โมลิบเดนัม
โมลิบเดนัมเป็นธาตุทางเคมีมีสัญลักษณ์Moและเลขอะตอม 42 ชื่อนี้มาจากภาษากรีกโบราณμόλυβδος mólybdosซึ่งหมายถึงตะกั่วเนื่องจากแร่ของโมลิบเดนัมบางครั้งถูกเข้าใจผิดว่าเป็นแร่ตะกั่ว[ 12 ]แร่โมลิบเดนัมเป็นที่รู้จักกันมาตลอดประวัติศาสตร์ แต่ธาตุนี้ถูกค้นพบ (ในแง่ของการแยกแยะให้เป็นสิ่งใหม่จากเกลือแร่ของโลหะอื่นๆ) ในปี 1778 โดยCarl Wilhelm Scheeleโลหะนี้ถูกแยกออกมาเป็นครั้งแรกในปี 1781 โดยPeter Jacob Hjelm [ 13 ]
โมลิบเดนัมไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในรูปโลหะอิสระบนโลก ในแร่ธาตุต่างๆ จะพบโม ลิบเดนัมในรูปออก ซิไดซ์ เท่านั้น ธาตุอิสระนี้เป็น โลหะสีเงินอมเทา มีจุดหลอมเหลวสูงเป็นอันดับหก ของธาตุทั้งหมด มันสามารถก่อตัวเป็น คาร์ไบด์ที่แข็งและเสถียรในโลหะผสม ได้ง่าย ด้วยเหตุนี้ การผลิตโมลิบเดนัมส่วนใหญ่ของโลก (ประมาณ 80%) จึงถูกนำไปใช้ใน โลหะผสม เหล็กรวมถึงโลหะผสมความแข็งแรงสูงและซูเปอร์อัลลอย
สารประกอบโมลิบเดนัมส่วนใหญ่มีความละลายในน้ำต่ำ การให้ความร้อนแก่แร่ธาตุที่มีโมลิบเดนัมภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนและน้ำ จะได้ไอออนโมลิบเดตMoO 2− ซึ่งก่อตัวเป็นเกลือที่ละลายได้ดี ในทางอุตสาหกรรมสารประกอบ โมลิบเดนัม (ประมาณ 14% ของการผลิตธาตุนี้ทั่วโลก) ถูกนำมาใช้เป็นเม็ดสีและตัวเร่งปฏิกิริยา
เอนไซม์ที่มีโมลิบเดนัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของแบคทีเรียที่พบได้บ่อยที่สุดในการสลายพันธะเคมีในโมเลกุลไนโตรเจน ในบรรยากาศ ในกระบวนการตรึงไนโตรเจน ทางชีวภาพ ปัจจุบันมีการค้นพบเอนไซม์ที่มีโมลิบเดนัมอย่างน้อย 50 ชนิดในแบคทีเรีย พืช และสัตว์ แม้ว่าจะมีเพียงเอนไซม์จากแบคทีเรียและไซยาโนแบคทีเรีย เท่านั้น ที่เกี่ยวข้องกับการตรึงไนโตรเจน ไนโตรเจเนส ส่วนใหญ่ มีโคแฟคเตอร์เหล็ก-โมลิบเดนัมFeMocoซึ่งเชื่อว่ามี Mo(III) หรือ Mo(IV) [ 14 ] [ 15 ]ในทางตรงกันข้าม Mo(VI) และ Mo(IV) จะรวมตัวกับโมลิบโดเทอรินในเอนไซม์ที่มีโมลิบเดนัมอื่นๆ ทั้งหมด[ 16 ]โมลิบเดนัมเป็นธาตุที่จำเป็นสำหรับ สิ่งมีชีวิต ยูคาริโอต ชั้นสูงทั้งหมด รวมถึงมนุษย์ ฟองน้ำชนิดหนึ่งชื่อTheonella conicaเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการสะสมโมลิบเดนัมในปริมาณสูง[ 17 ]
ลักษณะเฉพาะ
คุณสมบัติทางกายภาพ
โมลิบเดนัมในรูปบริสุทธิ์เป็นโลหะสีเงินเทา มีความแข็งโมห์ส 5.5 และน้ำหนักอะตอมมาตรฐาน 95.95 กรัม/โมล[ 18 ] [ 19 ]มีจุดหลอมเหลว2,623 ° C (4,753 °F) ซึ่ง สูงเป็นอันดับหกในบรรดาธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีเพียงแทนทาลัม ออสเมียม รีเนียม ทังสเตน และคาร์บอนเท่านั้นที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า[ 12 ]มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำที่สุดค่าหนึ่งในบรรดาโลหะที่ใช้ในเชิงพาณิชย์[ 20 ]
คุณสมบัติทางเคมี
โมลิบเดนัมเป็นโลหะทรานซิชันที่มีค่าอิเล็กโทร เนกาติ วิตี 2.16 ตามมาตราพอลลิงมันไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหรือน้ำอย่างเห็นได้ชัดที่อุณหภูมิห้อง แต่จะถูกโจมตีโดยฮาโลเจนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์การออกซิเดชันอย่างอ่อนของโมลิบเดนัมเริ่มต้นที่300 °C (572 °F)การออกซิเดชันในปริมาณมากเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 °C ส่งผลให้เกิดโมลิบเดนัมไตรออกไซด์ เช่นเดียวกับโลหะทรานซิชันที่หนักกว่าหลายชนิด โมลิบเดนัมแสดงความโน้มเอียงน้อยที่จะสร้างแคตไอออนในสารละลายในน้ำ แม้ว่าแคตไอออน Mo 3+จะเป็นที่ทราบกันว่าเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ควบคุมอย่างระมัดระวัง[ 21 ]
โมลิบเดนัมในสถานะแก๊สประกอบด้วยโมเลกุลไดอะตอมิก Mo โมเลกุลนี้เป็นซิงเกล็ตโดยมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ 2 ตัวในออร์บิทัลพันธะ นอกเหนือจากพันธะทั่วไป 5 พันธะ ผลลัพธ์คือพันธะหกเท่า[ 22 ] [ 23 ]
ไอโซโทป
โมลิบเดนัมมี ไอโซโทปที่รู้จักกัน 39 ชนิด โดยมีมวลอะตอมตั้งแต่ 81 ถึง 119 และยังมีไอโซเมอร์นิวเคลียร์ ที่ไม่เสถียรอีก 13 ชนิด ไอโซโทปเจ็ดชนิดเกิดขึ้นตามธรรมชาติ โดยมีมวลอะตอม 92, 94, 95, 96, 97, 98 และ 100 โมลิบเดนัม-98 เป็น ไอโซโทป ที่พบ มากที่สุด คิดเป็น 24.14% ของโมลิบเดนัมในธรรมชาติ และมีเพียงโมลิบเดนัม-100 เท่านั้นที่ไม่เสถียร โดยจะสลายตัวแบบเบต้าคู่กลายเป็นรูทีเนียม-100 ด้วยครึ่งชีวิต 7.07 × 10⁹18ปี [ 10 ]
ไอโซโทปสังเคราะห์ทั้งหมดของโมลิบเดนัมจะสลายตัวเป็นไอโซโทปของไนโอเบียมเทคนีเซียมหรือเซอร์โคเนียมไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ93 Mo ซึ่งมีครึ่งชีวิต 4,839 ปี[ 11 ]ที่จะจับอิเล็กตรอนทำให้ได้ไนโอเบียมที่เสถียร
การใช้งานไอโซโทปโมลิบเดนัมที่พบได้บ่อยที่สุดคือโมลิบเดนัม-99ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ฟิสชันเป็นไอโซโทปรังสีต้นกำเนิด ของ เทคนีเซียม-99mซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีลูกสาวที่ปล่อยรังสีแกมมาที่มีอายุสั้น และเป็นไอโซเมอร์นิวเคลียร์ที่ใช้ในงานถ่ายภาพต่างๆ ในทางการแพทย์[ 24 ]
สารบัฟเฟอร์รีดอกซ์ในเมทริกซ์เชื้อเพลิงที่ผ่านการฉายรังสี
โมลิบเด นัมทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์รีดอกซ์ ในเมทริกซ์เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว99Moเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ฟิสชัน ที่พบมากที่สุด โดยมีผลผลิตฟิสชัน 6.1% ใกล้เคียงกับซีนอน ( 135Xe , 6.33%) โมลิบเดนั มมีบทบาทสำคัญในเคมีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เนื่องจากมีผลต่อความดันไอ ของออกซิเจนในเชื้อเพลิง โมลิบเดนัมที่เกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียร์ในเมทริกซ์เชื้อเพลิงจะยับยั้งการออกซิเดชันของยูเรเนียมไดออกไซด์ [ 25 ] [ 26 ]
สารประกอบ
โมลิบเดนัมสร้างสารประกอบทางเคมีในสถานะออกซิเดชัน −4 และตั้งแต่ −2 ถึง +6 สถานะออกซิเดชันที่สูงกว่ามีความเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นบนโลกและบทบาททางชีวภาพของมัน สถานะออกซิเดชันระดับกลางมักเกี่ยวข้องกับคลัสเตอร์โลหะและสถานะออกซิเดชันที่ต่ำมากมักเกี่ยวข้องกับสารประกอบออร์กาโนโมลิบเด นัม เคมีของโมลิบเดนัมและทังสเตนแสดงความคล้ายคลึงกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ความหายากของโมลิบเดนัม(III) ตรงกันข้ามกับความแพร่หลายของสารประกอบโครเมียม ( III) สถานะออกซิเดชันสูงสุดพบในโมลิบเดนัม(VI) ออกไซด์ (MoO3 ในขณะที่สารประกอบกำมะถันปกติคือโมลิบเดนัมไดซัลไฟด์MoS2 []
| สถานะออกซิเดชัน | ตัวอย่าง[ 28 ] [ 29 ] |
|---|---|
| −4 | นา [Mo(CO) ] |
| −2 | [โม(CO) ] 2−[ 30 ] |
| −1 | นา [โม (CO) ] |
| 0 | โม(CO) |
| +1 | ซีชั่วโมงโม(CO) |
| +2 | โมคลีเอส |
| +3 | โมบร |
| +4 | มอส |
| +5 | โมคลีเอส |
| +6 | มหภาค |
จากมุมมองทางการค้า สารประกอบที่สำคัญที่สุดคือ โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ ( MoS₂) ) และโมลิบเดนัมไตรออกไซด์ (MoO) ) ไดซัลไฟด์สีดำเป็นแร่ธาตุหลัก มันถูกเผาในอากาศเพื่อให้ได้ไตรออกไซด์: [ 27 ]
- 2 โมส + 7O → 2MoO + 4SO
ไตรออกไซด์ซึ่งระเหยง่ายที่อุณหภูมิสูง เป็นสารตั้งต้นของสารประกอบโมลิบเดนัมอื่นๆ เกือบทั้งหมด รวมถึงโลหะผสมด้วย โมลิบเดนัมมีสถานะออกซิเดชัน หลายสถานะ โดยสถานะที่เสถียรที่สุดคือ +4 และ +6 (ตัวหนาในตารางด้านซ้าย)
โมลิบเดนัม(VI) ออกไซด์ละลายได้ใน น้ำ ด่าง เข้มข้น เกิดเป็นโมลิบเดต (MoO 2− ) โมลิบเดตเป็นสารออกซิไดซ์ที่อ่อนกว่าโครเมต มีแนวโน้มที่จะเกิดเป็นออก ซิแอนไอออนที่มีโครงสร้างซับซ้อนโดยการควบแน่นที่ ค่า pH ต่ำ เช่น [Mo O ] 6−และ [Mo O ] 4−โพลีโมลิบเดตสามารถรวมไอออนอื่นๆ เข้าไปด้วย ทำให้เกิดโพลีออกโซเมทาเลต [ 31 ] เฮ เทอ โรโพลีโมลิบเดตที่มีฟอสฟอรัสสีน้ำเงินเข้มP[Mo O ] 3−ใช้สำหรับการตรวจจับฟอสฟอรัสด้วยสเปกโทรสโกปี[ 32 ]
สถานะออกซิเดชันที่หลากหลายของโมลิบเดนัมสะท้อนให้เห็นในโมลิบเดนัมคลอไรด์ต่างๆ: [ 27 ]
- โมลิบดีนัม(II) คลอไรด์ MoCl ซึ่งมีอยู่ในรูปเฮกซาเมอร์ Mo 6 12 ไดแอนไอออนที่เกี่ยวข้อง [Mo Cl ] 2-
- โมลิบดีนัม(III) คลอไรด์ MoCl ซึ่งเป็นของแข็งสีแดงเข้ม จะเปลี่ยนรูปเป็นสารเชิงซ้อนไตรแอนไอออน [ MoCl ] 3-
- โมลิบดีนัม(IV) คลอไรด์เป็นของแข็งสีดำที่มีโครงสร้างแบบพอลิเมอร์
- โมลิบดีนัม(V) คลอไรด์ MoCl₅ ของแข็งสีเขียวเข้ม ซึ่งมีโครงสร้างแบบไดเมอร์
- โมลิบเดนัม(VI) คลอไรด์ MoCl เป็นของแข็งสีดำ ซึ่งเป็นโมโนเมอร์และสลายตัวอย่างช้าๆ เป็น MoCl และ Cl ที่อุณหภูมิห้อง[ 33 ]
การเข้าถึงสถานะออกซิเดชันเหล่านี้ขึ้นอยู่กับไอออนคู่ของเฮไลด์อย่างมาก: แม้ว่าโมลิบเดนัม(VI) ฟลูออไรด์จะเสถียร แต่โมลิบเดนัมก็ไม่สามารถสร้างเฮกซาคลอไรด์ เพนตาโบรไมด์ หรือเตตระไอโอไดด์ที่เสถียรได้[ 34 ]
เช่นเดียวกับโครเมียมและโลหะทรานซิชันอื่นๆ โมลิบเดนัมสร้างพันธะสี่เท่าเช่นใน Mo (CH COO) และ [Mo Cl ] 4− [ 27 ] [ 35 ]คุณสมบัติความเป็นกรดของลูอิส ของได เมอร์บิวทิเรตและเพอร์ฟลูออโรบิวทิเรตMo (O CR) และ Rh (O CR) ได้รับการรายงานแล้ว[ 36 ]
สถานะออกซิเดชัน 0 และต่ำกว่านั้นเป็นไปได้ด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นลิแกนด์ เช่นในโมลิบเดนัมเฮกซาคาร์บอนิลMo (CO) [ 27 ] [ 29 ]
ประวัติศาสตร์
โมลิบดีไนต์ —แร่หลักที่ใช้สกัดโมลิบดีนัมในปัจจุบัน—เดิมเรียกว่าโมลิบดีนา โมลิบดีนามักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นกราไฟต์และถูกใช้ราวกับว่าเป็นกราไฟต์เช่นเดียวกับกราไฟต์ โมลิบดีไนต์สามารถใช้ทำให้พื้นผิวดำคล้ำหรือใช้เป็นสารหล่อลื่นแบบแข็งได้[ 37 ]แม้ว่าโมลิบดีนาจะแตกต่างจากกราไฟต์แล้ว แต่ก็ยังถูกเข้าใจผิดว่าเป็น แร่ ตะกั่ว ทั่วไป PbS (ปัจจุบันเรียกว่ากาเลนา ) ชื่อนี้มาจากภาษากรีกโบราณμόλυβδος mólybdosซึ่งหมายถึงตะกั่ว[ 20 ] (มีการเสนอว่าคำภาษากรีกนี้เป็นคำยืมจาก ภาษา ลูเวียนและลิเดียนในอนา โตเลีย ) [ 38 ]
แม้ว่า (มีรายงานว่า) โมลิบเดนัมถูกผสมลงในเหล็กโดยเจตนาในดาบญี่ปุ่นสมัยศตวรรษที่ 14 เล่มหนึ่ง (ผลิตประมาณปี ค.ศ. 1330 ) แต่ศิลปะดังกล่าวไม่เคยถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายและสูญหายไปในภายหลัง[ 39 ] [ 40 ]ในโลกตะวันตกในปี ค.ศ. 1754 เบงต์ แอนเดอร์สัน ควิสต์ได้ตรวจสอบตัวอย่างโมลิบเดไนต์และพบว่ามันไม่มีตะกั่ว ดังนั้นจึงไม่ใช่แร่กาเลนา[ 41 ]
ในปี ค.ศ. 1778 นักเคมีชาวสวีเดนคาร์ล วิลเฮล์ม เชเลอได้กล่าวอย่างหนักแน่นว่าโมลิบดีนาไม่ใช่ทั้งกาเลนาหรือกราไฟต์[ 42 ] [ 43 ]ในทางกลับกัน เชเลอเสนออย่างถูกต้องว่าโมลิบดีนาเป็นแร่ของธาตุใหม่ที่แตกต่าง[ 44 ]และสามารถแยกออกมาได้ปีเตอร์ จาคอบ เฮล์มประสบความสำเร็จในการแยกโลหะที่เขาเรียกว่าโมลิบดีนัมโดยใช้คาร์บอนและน้ำมันลินซีดในปี ค.ศ. 1781 [ 20 ] [ 45 ] : 275
ตลอดศตวรรษถัดมา โมลิบเดนัมไม่มีการใช้งานในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีปริมาณค่อนข้างน้อย โลหะบริสุทธิ์สกัดได้ยาก และเทคนิคทางโลหะวิทยาที่จำเป็นยังไม่สมบูรณ์[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]โลหะผสมเหล็กโมลิบเดนัมในยุคแรกๆ แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการเพิ่มความแข็ง แต่ความพยายามในการผลิตโลหะผสมในปริมาณมากกลับประสบอุปสรรคเนื่องจากผลลัพธ์ที่ไม่สม่ำเสมอ มีแนวโน้มที่จะเปราะ และเกิดการตกผลึกใหม่ ในปี 1906 วิลเลียม ดี. คูลิดจ์ได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับการทำให้โมลิบ เดนัม มีความยืดหยุ่นซึ่งนำไปสู่การใช้งานเป็นองค์ประกอบความร้อนสำหรับเตาหลอมอุณหภูมิสูงและเป็นตัวรองรับหลอดไฟไส้ทังสเตน การเกิดออกไซด์และการเสื่อมสภาพทำให้โมลิบเดนัมต้องถูกปิดผนึกทางกายภาพหรือเก็บไว้ในก๊าซเฉื่อย[ 49 ]ในปี 1913 แฟรงค์ อี. เอลมอร์ ได้พัฒนากระบวนการลอยตัวด้วยฟองเพื่อกู้คืนโมลิบเดไนต์จากแร่ การลอยตัวยังคงเป็นกระบวนการแยกหลัก[ 50 ]
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1ความต้องการโมลิบเดนัมพุ่งสูงขึ้น มีการใช้ทั้งในการทำแผ่นเกราะและเป็นสารทดแทนทังสเตนในเหล็กกล้าความเร็วสูงรถถังของอังกฤษบางคันได้รับการป้องกันด้วย แผ่น เหล็กแมงกานีส หนา 75 มม. (3 นิ้ว) แต่พิสูจน์แล้วว่าไม่ได้ผล แผ่นเหล็กแมงกานีสจึงถูกแทนที่ด้วยแผ่นเหล็กโมลิบเดนัมที่เบากว่ามาก หนา25 มม. (1.0 นิ้ว)ทำให้มีความเร็วสูงขึ้น คล่องตัวมากขึ้น และมีการป้องกันที่ดีขึ้น[ 20 ]ชาวเยอรมันยังใช้เหล็ก ที่ผสมโมลิบเดนัม สำหรับปืนใหญ่หนัก เช่น ปืนใหญ่หนักพิเศษบิ๊กเบอร์ธา [ 51 ]เนื่องจากเหล็กแบบดั้งเดิมจะหลอมละลายที่อุณหภูมิที่เกิดจากดินปืนของกระสุนขนาดหนึ่งตัน[ 52 ]หลังสงคราม ความต้องการลดลงอย่างมากจนกระทั่งความก้าวหน้าทางโลหะวิทยาทำให้เกิดการพัฒนาอย่างกว้างขวางสำหรับการใช้งานในยามสงบ ในสงครามโลกครั้งที่ 2 โมลิบเดนัมกลับมามีความสำคัญเชิงกลยุทธ์อีกครั้งในฐานะสารทดแทนทังสเตนในโลหะผสมเหล็ก[ 53 ]
การเกิดขึ้นและการผลิต
โมลิบเดนัมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 54 ในเปลือกโลกโดยเฉลี่ย 1.5 ส่วนต่อล้านส่วน และเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 25 ในมหาสมุทร โดยเฉลี่ย 10 ส่วนต่อพันล้านส่วน นอกจากนี้ยังเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 42 ในจักรวาล[ 20 ] [ 54 ] ภารกิจ Luna 24ของโซเวียตค้นพบเม็ดโมลิบเดนัม (1 × 0.6 μm) ใน ชิ้นส่วน ไพรอกซีนที่นำมาจากMare Crisiumบนดวงจันทร์ [ 55 ] ความหายากของโมลิบเดนัมในเปลือกโลกนั้นถูกชดเชยด้วยความเข้มข้นของมันในแร่ที่ไม่ละลายน้ำหลายชนิด ซึ่งมักจะรวมกับกำมะถันในลักษณะเดียวกับทองแดง ซึ่งมักพบร่วมกัน แม้ว่าโมลิบเดนัมจะพบได้ในแร่ธาตุ ต่างๆ เช่นวูลเฟไนต์ (PbMoO4 และพาวเวลไลต์ (CaMoO4 แต่แหล่งเชิงพาณิชย์หลักคือโมลิบเดไนต์ (MoS2 ) โมลิบเด มถูกขุดเป็นแร่หลักและยังถูกนำกลับมาใช้เป็นผลพลอยได้จากการทำเหมืองทองแดงและทังสเตนอีกด้วย[ 12 ]
ในปี 2554 การผลิตโมลิบเดนัมทั่วโลกอยู่ที่ 250,000 ตัน โดยผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุด ได้แก่ จีน (94,000 ตัน) สหรัฐอเมริกา (64,000 ตัน) ชิลี (38,000 ตัน) เปรู (18,000 ตัน) และเม็กซิโก (12,000 ตัน) ปริมาณสำรองทั้งหมดคาดว่าอยู่ที่ 10 ล้านตัน โดยส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในจีน (4.3 ล้าน ตัน) สหรัฐอเมริกา (2.7 ล้าน ตัน) และชิลี (1.2 ล้าน ตัน) เมื่อพิจารณาตามทวีป การผลิตโมลิบเดนัมทั่วโลก 93% กระจายตัวอย่างค่อนข้างเท่าๆ กันระหว่างอเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ (ส่วนใหญ่คือชิลี) และจีน ส่วนที่เหลือผลิตในยุโรปและเอเชีย (ส่วนใหญ่คืออาร์เมเนีย รัสเซีย อิหร่าน และมองโกเลีย) [ 56 ]
ในกระบวนการแปรรูปโมลิบดีไนต์ แร่จะถูกเผาในอากาศที่อุณหภูมิ700 °C (1,292 °F) ก่อน กระบวนการนี้จะให้ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และโมลิบดีนัม(VI) ออกไซด์ : [ 27 ]
![{\displaystyle {2\,\mathrm {MoS} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{2}}{}+{}7\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {MoO} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{3}}{}+{}4\,\mathrm {SO} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/feba993095b4e24dcf9d494215d3295970bab5e1)
โดยปกติแล้ว ออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะถูกสกัดด้วยแอมโมเนียในน้ำเพื่อให้ได้แอมโมเนียมโมลิบเดต:
![{\displaystyle {\mathrm {MoO} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}} __{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}(\mathrm {NH} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}(\mathrm {MoO} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{4}})}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ccfa4efe86974f11af77b7b98850bcc928788329)
ทองแดงซึ่งเป็นสิ่งเจือปนในโมลิบดีไนต์จะถูกแยกออกในขั้นตอนนี้โดยการบำบัดด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์[ 27 ]แอมโมเนียมโมลิบเดตจะเปลี่ยนเป็นแอมโมเนียมไดโมลิบเดตซึ่งจะถูกแยกออกมาเป็นของแข็ง การให้ความร้อนแก่ของแข็งนี้จะให้โมลิบดีนัมไตรออกไซด์: [ 57 ]
![{\displaystyle {(\mathrm {NH} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}__{\smash[{t}]{2}}\mathrm {Mo} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{7}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {MoO} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/24cb267bd5958f4125cb16522c7b46725e1dfd80)
สามารถนำไตรออกไซด์ดิบไปทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมได้โดยการระเหิดที่อุณหภูมิ1,100 °C (2,010 °F )
โมลิบเดนัมโลหะผลิตได้จากการรีดิวซ์ออกไซด์ด้วยไฮโดรเจน :
![{\displaystyle {\mathrm {MoO} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Mo} {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}__{\smash[{t}]{2}}\คณิตศาสตร์ {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/13397a2af8494ab63b1dbcfa510505d6956a419f)
โมลิบเดนัมสำหรับการผลิตเหล็กจะถูกลดลงโดยปฏิกิริยาอะลูมิโนเทอร์มิกด้วยการเติมเหล็กเพื่อผลิตเฟอร์โรโมลิบเดนัมรูปแบบทั่วไปของเฟอร์โรโมลิบเดนัมประกอบด้วยโมลิบเดนัม 60% [ 27 ] [ 58 ]
ณ เดือนสิงหาคมปี 2552ราคาของโมลิบเดนัมอยู่ที่ประมาณ 30,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน ราคาทรงตัวอยู่ที่หรือใกล้เคียง 10,000 ดอลลาร์ต่อตันตั้งแต่ปี 1997 ถึง 2003 และแตะระดับสูงสุดที่ 103,000 ดอลลาร์ต่อตันในเดือนมิถุนายน 2005 [ 59 ]ในปี 2008 ตลาดโลหะลอนดอนประกาศว่าโมลิบเดนัมจะถูกซื้อขายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์[ 60 ]
การทำเหมือง
เหมืองKnabenทางตอนใต้ของนอร์เวย์ ซึ่งเปิดในปี 1885 เป็นเหมืองโมลิบเดนัมแห่งแรกที่ดำเนินการโดยเฉพาะ ปิดตัวลงในปี 1973 แต่เปิดใหม่ในปี 2007 [ 61 ]ปัจจุบันผลิต โมลิบเดนัมไดซัลไฟด์ ได้ 100,000 กิโลกรัม (98 ตันยาว; 110 ตันสั้น)ต่อปี เหมืองขนาดใหญ่ในโคโลราโด (เช่นเหมือง Hendersonและเหมือง Climax ) [ 62 ]และในบริติชโคลัมเบียผลิตโมลิบเดไนต์เป็นผลิตภัณฑ์หลัก ในขณะที่ แหล่งแร่ ทองแดงแบบพอฟิรี หลายแห่ง เช่นเหมือง Bingham Canyonในยูทาห์ และ เหมือง Chuquicamataในชิลีตอนเหนือ ผลิตโมลิบเดนัมเป็นผลพลอยได้จากการทำเหมืองทองแดง
ร่องรอยของโมลิบเดนัมในน้ำทะเล
Mo พบในมหาสมุทร ที่ ความเข้มข้นเฉลี่ยระดับไมโครโมลาร์ ประมาณ 10 –7 M [ 63 ]
เนื่องจากมีอยู่ในน้ำทะเลในรูปของโมลิบเดต ( MoO 2− 4 ) ซึ่งเป็นออก ซิแอนไอออน สองวาเลนต์ จึงไม่ถูกดูดซับบนแร่ดินเหนียว ที่มีประจุลบ และมีปฏิสัมพันธ์กับสารอินทรีย์อนุภาค ที่มีประจุลบ (POM) เพียงเล็กน้อย ดังนั้นจึงทำหน้าที่เป็นโลหะติดตามแบบอนุรักษ์ โมลิบเดนัมเป็นโลหะทรานซิชันที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในมหาสมุทร คล้ายกับตัวติดตาม แบบอนุรักษ์ เช่นแอนไอออนคลอไร ด์ หรือน้ำดิวเทอเรต[ 63 ]
โลหะทรานซิชันที่อยู่ในรูปประจุลบจะมีระยะเวลาคงอยู่ ในมหาสมุทร เกิน 10,000 ปี ซึ่งนานกว่าระยะเวลาการผสม ของมหาสมุทรมาก พวกมันรักษาระดับความเข้มข้นที่ค่อนข้างคงที่เมื่อเทียบกับความเค็มในช่วงระยะเวลานาน โมลิบเดนัมมีระยะเวลาคงอยู่ในมหาสมุทร 80,000 ปี มีการกระจายตัวเกือบสม่ำเสมอทั่วทั้งมหาสมุทร โดยลดลงเล็กน้อยใกล้ผิวน้ำเท่านั้น[ 63 ]
ลักษณะเหล่านี้ทำให้โมลิบเดนัมมีแนวโน้มที่จะเป็นโลหะทรานซิชันที่สำคัญที่สุดในน้ำทะเล เนื่องจากนักธรณีเคมีทางทะเลสามารถใช้มันเป็นตัวติดตามอ้างอิงที่เสถียรสำหรับโลหะทรานซิชันอื่นๆ ในระดับปริมาณน้อยได้
แอปพลิเคชัน
โลหะผสม
โมลิบเดนัมที่ผลิตได้ประมาณ 86% ถูกนำไปใช้ในโลหะวิทยาส่วนที่เหลือถูกนำไปใช้ในงานเคมี การใช้งานทั่วโลกโดยประมาณ ได้แก่เหล็กโครงสร้าง 35% เหล็กกล้าไร้สนิม 25% สารเคมี 14% เหล็กกล้าเครื่องมือและเหล็กกล้าความเร็วสูง 9% เหล็กหล่อ 6% โลหะโมลิบเดนัมบริสุทธิ์ 6% และโลหะผสมพิเศษ 5% [ 64 ]
โมลิบเดนัมสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่ขยายตัวหรืออ่อนตัวลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้มีประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง เช่น เกราะทางทหาร ชิ้นส่วนเครื่องบิน หน้าสัมผัสไฟฟ้า มอเตอร์อุตสาหกรรม และตัวรองรับไส้หลอดในหลอดไฟ[ 20 ] [ 65 ]
โลหะผสมเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงส่วนใหญ่(เช่นเหล็กกล้า 41xx ) มีโมลิบเดนัม 0.25% ถึง 8% [ 12 ]แม้จะมีปริมาณเพียงเล็กน้อย แต่ก็มีการใช้โมลิบเดนัมมากกว่า 43,000 ตันต่อปีในเหล็กกล้าไร้สนิมเหล็กกล้าเครื่องมือเหล็กหล่อ และโลหะผสมพิเศษทน อุณหภูมิสูง [ 54 ]
โมลิบเดนัมยังใช้ในโลหะผสมเหล็กเนื่องจากมี ความต้านทาน การกัดกร่อน สูง และเชื่อมได้ดี[ 54 ] [ 56 ]โมลิบเดนัมช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนให้กับเหล็กกล้าไร้สนิมประเภท 300 (โดยเฉพาะประเภท 316 ) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเหล็กกล้าไร้สนิมที่เรียกว่าซูเปอร์ออสเทนิติก (เช่น โลหะผสมAL-6XN , 254SMO และ 1925hMo) โมลิบเดนัมเพิ่มความเครียดของโครงสร้างผลึก จึงเพิ่มพลังงานที่จำเป็นในการละลายอะตอมเหล็กจากพื้นผิวโมลิบเดนัมยังใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก (เช่น เกรด 444) [ 66 ]และมาร์เทนซิติก (เช่น 1.4122 และ 1.4418) [ 67 ]
เนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำกว่าและราคามีเสถียรภาพมากกว่า โมลิบเดนัมจึงถูกนำมาใช้แทนทังสเตนในบางครั้ง[ 54 ]ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าความเร็วสูงซีรีส์ 'M' เช่น M2, M4 และ M42 ถูกนำมาใช้แทนเหล็กกล้าซีรีส์ 'T' ซึ่งมีทังสเตนเป็นส่วนประกอบ โมลิบเดนัมยังสามารถใช้เป็นสารเคลือบกันไฟสำหรับโลหะอื่นๆ ได้อีกด้วย แม้ว่าจุดหลอมเหลวจะอยู่ที่2,623 °C (4,753 °F)แต่โมลิบเดนัมจะเกิดออกซิเดชันอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูงกว่า760 °C (1,400 °F)ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ มากกว่า [ 65 ]
TZM (Mo (~99%), Ti (~0.5%), Zr (~0.08%) และ C บางส่วน) เป็นโลหะผสมโมลิบเดนัมชนิดพิเศษที่ทนต่อการกัดกร่อน ซึ่งทนต่อเกลือฟลูออไรด์หลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า1,300 °C (2,370 °F)มีความแข็งแรงประมาณสองเท่าของโมลิบเดนัมบริสุทธิ์ และมีความเหนียวและเชื่อมได้ดีกว่า แต่ในการทดสอบพบว่าสามารถทนต่อการกัดกร่อนของเกลือยูเทคติกมาตรฐาน ( FLiBe ) และไอระเหยของเกลือที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวได้นานถึง 1,100 ชั่วโมง โดยมีการกัดกร่อนน้อยมากจนยากที่จะวัดได้[ 68 ] [ 69 ]เนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูง โลหะผสม TZM จึงถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการทหาร[ 70 ]ใช้เป็นตัววาล์วของเครื่องยนต์ตอร์ปิโดหัวฉีดจรวดและท่อส่งก๊าซ ซึ่งสามารถทนต่อความเครียดทางความร้อนและทางกลที่รุนแรงได้[ 71 ] [ 72 ] นอกจากนี้ยังใช้เป็น เกราะป้องกัน รังสีในการใช้งานทางนิวเคลียร์[ 73 ]
โลหะผสมโมลิบเดนัมชนิดอื่นที่ไม่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบมีการใช้งานจำกัด ตัวอย่างเช่น เนื่องจากมีความทนทานต่อสังกะสีหลอมเหลว ทั้งโมลิบเดนัมบริสุทธิ์และโลหะผสมโมลิบเดนัม- ทังสเตน (70%/30%) จึงถูกนำมาใช้สำหรับท่อ เครื่องกวน และใบพัดปั๊มที่สัมผัสกับสังกะสีหลอมเหลว[ 74 ]
การใช้งานธาตุบริสุทธิ์
- ผงโมลิบเดนัมใช้เป็นปุ๋ยสำหรับพืชบางชนิด เช่นกะหล่ำดอก[ 54 ]
- โมลิบเดนัมธาตุถูกใช้ในเครื่องวิเคราะห์ NO, NO2 NOx โรงไฟฟ้าเพื่อควบคุมมลพิษ ที่อุณหภูมิ350 °C (662 °F)ธาตุนี้ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับ NO2 NOx สร้างโมเลกุล NO สำหรับการตรวจจับด้วยแสงอินฟราเรด[ 75 ]
- ขั้วบวกโมลิบเดนัมใช้แทนทังสเตนในแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์แรงดันต่ำบางชนิดสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง เช่น การ ตรวจเต้านม[ 76 ]
- ไอโซโทปรังสีโมลิบเดนัม-99ใช้ในการสร้างเทคนีเซียม-99m ซึ่งเป็น นิวไคลด์กัมมันตรังสี ลูกสาวที่มีอายุสั้น(t ≃ 6.0 ชั่วโมง)ที่จำเป็นสำหรับการถ่ายภาพทางการแพทย์[ 77 ]ไอโซโทปรังสีนี้ได้รับการจัดการและจัดเก็บในรูปของโมลิบเดต ( MoO 2− 4 ) [ 78 ]
การใช้งานแบบผสมผสาน
- โมลิบเดนัมไดซัลไฟด์ (MoS ) ใช้เป็นสารหล่อลื่น แข็ง และสารป้องกันการสึกหรอที่ความดันสูงและอุณหภูมิสูง (HPHT) มันสร้างฟิล์มที่แข็งแรงบนพื้นผิวโลหะและเป็นสารเติมแต่งทั่วไปในจาระบี HPHT — ในกรณีที่จาระบีล้มเหลวอย่างรุนแรง ชั้นโมลิบเดนัมบาง ๆ จะป้องกันการสัมผัสของชิ้นส่วนที่หล่อลื่น[ 79 ]
- เมื่อรวมกับโคบอลต์ ในปริมาณเล็กน้อย MoS2 ยังถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการกำจัดกำมะถันด้วยไฮโดรเจน (HDS) ของปิโตรเลียม ในสภาวะที่มีไฮโดรเจน ตัวเร่งปฏิกิริยานี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการกำจัดไนโตรเจนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งกำมะถัน จากวัตถุดิบ ซึ่งหากไม่เช่นนั้นจะทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอนถัดไปเป็นพิษ HDS เป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในระดับอุตสาหกรรมที่ใหญ่ที่สุด[ 80 ]
- โมลิบเดนัมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สำคัญสำหรับการออกซิเดชันแบบเลือกของสารประกอบอินทรีย์ การผลิตสารเคมีพื้นฐานอย่างอะคริโลไนไตรล์และฟอร์มาลดีไฮด์อาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี MoO [ 57 ]
- โมลิบเดนัมไดซิลิไซด์ (MoSi ) เป็นเซรามิก นำไฟฟ้า ที่มีการใช้งานหลักในองค์ประกอบความร้อนที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 1500 °C ในอากาศ[ 81 ]
- โมลิบเดนัมไตรออกไซด์ (MoO ) ใช้เป็นกาวระหว่างเคลือบฟันและโลหะ[ 42 ]
- ตะกั่วโมลิบเดต (วูลเฟไนต์) ที่ตกตะกอนร่วมกับตะกั่วโครเมตและตะกั่วซัลเฟตเป็นเม็ดสีสีส้มสดใสที่ใช้กับเซรามิกและพลาสติก[ 82 ]
- ออกไซด์ผสมที่มีโมลิบเดนัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอเนกประสงค์ในอุตสาหกรรมเคมี ตัวอย่างบางส่วนได้แก่ ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการออกซิเดชันของคาร์บอนมอนอกไซด์ โพรพิลีนเป็นอะโครลีนและกรดอะคริลิก การแอมโมออกซิเดชันของโพรพิลีนเป็นอะคริโลไนไตรล์[ 83 ] [ 84 ]
- โมลิบเดนัมคาร์ไบด์ ไนไตรด์ และฟอสไฟด์สามารถใช้สำหรับการบำบัดด้วยไฮโดรเจนของน้ำมันเรพซีดได้[ 85 ]
- แอมโมเนียมเฮปตาโมลิบเดตใช้ในการย้อมสีทางชีววิทยา[ 86 ]
- กระจกโซดาไลม์เคลือบโมลิบเดนัมใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ CIGS ( คอปเปอร์ อินเดียม แกลเลียม ซีลีไนด์ ) ซึ่งเรียกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ CIGS
- กรดฟอสโฟโมลิบดิกเป็นสีย้อมที่ใช้ในโครมาโทกราฟีแบบชั้นบาง[ 87 ]และ การย้อมไตร โครมในฮิสโตเคมี[ 88 ]
- มีการเติมโมลิบเดนัมลงในเหล็กกล้าไร้สนิม (เช่นAISI 316L hMo) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่มี สารประกอบ กำมะถันลดลงซึ่ง เป็นอันตราย เช่นซัลไฟด์ H₂S , HS⁻ , S²⁻ ,การแตกร้าวจากความเค้นของซัลไฟด์)และไทโอซัลเฟต(S₂O₂⁻³ , การกัดกร่อนแบบเป็นหลุม )
บทบาททางชีววิทยา
ถึงแม้ว่าโมลิบเดนัมจะมีปริมาณความเข้มข้นต่ำในสิ่งแวดล้อม แต่ก็เป็นธาตุที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชีวภาค ของโลก เนื่องจากเป็นส่วนประกอบสำคัญใน เอนไซม์ ไนโตรเจเนสหากปราศจากโมลิบเดนัมกระบวนการตรึงไนโตรเจน จะลดลงอย่างมาก และ กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพส่วนใหญ่ก็จะไม่เกิดขึ้น นอกจากนี้ โมลิบเดนัมยังมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตหลายชนิดในฐานะส่วนประกอบของเอนไซม์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน กลุ่ม โคแฟคเตอร์ประเภทโมลิบโดเทอริน
เอนไซม์ที่มีโมลิบเดนัมเป็นองค์ประกอบ
โมลิบโดเทอรินที่จับคู่กับอะตอมโมลิบดีนัม(VI)
โครงสร้างของบริเวณออกฤทธิ์FeMoco ของ ไนโตรเจเนส
โมลิบเดนัมเป็นธาตุสำคัญในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ งานวิจัยในปี 2008 คาดการณ์ว่าการขาดแคลนโมลิบเดนัมในมหาสมุทรยุคแรกของโลกอาจมีอิทธิพลอย่างมากต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต (ซึ่งรวมถึงพืชและสัตว์ทั้งหมด) [ 89 ]
มีการระบุเอนไซม์ที่มีโมลิบเดนัมอย่างน้อย 50 ชนิด ส่วนใหญ่อยู่ในแบคทีเรีย[ 90 ] [ 91 ]เอนไซม์เหล่านั้นได้แก่อัลดีไฮด์ออกซิเดสซัลไฟต์ออกซิเดสและแซนทีนออกซิเดส [ 20 ] ยกเว้นเพียงกรณีเดียว โมลิบเดนัมในโปรตีนจะถูกจับโดยโมลิบโดเทอรินเพื่อให้ได้โคแฟคเตอร์โมลิบเดนัม ข้อยกเว้นที่ทราบเพียงอย่างเดียวคือไนโตรเจเนสซึ่งใช้ โคแฟคเตอร์ FeMocoซึ่งมีสูตร Fe MoS C [ 92 ]
ในแง่ของหน้าที่ เอนไซม์โมลิบดีนัมจะเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและบางครั้งก็รีดักชันของโมเลกุลขนาดเล็กบางชนิดในกระบวนการควบคุมไนโตรเจน ซัลเฟอร์และคาร์บอน[ 93 ] ในสัตว์บางชนิดและในมนุษย์ การออกซิเดชันของแซนทีนเป็นกรดยูริกซึ่งเป็นกระบวนการสลายพิวรีนจะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยแซนทีนออกซิเดส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่มีโมลิบดีนัมเป็น องค์ประกอบกิจกรรมของแซนทีนออกซิเดสเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณโมลิบดีนัมในร่างกาย ความเข้มข้นของโมลิบดีนัมที่สูงมากจะทำให้แนวโน้มกลับกันและสามารถยับยั้งการสลายพิวรีนและกระบวนการอื่นๆ ได้ ความเข้มข้นของโมลิบดีนัมยังส่งผลต่อการสังเคราะห์โปรตีนการเผาผลาญและการเจริญเติบโต อีกด้วย [ 94 ]
Mo เป็นส่วนประกอบในไนโตรเจเนส ส่วนใหญ่ ในบรรดาโมลิบโดเอนไซม์ ไนโตรเจเนสมีความพิเศษตรงที่ไม่มีโมลิบโดเทอริน[ 95 ] [ 96 ]ไนโตรเจเนสเร่งปฏิกิริยาการผลิตแอมโมเนียจากไนโตรเจนในบรรยากาศ:
การสังเคราะห์ทางชีวภาพของไซต์ออกฤทธิ์FeMoco นั้นมีความซับซ้อนมาก[ 97 ]
โมลิบเดตถูกขนส่งในร่างกายในรูปของMoO 2− [ 94 ]
การเผาผลาญและภาวะขาดสารอาหารในมนุษย์
โมลิบเดนั มเป็นธาตุอาหาร รองที่จำเป็น [ 98 ]เอนไซม์ที่ขึ้นอยู่กับโมลิบเดนัมในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 4 ชนิดเป็นที่รู้จัก โดยทั้งหมดมีโคแฟคเตอร์โมลิบเดนัม( Moco) ที่มีพื้นฐาน จาก เทอ รินในบริเวณออกฤทธิ์ ได้แก่ซัลไฟต์ออกซิ เด ส แซนทีนออกซิโดรีดักเทส อัลดีไฮด์ออกซิเดสและไมโทคอนเดรียลอะมิโดออกซีมรี ดักเท ส[ 99 ]ผู้ที่ขาดโมลิบเดนัมอย่างรุนแรงจะมีซัลไฟต์ออกซิเดสทำงานได้ไม่ดีและมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาเป็นพิษต่อซัลไฟต์ในอาหาร[ 100 ] [ 101 ]ร่างกายมนุษย์มี โม ลิบเดนัมประมาณ 0.07 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของน้ำหนักตัว[ 102 ]โดยมีความเข้มข้นสูงกว่าในตับและไต และต่ำกว่าในกระดูกสันหลัง[ 54 ]โมลิบเดนัมยังพบได้ในเคลือบฟัน ของมนุษย์ และอาจช่วยป้องกันฟันผุได้[ 103 ]
ไม่พบความเป็นพิษเฉียบพลันในมนุษย์ และความเป็นพิษขึ้นอยู่กับสถานะทางเคมีอย่างมาก การศึกษาในหนูแสดงให้เห็น ว่า ปริมาณยาที่ทำให้ตายครึ่งหนึ่ง (LD ) ต่ำเพียง 180 มก./กก. สำหรับสารประกอบโมลิบเดนัมบางชนิด[ 104 ]แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลความเป็นพิษในมนุษย์ แต่การศึกษาในสัตว์แสดงให้เห็นว่าการบริโภคโมลิบเดนัมมากกว่า 10 มก./วัน เป็นเวลานานอาจทำให้เกิดอาการท้องเสีย การเจริญเติบโตช้า ภาวะมี บุตรยาก น้ำหนักแรกเกิดต่ำ และโรคเกาต์นอกจากนี้ยังอาจส่งผลกระทบต่อปอด ไต และตับ[ 105 ] [ 106 ]โซเดียมทังสเตตเป็นตัวยับยั้งการแข่งขันของโมลิบเดนัม ทังสเตนในอาหารช่วยลดความเข้มข้นของโมลิบเดนัมในเนื้อเยื่อ[ 54 ]
ความเข้มข้นของโมลิบเดนั มในดินต่ำในแถบทางภูมิศาสตร์ตั้งแต่ทางเหนือของจีนไปจนถึงอิหร่าน ส่งผลให้เกิดภาวะขาดโมลิบเดนัม ในอาหารโดยทั่วไป และเกี่ยวข้องกับอัตราการเกิดมะเร็งหลอดอาหาร ที่เพิ่มขึ้น [ 107 ] [ 108 ] [ 109 ]เมื่อเปรียบเทียบกับสหรัฐอเมริกาซึ่งมีโมลิบเดนัมในดินมากกว่า ผู้คนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เหล่านั้นมีความเสี่ยงต่อมะเร็งเซลล์สความัสของหลอดอาหาร สูงกว่าประมาณ 16 เท่า [ 110 ]
ภาวะขาดโมลิบดีนัมยังได้รับการรายงานว่าเป็นผลมาจากการได้รับสารอาหารทางหลอดเลือดดำแบบสมบูรณ์ (complete intravenous feeding) โดยไม่เสริมโมลิบดีนัมเป็นเวลานาน ส่งผลให้ระดับซัลไฟต์และยูเรต ในเลือดสูง ในลักษณะเดียวกับภาวะขาดโคแฟคเตอร์โมลิบดีนัมเนื่องจากภาวะขาดโมลิบดีนัมบริสุทธิ์จากสาเหตุนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในผู้ใหญ่ ผลกระทบทางระบบประสาทจึงไม่รุนแรงเท่าในกรณีของภาวะขาดโคแฟคเตอร์แต่กำเนิด[ 111 ]
โรค ขาดโคแฟคเตอร์โมลิบดีนัมแต่กำเนิดที่พบในทารก คือความไม่สามารถสังเคราะห์โคแฟคเตอร์โมลิบดีนัมซึ่งเป็นโมเลกุลเฮเทอโรไซคลิกที่กล่าวถึงข้างต้นซึ่งจับกับโมลิบดีนัมที่ตำแหน่งออกฤทธิ์ในเอนไซม์ของมนุษย์ที่ใช้โมลิบดีนัมทั้งหมดที่รู้จัก การขาดที่เกิดขึ้นส่งผลให้มีระดับซัลไฟต์และยูเรต สูง และเกิดความเสียหายต่อระบบประสาท[ 112 ] [ 113 ]
การขับถ่าย
โมลิบเดนัมส่วนใหญ่ถูกขับออกจากร่างกายมนุษย์ในรูปของโมลิบเดตในปัสสาวะ นอกจากนี้ การขับโมลิบเดนัมทางปัสสาวะจะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณโมลิบเดนัมที่รับประทานเข้าไปเพิ่มขึ้น โมลิบเดนัมจำนวนเล็กน้อยถูกขับออกจากร่างกายทางอุจจาระโดยผ่านทางน้ำดี นอกจากนี้ยังอาจสูญเสียไปในเหงื่อและเส้นผมในปริมาณเล็กน้อย[ 114 ] [ 115 ]
ทองแดงส่วนเกินและภาวะต่อต้านทองแดง
โมลิบเดนัมในปริมาณสูงสามารถขัดขวางการดูดซึม ทองแดงของร่างกายทำให้เกิดภาวะขาดทองแดงได้ โมลิบเดนัมจะป้องกันไม่ให้โปรตีนในพลาสมาจับกับทองแดง และยังเพิ่มปริมาณทองแดงที่ถูกขับออกมาทางปัสสาวะ อีก ด้วยสัตว์เคี้ยวเอื้องที่บริโภคโมลิบเดนัมในปริมาณสูงจะมีอาการท้องเสียการเจริญเติบโตช้าโลหิตจางและภาวะขนร่วง (สูญเสียเม็ดสีขน) อาการเหล่านี้สามารถบรรเทาได้ด้วยการเสริมทองแดง ทั้งทางอาหารและการฉีด[ 116 ]ภาวะขาดทองแดงที่เกิดขึ้นอาจรุนแรงขึ้นได้จากกำมะถันส่วน เกิน [ 54 ] [ 117 ]
การลดหรือการขาดทองแดงสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นโดยเจตนาเพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษาได้โดยใช้สารประกอบแอมโมเนียมเตตระไทโอโมลิบเดตซึ่งไอออนเตตระไทโอโมลิบเดต สีแดงสด เป็นสารคีเลตทองแดง เตตระไทโอโมลิบเดตถูกนำมาใช้ในการรักษาพิษจากทองแดงในสัตว์เป็นครั้งแรก จากนั้นจึงนำมาใช้ในการรักษาโรควิล สัน ซึ่งเป็น ความผิดปกติทางพันธุกรรมของการเผาผลาญทองแดงในมนุษย์ โดยออกฤทธิ์ทั้งโดยการแข่งขันกับการดูดซึมทองแดงในลำไส้และเพิ่มการขับถ่าย นอกจากนี้ยังพบว่ามีผลยับยั้งการสร้างหลอดเลือดใหม่ซึ่งอาจเกิดจากการยับยั้งกระบวนการเคลื่อนย้ายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ที่ขึ้นอยู่กับไอออนทองแดง[ 118 ]นี่เป็นแนวทางที่น่าสนใจสำหรับการวิจัยการรักษาโรคมะเร็ง โรคจอประสาทตาเสื่อมตามอายุและโรคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนของหลอดเลือดอย่างผิดปกติ[ 119 ] [ 120 ]
ในปศุสัตว์ที่กินหญ้าบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโค ปริมาณโมลิบเดนัมที่มากเกินไปในดินทุ่งหญ้าสามารถทำให้เกิดอาการท้องเสียได้หากค่า pH ของดินเป็นกลางถึงด่าง โปรดดูอาการน้ำตาไหล
แมมโมแกรม
เป้าหมายโมลิบเดนัมถูกนำมาใช้ในการตรวจเต้านมด้วยรังสีเอกซ์ เนื่องจากสร้างรังสีเอกซ์ในช่วงพลังงาน 17-20 keV ซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับการถ่ายภาพเนื้อเยื่ออ่อน เช่น เต้านม[ 121 ] [ 122 ]รังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะที่ปล่อยออกมาจากโมลิบเดนัมให้ความคมชัดสูงระหว่างเนื้อเยื่อประเภทต่างๆ ทำให้สามารถมองเห็นแคลซิฟิเคชันขนาดเล็กและความผิดปกติเล็กน้อยอื่นๆ ในเนื้อเยื่อเต้านมได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 123 ]ช่วงพลังงานนี้ยังช่วยลดปริมาณรังสีในขณะที่เพิ่มคุณภาพของภาพให้สูงสุด ทำให้เป้าหมายโมลิบเดนัมเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการตรวจคัดกรองมะเร็งเต้านม[ 124 ]
คำแนะนำด้านโภชนาการ
ในปี 2000 สถาบันการแพทย์แห่งสหรัฐอเมริกา (ปัจจุบันคือสถาบันการแพทย์แห่งชาติหรือ NAM) ได้ปรับปรุงค่าประมาณความต้องการเฉลี่ย (EARs) และปริมาณสารอาหารที่แนะนำให้บริโภคต่อวัน (RDAs) สำหรับโมลิบเดนัม หากไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะกำหนดค่า EARs และ RDAs จะใช้ ค่าประมาณที่เรียกว่า ปริมาณที่เพียงพอ (AI) แทน
ปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับต่อวัน ( AI ) ของโมลิบเดนัมถูกกำหนดไว้ ที่ 2 ไมโครกรัม (μg) ต่อวันสำหรับทารก อายุไม่เกิน 6 เดือน และ 3 μg/วัน สำหรับเด็กอายุ 7-12 เดือน ทั้งเพศชายและเพศหญิง สำหรับเด็กโตและผู้ใหญ่ ปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับต่อวัน (RDA) ของโมลิบเดนัมได้ถูกกำหนดไว้ดังนี้: 17 μg สำหรับ เด็กอายุ1-3 ปี, 22 μg สำหรับเด็กอายุ 4-8 ปี, 34 μg สำหรับเด็กอายุ 9-13 ปี, 43 μg สำหรับเด็กอายุ 14-18 ปี และ 45 μg สำหรับผู้ที่มีอายุ 19 ปีขึ้นไป ปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับต่อวันเหล่านี้ใช้ได้กับทั้งสองเพศ ส่วนหญิง ตั้งครรภ์หรือให้นม บุตรที่มีอายุ ระหว่าง 14-50 ปี มีปริมาณสารอาหารที่ควรได้รับต่อวันสูงกว่า คือ 50 μg ของโมลิบเดนัม
ในส่วนของความปลอดภัย NAM กำหนดระดับปริมาณสูงสุดที่ยอมรับได้ (ULs) สำหรับวิตามินและแร่ธาตุเมื่อมีหลักฐานเพียงพอ ในกรณีของโมลิบเดนัม UL คือ 2000 ไมโครกรัม/วัน โดยรวมแล้ว EARs, RDAs, AIs และ ULs เรียกว่าปริมาณสารอาหารอ้างอิง (DRIs) [ 125 ]
หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรป (EFSA) อ้างถึงชุดข้อมูลโดยรวมว่าคือค่าอ้างอิงอาหาร (Dietary Reference Values) โดยใช้ปริมาณอ้างอิงสำหรับประชากร (Population Reference Intake หรือ PRI) แทน RDA และปริมาณที่ต้องการโดยเฉลี่ย (Average Requirement หรือ AI) แทน EAR AI และ UL ถูกกำหนดไว้เหมือนกับในสหรัฐอเมริกา สำหรับผู้หญิงและผู้ชายอายุ 15 ปีขึ้นไป AI กำหนดไว้ที่ 65 ไมโครกรัม/วัน หญิงตั้งครรภ์และหญิงให้นมบุตรมี AI เท่ากัน สำหรับเด็กอายุ 1–14 ปี AI จะเพิ่มขึ้นตามอายุจาก 15 เป็น 45 ไมโครกรัม/วัน AI สำหรับผู้ใหญ่สูงกว่า RDA ของสหรัฐอเมริกา[ 126 ]แต่ในทางกลับกัน หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปได้ทบทวนคำถามด้านความปลอดภัยเดียวกันและกำหนด UL ไว้ที่ 600 ไมโครกรัม/วัน ซึ่งต่ำกว่าค่าของสหรัฐอเมริกามาก[ 127 ]
การติดฉลาก
สำหรับการติดฉลากอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในสหรัฐอเมริกา ปริมาณในหนึ่งหน่วยบริโภคจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณที่แนะนำต่อวัน (%DV) สำหรับการติดฉลากโมลิบเดนัม 100% ของปริมาณที่แนะนำต่อวันคือ 75 ไมโครกรัม แต่ณ วันที่27 พฤษภาคม 2559 ได้รับการแก้ไขเป็น 45 μg [ 128 ] [ 129 ]ตารางแสดงค่าปริมาณสารอาหารอ้างอิงต่อวันสำหรับผู้ใหญ่ทั้งแบบเก่าและแบบใหม่มีให้ที่ปริมาณสารอาหารอ้างอิงต่อวัน
แหล่งอาหาร
ปริมาณการบริโภคเฉลี่ยต่อวันแตกต่างกันไประหว่าง 120 ถึง 240 ไมโครกรัม/วัน ซึ่งสูงกว่าคำแนะนำด้านโภชนาการ[ 105 ]ตับหมู ตับแกะ และตับ วัว แต่ละชนิดมีโมลิบเดนัมประมาณ 1.5 ส่วนต่อล้านส่วน แหล่งอาหารสำคัญอื่นๆ ได้แก่ ถั่วเขียว ไข่ เมล็ดทานตะวัน แป้งสาลี ถั่วเลนทิล แตงกวา และธัญพืช[ 20 ]
ข้อควรระวัง
ฝุ่นและควันโมลิบเดนัมที่เกิดจากการทำเหมืองหรือการแปรรูปโลหะอาจเป็นพิษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากรับประทานเข้าไป (รวมถึงฝุ่นที่ติดอยู่ในโพรงจมูกและกลืนเข้าไปในภายหลัง) [ 104 ]การสัมผัสในระดับต่ำเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดการระคายเคืองต่อดวงตาและผิวหนัง ควรหลีกเลี่ยงการสูดดมหรือรับประทานโมลิบเดนัมและออกไซด์ของโมลิบเดนัมโดยตรง[ 130 ] [ 131 ] ข้อกำหนดของ OSHAระบุปริมาณการสัมผัสโมลิบเดนัมสูงสุดที่อนุญาตในหนึ่งวัน 8 ชั่วโมงไว้ที่ 5 มก./ ลบ.ม.การสัมผัสเรื้อรังที่ระดับ 60 ถึง 600 มก./ลบ.ม. อาจทำให้เกิดอาการต่างๆ เช่น อ่อนเพลีย ปวดศีรษะ และปวดข้อ[ 132 ]ที่ระดับ 5000 มก./ลบ.ม. โมลิบเดนัมเป็นอันตรายต่อชีวิตและสุขภาพในทันที[ 133 ]
ดูเพิ่มเติม
{{cite book}}: CS1 maint: DOI ไม่ใช้งานแล้วตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2025 ( ลิงก์ ) ISBNของหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 978-94-007-5561-1ISSN 1559-0836 ISSNอิเล็กทรอนิกส์1868-0402 {{cite journal}}: CS1 maint: DOI ไม่ใช้งานแล้วตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2025 ( ลิงก์ )บรรณานุกรม
- Lettera di Giulio Candida อัลซินเนอร์ วินเชนโซ เปตาญญา – ซัลลาฟอร์มาซิโอเน เดล โมลิบเดโน เนเปิลส์ : จูเซปเป้ มาเรีย ปอร์เชลลี พ.ศ. 2328
ลิงก์ภายนอก
- โมลิบเดนัมในตารางธาตุในรูปแบบวิดีโอ (มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม)
- แร่ธาตุและการสำรวจ – แผนที่ประเทศผู้ผลิตโมลิบเดนัมทั่วโลก ปี 2009
- "การขุดภูเขา" นิตยสาร Popular Mechanicsเดือนกรกฎาคม 1935 หน้า 63–64
- เว็บไซต์สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับโมลิบเดนัมทั่วโลก
- คู่มือพกพาเกี่ยวกับอันตรายจากสารเคมีของ CDC – NIOSH
- usgs.gov : โมลิบเดนัม (สรุปข้อมูลสินค้าโภคภัณฑ์แร่ ปี 2025)