрію, а жовтий — все тим же молибдатом амонію. Дуже цінується помаранчева фарба з молібдату і хромату свинцю.

А сірчистий молібден, з якого в давнину робили олівці, стали додавати до глини, забарвлюючи керамічні вироби при випалюванні в жовтий або червоний колір (залежно від кількості молібденіту).

ВТОРГНЕННЯ В МЕТАЛУРГІЮ

Дуже довго молібден використовували тільки як барвник і для приготування реактивів. Тільки в самому кінці XIX століття його стали застосовувати у металургії. На Путилівському заводі в 1885 році виплавили сталь, в якій містилося 0,52% вуглецю і 3,72% молібдену. Сталь цю піддали численних досліджень та перевірок. Виявилося, що властивості її майже такі ж, як і вольфрамової сталі, головним чином — велика твердість, необхідна ріжучим інструментам. Причому добавка в сталь 0,3% молібдену збільшує її твердість у такій же мірі, як добавка 1 % вольфраму.Молібден впливає і на якість чавуну — завдяки зменшенню зерен підвищується його міцність і зносостійкість, що особливо помітно, коли деталі, що працюють при високих температурах.

У 1900 році на Всесвітній промисловій виставці в Парижі була представлена Вайтом і Тейлором сталь, що містить молібден і володіє чудовою властивістю — різці з неї закаливались в процесі роботи.

молібден: факти і фактики

В 1890 році був розроблений процес виплавки феромолібдена сплаву заліза і молібдену з великим вмістом останнього. Додаючи в плавку певні кількості цього сплаву, почали виплавляти спеціальні сорти сталі. Молібден поряд з хромом, нікелем і кобальтом стали широко використовувати для легування, для додання спеціальних властивостей металу. Можна впевнено сказати, що легуючі метали надали чималий вплив на технічний прогрес початку XX століття, сприяли появі нових технологічних процесів, народженню нових машин.

З’являлося все більше важких моторів. Для них потрібні були великі кулькові і роликові підшипники, що витримують велике навантаження. І для цієї мети підійшли хромомолібденовиє і никельмолибденові сталі.

У наш час, коли щорічно добувають з надр Землі мільйони тонн молібденових руд, 90% всього молібдену поглинає чорна металургія.

МОЛІБДЕН В АВІАЦІЇ

Коли літаки перестали робити з дерева і парусини, знадобилися не тільки потужні мотори і легкі металеві листи обшивки. Знадобився жорсткий каркас фюзеляжу з труб.

Спочатку труби з вуглецевої сталі задовольняли вимогам авіації. Але літаки збільшувалися в розмірах, з’явилися літаки-гіганти. Щоб не збільшувати їх і без того великої ваги, потрібні труби великого діаметру, але з малою товщиною стінки. Труби з хромованадіевой стали не витримували протяжку до потрібного розміру і рвалися, а в місцях зварювання відпускалися і втрачали міцність.

Вийти з цього глухого кута вдалося з допомогою хромомолібденової сталі. Труби з неї добре простягалися, чудово зварювалися і, що головне, в тонких перерізах не відпускалися при зварюванні, а самозакаливались на повітрі. А кількість молібдену у сталі, з якої їх протягують, було зовсім незначним всього 0,15— 0,30%.

ПОРОШКОВА МЕТАЛУРГІЯ

Навіть після того, як молібден став грати важливу роль в сталеливарній промисловості, він довгий час не знаходив застосування в чистому вигляді, тому що виходив не у вигляді литий маси, а в порошку, хоча це і металевий порошок.Вся складність полягала в тому, що молібден тугоплавкий метал (температура плавлення 2622 °С). Таку температуру не витримує звичайна футерування печей, і виплавити молібден, як і інші тугоплавкі метали (вольфрам, тантал, осмій, реній), довгий час не представлялося можливим.Молібден до того ж при порівняно невеликому нагріванні активно сполучається з киснем повітря і переходить в триокис молібдену. Виплавлений в графітовому тиглі, молібден виявився монолітним, але крихким, тому що поглинав вуглець безпосередньо з матеріалу тигля, і при цьому утворювався карбід молібдену.

Отримати чистий пластичний метал не вдавалося. Російським хіміком Миколою Миколайовичем Бекетовим був розроблений в 1890 році спосіб отримання ковкого вольфраму, але всієї проблеми це не дозволяло.

Тільки в 1907 році вдалося, нарешті, отримати молібденову дріт. Хімік Вердассер використовував для цього обхідний шлях. Металевий порошкоподібний молібден він змішував з клейкими органічними речовинами (наприклад, з цукром) і продавлював отриману масу через отвір матриці. Виходила клейка стрічка. Помістивши цю нитку в атмосферу водню, щоб не допустити окислення молібдену, Вердассер пропускав через неї електричний струм. Нитка нагрівалася, органічна речовина випаровувалося з неї, метал плавився, і виходила молібденовий дріт.Цей так званий метод шприцювання був ще недосконалий і явно недостатній для промислових потреб. Однак цим методом була отримана дріт не тільки з молібдену, а також з інших тугоплавких металів, у тому числі з вольфраму.

У 1910 році Джеймс Кулідж взяв патент на отримання тугоплавких металів способом металокераміки. За цим методом спочатку отримували металевий порошок (так, як це робив ще Берцеліус). Потім додавали до нього розчин гліцерину в спирті і з цієї маси пресували штабики. Молібденовий порошок тонше, ніж вольфрамовий, тому пресовані брикети з нього виходять більш міцними. Їх спекают в печі при температурі 1100— 1200 °С протягом 2-3 годин. Після цього через брикети пропускають постійний струм низької напруги.Вони розігріваються і зварюються — виходить компактна монолітна маса молібдену високої чистоти.

Спосіб металокераміки — порошкової металургії завоював загальне визнання і в наш час має дуже широке поширення.

молібден: факти і фактики

ЕЛЕКТРИЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ І РАДІОТЕХНІКА

Нитки розжарювання електричних лампочках витягають з вольфраму, що перевершує по тугоплавкости всі інші метали і дає найбільшу світловіддачу. Але якщо впаяти вольфрамову нитку в скляний стерженек в центрі лампочки, то він незабаром трісне в результаті теплового розширення нитки.

Коли досліджували фізичні властивості молібдену, то виявили, що у нього мізерно малий коефіцієнт теплового розширення. При нагріванні від 25 до 500 °С розміри молібденової деталі збільшаться всього на 0,0000055 первісної величини. І навіть при нагріванні до 1200 °С молібден практично майже не розширюється. Тому вольфрамову нитку розжарювання стали підвішувати на молібденових гачках, впаянних в скло. Надалі молібден зіграв ще більшу роль в електровакуумної техніки.До вакуумних приладів електричний струм підводиться через молібденові прутки, впаяні в спеціальне скло, що має однаковий з молібденом коефіцієнт теплового розширення (тому тільки це скло і носить назву молібденового).

В двадцяті роки нашого століття радіо стало загальним захопленням і потребою. Почалася формений радиогорячка.

Радіоприймачі тих років були зазвичай безламповими детекторними. Кращу чутність підбирали, пробуючи в різних місцях контакт між сталевим тонким щупом — контактною пружиною і кристалом… все того ж самого поширеного молібденового мінералу — молібденового блиску (він же молибденит, він же сірчистий молібден) — того самого, який в давнину використовували замість грифеля.

Металевий молібден служить в радіоприймачах і в наш час. Він добре прокатується в тонкі листи товщиною 0,1—0,2 міліметра, витримує сильний нагрів і тому виявився хорошим матеріалом для анодів радіоламп.

ТА ІНШІ ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ

Сплав з молібдену з вольфрамом в парі з вольфрамом можна використовувати для вимірювання температур до 2900 °С у відновній атмосфері. Молібденовий дріт може служити обмоткою у високотемпературних (до 2200 °С) печах (однак для цього необхідна неокисляющая середовище).

Використовується в техніці і шкідливий в ряді випадків властивість молібдену окислюватися при високій температурі.Молібден застосовують для очищення благородних газів від домішки кисню. Неон або аргон пропускають над нагрітій до 600-900 °С поверхнею молібдену, і вона жадібно поглинає кисень.

Тугоплавкий, ковкий, не тускнеющій, що володіє приємним кольором молібден отримав визнання у ювелірів як замінник дорогоцінної платини. Молібден і солі молібденової кислоти використовують в різних хімічних процесах в якості каталізатора. У шкіряній промисловості сполуки молібдену додають до дубильному розчину… А молібденовий блиск, який раніше не відрізняли від графіту, в наш час і застосовують замість графіту, як високотемпературну мастило (по кристалічній структурі цей мінерал дійсно подібний графіту).

РОДОВИЩА МОЛІБДЕНУ

Концентрації молібдену в рудах невеликі — при утриманні 1% руда вже вважається багатою. Налічується 15 молибденосодержащих мінералів, найбільш відомі 4: сірчистий молібден (молибденит, молібденовий блиск), вульфенит — свинцева сіль молібденової кислоти, повеллит — кальцієва сіль молібденової кислоти і молибдит — («молібденова охра») — з’єднання оксидів молібдену і заліза. Найбільш важливий молибденит. З руди, що містить цей мінерал, отримують ферромолибден, а його вже додають до сталі як легуючі добавки.

молібден: факти і фактики

Вульфенит

У 1916 році почалася розробка багатих молібденових руд масиву Клаймакс, в американському штаті Колорадо. Під час війни молібден стали добувати Швеція, Перу, Чилі.

молібден: факти і фактики

Поввелит

Перед другою світовою війною капіталістичні країни добували в рік 15-17 тисяч тоні молібдену, а в 1943 р. — 30 тис. м в рудних концентратах. Після війни виробництво молібдену дещо зменшилась і становила в 1952 р. 22 тис. м, а в 1956 р. знову зросла до 30 тис. р. З капіталістичних країн найбільше молібдену видобувають у США (до 90%). До числа постачальників цього металу належать також Чилі, Мексика, Канада, почасти Норвегія і Фінляндія.

Майже монопольне становище Америки в торгівлі молібденом змінилося тільки в післявоєнні роки. Соціалістичні країни мають зараз власними родовищами і повністю забезпечують цим цінним металом свою промисловість.

РАДЯНСЬКИЙ МОЛІБДЕН

У Росії молібден почали видобувати на початку XX століття в Забайкаллі, на Чикойском руднику, який потрапив у концесію іноземній фірмі. Молібденову руду концесіонери відправляли за кордон, а в Росію молібден ввозили з Німеччини. Коли почалася перша світова війна, імпорт з Німеччини припинився. Видобуток молібдену на Чикойском руднику збільшилася до… одного пуда (16 кг) молібденового концентрату в день.Значна частина молібденового концентрату з Чикоя надходила в розпорядження фармацевтичного товариства Феррейна в Москві, яке налагоджувало у себе виробництво молібдату амонію, необхідного для визначення фосфору в добривах. Продукції Чикоя явно не вистачало, і молибденовим сировиною стала служити австралійська руда, яку доставляли до Владивостока морським шляхом. Незабаром концесіонери закрили Чикойский рудник, і видобуток молібдену в Забайкаллі припинилася до 1926 року.

Радянська держава зацікавилося рідкісними металами з перших місяців свого існування. Вже в 1917 році в місті Богородске під Москвою на заводі «Електросплав» почалися досліди по виплавці молібдену. Громадянська війна, боротьба з контрреволюцією призупинили ці роботи, але вже в 1921 році при хімічному відділі ВРНГ був організований відділ нових виробництв на чолі з В. Н. Глєбової. За її ініціативою створено «Бюро рідкісних елементів» (Бюрель), яке зацікавилося насамперед отриманням металевих вольфраму та молібдену з вітчизняних руд.Перші роботи були розпочаті в лабораторії неорганічної хімії Московського університету під керівництвом професора В. А. Каблукова і в. І. Спіцина (нині академіка).

Росія ставала на шлях електрифікації, Росію треба було насамперед висвітлити. І в 1922 році знадобилися нитки розжарювання і підвіски для них з власних вольфраму і молібдену. Тоді при Московському кабельному заводі відкрилася спеціальна вольфрамова лабораторія, в якій кілька ентузіастів — співробітників «Бюреля» після довгих пошуків (запозичувати досвід було нізвідки) налагодили виробництво вольфрамових ниток розжарювання. А в 1928 році вдалося почати випуск молібденової проволки.У 1931 році Московський електрозавод випустив вже 70 мільйонів метрів вольфрамової дроту і 20 мільйонів молібденової.

У ті ж роки відновилася видобуток молібденових руд в Забайкаллі. А слідом за тим геологи відкрили багато родовищ молібдену в Сибіру, Казахстані, на Кавказі та в інших районах Радянського Союзу.

Ще в 1926 році академік А. Е. Ферсман на основі аналізу поширеності руд запропонував виділити «монголо-охотський металевий пояс», який характеризується заляганням руд олова, вольфраму, молібдену та інших металів. В межах СРСР у цей пояс входить все південне і східне Забайкаллі, Приамур’ї і узбережжі Охотського моря.

МОЛІБДЕН В ЖИВИХ ОРГАНІЗМАХ

Багато елементи — бор, марганець, цинк та інші — знаходяться в звичайних грунтах в мізерно малих кількостях, але тим не менш суттєво впливають на розвиток рослин і тварин. До цих так званих мікроелементів відноситься і молібден.

Сучасними методами дослідження молібден виявили в зеленій масі рослин (близько 1 мг на кілограм сухої речовини).Багато його в горосі і бобах. Знайшли молібден і в різних органах тварин організмів, до 2 мг на 1 кг сухої речовини у безхребетних і близько 0,3 мг на кілограм — у хребетних. Це не могло бути випадковістю стало ясно, що молібден відіграє певну роль в обміні речовин. Однак істота справи довгий час залишалося зовсім незрозумілим.

Спочатку в одному дослідному господарстві в Новій Зеландії було помічено, що додавання в грунт незначних кількостей молібденових солей збільшує врожай люцерни на 30%. 50-60 грамів молібденової солі на кислих грунтах стали замінювати тонну вапна, без якої раніше добриво суперфосфатом не надавало ніякої дії. У тій же Новій Зеландії фермери довгий час купували чомусь тільки низькосортний вапняк, який хоча і був дешевше, але вапна містив багато менше.Пояснити це простим недомислом було важко фермери явно знали свої поля і різницю в якості дорогого і дешевого вапняку. Коли ж один з хіміків здійснив ретельне дослідження, то виявилося, що в низькосортному вапняку містяться незначні домішки молібденових солей. Але їх було досить, щоб збільшувати врожай конюшини і люцерни.Малі кількості молібдену посилюють активність бульбочкових бактерій на коренях бобових рослин — гороху, квасолі, сої, конюшини, люцерни, завдяки чому вони краще засвоюють азот і швидше ростуть.Є й інші рослини, небайдужі до молібдену, наприклад, буркун лікарський (астрагал) накопичує у своїх тканинах молібден в кількостях в 100 разів більших, ніж інші рослини.

молібден: факти і фактики

Але  в подальшому з’ясувалося, що не на всіх грунтах молібден проявляє свою корисну дію. На червоноземах і буроземах, в яких містяться солі заліза, його дія не позначається. Виявилася і «зворотний бік медалі» — надлишок молібдену в рослинах згубно позначалася на тварин. В Англії, в окрузі Сомерсет, протягом багатьох років спостерігалося важке захворювання худоби — у тварин псувалася шерсть, розбудовувалася травлення, нерідко хвороба закінчувалася загибеллю.Аналіз грунту і рослин на пасовищах цього округу показав, що вміст молібдену там в три з гаком рази більше звичайного. Захворювання тварин отримало назву молибденозиса, а людина захворює при надлишку молібдену далеко не новою хворобою, подагрою.

Науку про вплив на організм хімічної середовища, про участь різних елементів в обміні речовин почав створювати академік Володимир Іванович Вернадський. Учень В.і.вернадського академік Олександр Павлович Виноградов встановив біогеохімічні провінції — території, в яких ґрунти збагачені тим чи іншим елементом. Наше Закавказзі виділяється як молібденова провінція — тут грунту так само збагачені молібденом, як і в окрузі Somerset в Англії. Але захворювання худоби, звичайне в Сомерсеті, в Закавказзі не зустрічається.Було припущення, що причина захворювання полягає не в надлишку молібдену, що в цьому вчені помилилися. Зрештою дослідники переконалися у правильності першої версії. А різниця пояснюється тим, що в грунтах Закавказзя багато заліза, міді і сірки, які у певних співвідношеннях з молібденом знімають його токсична дія. Тільки в останні роки роль молібдену в організмі тварин і людини стає ясніше. Встановлено, що молібден входить до складу важливого ферменту — ксантиноксидази. Якщо в їжі мало молібдену, то цей фермент утворюється в недостатній кількості, і організм болісно реагує на його нестачу.Якщо ж молібдену в їжі більше, ніж потрібно, то обмін речовин теж порушується. Ксантиноксидаза прискорює азотистий обмін в організмі, зокрема пуриновий обмін. У результаті розпаду пуринів утворюється сечова кислота.Якщо цієї кислоти занадто багато, то нирки не встигають виводити її з організму, тоді у суглобах, м’язових сухожиль скупчуються розчинені у цій кислоті солі. Суглоби починають хворіти, розвивається подагра. Молібден служить людині.Він не втратить свого значення і в майбутньому, коли гарматні стволи і корабельна броня будуть забуті людством, коли властивості будь-якого металу стануть слугувати тільки потребам людини, миру та вільної праці. Б. В. КОЗАКІВ Джерело: himlife.com