Молибден - Molybdenum


Из Википедии, свободной энциклопедии
Молибден,   42 Мо
Фрагмент Молибден кристаллизованный и 1cm3 cube.jpg
Общие свойства
Произношение / М ə л ɪ б д ə п ə м / ( mə- LIB -dən-əm )
Внешность серый металлик
Стандартный атомный вес ( г, стандарт ) 95.95 (1)
Молибден в периодической таблице
водород гелий
литий бериллий бор углерод азот кислород Фтор неон
натрий магниевый алюминий кремний фосфор сера хлор аргон
калий кальций Скандий титан Ванадий хром марганца Железо кобальт никель медь цинк галлий германий мышьяк Селен Бром криптон
Рубидий стронций Иттрий Цирконий ниобий молибден технеций Рутений Родий палладий Серебряный Кадмий Индий Банка сурьма Теллур йод ксенон
цезий барий Лантан церий празеодимий неодим Прометий Самарий европий гадолиний тербий диспрозий Holmium эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний тантал вольфрам рений Осмий Иридий платиновый Золото Ртуть (элемент) таллий вести висмут Полоний Астат радон
Франций радий актиний торий протактиний Уран нептуний Плутоний Америций кюрий беркелий калифорний эйнштейний Fermium менделевий Нобелий Лоуренсий резерфордия Дубний сиборгия борий гания мейтнерий Darmstadtium рентгения Коперниций Nihonium Флеровий Moscovium Ливерморий Tennessine Oganesson
Cr

Мо

Вт
ниобиймолибдентехнеция
Атомный номер ( Z ) 42
группа группа 6
период период 5
блок d-блок
категория Элемент   переходный металл
Электронная конфигурация [ Kr ] 4d 5 5s 1
Электроны в оболочке
2, 8, 18, 13, 1
Физические свойства
Фаза на  STP твердый
Температура плавления 2896  К (2623 ° С, 4753 ° F)
Точка кипения 4912 К (4639 ° С, 8382 ° F)
Плотность (около  к.т. ) 10,28 г / см 3
когда жидкость (при  тре ) 9,33 г / см 3
Теплота плавления 37,48  кДж / моль
Теплота парообразования 598 кДж / моль
Молярная теплоемкость 24,06 Дж / (моль · К)
Давление газа
Р  (Па) 1 10 100 1 к 10 к 100 к
при  Т  (К) 2742 2994 3312 3707 4212 4879
Атомные свойства
Окислительные состояния -4, -2, -1, +1, +2, +3, +4 , В , +5, +6 (сильно кислый оксид)
Электроотрицательность Полинга шкала: 2.16
энергия ионизации
  • 1-й: 684,3 кДж / моль
  • 2-й: 1560 кДж / моль
  • Третий: 2618 кДж / моль
Радиус атома эмпирические: 139  часов
радиус Ковалентного 154 ± 5 ​​вечера
Цвет линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии молибдена
Другие свойства
Кристальная структура объемно-центрированной кубической (ОЦК)
Объемно-центрированной структура кубического кристалла молибдена
Скорость звука тонкого стержня 5400 м / с (при  комнатной температуре )
Тепловое расширение 4,8 мкм / (м · К) (при 25 ° C)
Теплопроводность 138 Вт / (м · К)
Температуропроводность 54,3 мм 2 / с (при 300 К)
Электрическое сопротивление 53.4 nΩ · м (при 20 ° C)
Магнитное упорядочение парамагнитный
магнитная восприимчивость + 89,0 · 10 -6  см 3 / моль (298 К)
Модуль для младших 329 ГПа
Модуль сдвига 126 ГПа
объемный модуль 230 ГПа
коэффициент Пуассона 0,31
твердость по Моосу 5,5
твердость по Виккерсу 1400-2740 МПа
твердость по Бринеллю 1370-2500 МПа
Количество CAS 7439-98-7
история
открытие Шееле (1778)
Первая изоляция Peter Jacob Hjelm (1781)
Основные изотопы молибдена
Изотоп изобилие Период полураспада ( т 1/2 ) режим Decay Товар
92 Мо 14,65% стабильный
93 Мо син 4 × 10 3  г ε 93 Nb
94 Mo 9,19% стабильный
95 Мо 15,87% стабильный
96 Мо 16,67% стабильный
97 Мо 9,58% стабильный
98 Мо 24,29% стабильный
99 Мо син 65.94 ч β - 99m Tc
γ -
100 Мо 9,74% 7,8 × 10 18  лет β - β - 100 Ru
| Рекомендации

Молибден является химическим элементом с символом Мо и атомным номером 42. Названия от нео-латинской molybdaenum от Древнегреческого Μόλυβδος молибдошеелита , что означает лидерство , так как его руды спутать с свинцовыми рудами. Молибден минералов известны на протяжении всей истории, но элемент был обнаружен (в смысле дифференциации его в качестве нового объекта из минеральных солей других металлов) в 1778 году Шееле . Металл был впервые выделен в 1781 году Peter Jacob Hjelm .

Молибден не происходит естественным образом в качестве свободного металла на Земле; он встречается только в различных состояниях окисления в минералах. Свободный элемент, серебристый металл с серым чугуном, имеет шестую по величине точки плавления любого элемента. Он легко образует твердые, стабильные карбиды в сплавах , и по этой причине большая часть мирового производства элемента (около 80%) используется в стальных сплавов, в том числе высокопрочных сплавов и жаропрочных сплавов .

Большинство соединения молибдена имеет низкую растворимость в воде, но когда молибденовые минералы нами кислород и воду, полученный молибдат ион Его 2-
-
вполне растворит. Промышленно молибден соединение (около 14% мирового производства элемента) используется в высоком давлении и высокотемпературных применениях в качестве пигментов и катализаторов .

Молибден несущих ферментов являются на сегодняшний день наиболее распространенными бактериальными катализаторами для разрыва химической связи в атмосферном молекулярном азоте в процессе биологической фиксации азота . По меньшей мере 50 молибден ферментов в настоящее время известны у бактерий, растений и животных, хотя только бактериальные и цианобактерий ферменты участвуют в фиксации азота. Эта нитрогеназа содержит молибден в форме , отличной от других молибденовых ферментов, которые все содержат полностью окисленные молибден в молибдене кофакторе . Эти различные ферменты молибдена кофакторов являются жизненно важными для организмов, и молибдена является существенным элементом для жизни во всех высших эукариот организмов, хотя и не во всех бактерий.

Характеристики

Физические свойства

В своем чистом виде, молибден представляет собой серебристо-серый металл с твердостью по Моосу 5,5, и стандартный атомный вес 95,95 г / моль. Она имеет температуру плавления от 2,623 ° C (4753 ° F); из встречающихся в природе элементов, только тантал , осмий , рений , вольфрам и углерод имеют более высокие точки плавления. Он имеет один из самых низких коэффициентов теплового расширения между коммерчески используемыми металлами. Предел прочности при растяжении молибдена проволок возрастает примерно в 3 раза, от 10 до 30  ГПа , когда их диаметр уменьшается от ~ 50-100  нм до 10 нм.

Химические свойства

Молибден является переходным металлом с электроотрицательности 2,16 по шкале Полинга. Это не заметно реагировать с кислородом или водой при комнатной температуре. Слабое окисление молибдена начинается при 300 ° C (572 ° F); Основная часть окисление происходит при температурах выше 600 ° С, что приводит к триоксида молибдена . Как и во многих тяжелых переходных металлах, молибден показывает небольшую склонность к образованию катиона в водном растворе, хотя Мо 3+ катион , как известен в тщательно контролируемых условиях.

Изотопы

Есть 35 известных изотопов молибдена, в диапазоне атомной массы от 83 до 117, а также четыре метастабильных ядерных изомеров . Семь изотопов происходят естественно, с атомными массами 92, 94, 95, 96, 97, 98 и 100. Из этих естественных изотопов, только молибден-100 является неустойчивым.

Молибден-98 является наиболее распространенным изотопом, содержащая 24,14% всего молибдена. Молибден-100 имеет период полураспада около 10 19  г и подвергается двойной бета - распад в рутении -100. Изотопы молибдена с массовыми числами от 111 до 117 все имеют периоды полураспада около 150 нс. Все неустойчивые изотопы распада молибдена в изотопы ниобия , технеций и рутений .

Кроме того, как отмечено ниже, наиболее распространенный изотопное применение молибдена включает молибден-99 , который представляет собой продукт деления. Это один из родителей радиоизотопный к короткоживущим гамма-излучающих радиоизотопы дочери технеций-99m , в ядерный изомере , используемом в различных приложениях обработки изображений в медицине. В 2008 году Делфт технологический университет подал заявку на патент на молибден-98 на основе производства молибдена-99.

соединений

Молибден образует химические соединения в состояниях окисления от -II до + VI. Более высокие степени окисления имеют большее отношение к его земному возникновению и его биологической роли, состояние окисления среднего звена часто связаны с металлическими кластерами , и очень низкие степени окисления , как правило , связаны с organomolybdenum соединений . Мо и W химии показывает большое сходство. Относительная редкость молибдена (III), например, контрастирует с распространенностью хрома (III) соединений. Высокая степень окисления наблюдается в молибденового оксида (VI) (МоО 3 ), в то время как нормальное соединение серы является дисульфид молибдена MoS 2 .

Окисление
состояние
пример
-2 не доступно
2
[Мо
2
(СО)
10
]
0 Мо (СО)
6
+1 На [С
6
Н
6
Мо]
+2 MoCl
2
+3 не доступно
3
[Мо (CN)]
6
+4 MoS
2
+5 MoCl
5
+6 Министерство финансов
6
Кеггина структура из фосфоромолибдата аниона (Р [Мо 12 O 40 ] 3- ), пример полиоксометаллата

С точки зрения коммерции, наиболее важными соединениями являются дисульфид молибдена ( MoS
2
) и триоксид молибдена (Ий
3
). Черный дисульфид является основным минералом. Это прокаливают на воздухе с получением указанного в триоксид:

2 MoS
2
+ 7вывода
2
→ 2Их
3
+ 4SO
2

Триоксид, который является летучим при высоких температурах, является предшественником практически всех других соединений молибдена, а также сплавов. Молибден имеет несколько степеней окисления , наиболее стабильные быть +4 и +6 (жирный шрифт в таблице слева).

Оксид молибдена (VI) , растворим в сильной щелочной воде, образуя молибдаты (MoO 4 2- ). Молибдатов более слабые окислители , чем хроматы . Они имеют тенденцию к образованию структурно сложных оксианионы путем конденсации при более низких рН значений, таких как [Mo 7 O 24 ] 6- и [Mo 8 O 26 ] 4- . Полимолибдаты могут включать другие ионы, образуя полиоксометаллат . Темно-синее фосфор -содержащий гетерополимолибдат P [Mo 12 O 40 ] 3- используются для спектроскопического обнаружения фосфора. Широкий диапазон степеней окисления молибдена находит свое отражение в различных хлоридов молибдена:

  • Молибден (II) , хлорид MoCl 2 , который существует в виде гексамеры Мо 6 Cl 12 и связанный с ним дианионом [Mo 6 Cl 14 ] 2- .
  • Молибден (III) , хлорид MoCl 3 , темно - красного твердого вещества, которое превращается в анион trianionic комплекса [MoCl 6 ] 3- .
  • Молибден (IV) , хлорид MoCl 4 , черный твердое вещество, который принимает полимерную структуру.
  • Молибден (V) , хлорид MoCl 5 темно - зеленый твердого продукта, который принимает димерную структуру.

Молибден (VI) , MoCl хлорида - не известен, хотя гексафторид молибдена хорошо охарактеризован.

Как хром и некоторые другие переходных металлы, молибден формы четверных связи , например, в Мо 2 (CH 3 COO) 4 и [Mo 2 Cl 8 ] 4- , который также имеет четырехкратный связь.

Состояние окисления 0 возможно с окисью углерода в качестве лиганда, например, в гексакарбониле молибдена , Mo (CO) 6 .

история

Молибденита -The основную руда , из которой молибден теперь извлеченная-ранее известная как molybdena. Molybdena смутил и часто используется , как если бы это был графит . Как графит, молибденит можно использовать чернеть поверхность или в качестве твердой смазки. Даже когда molybdena было отличить от графита, это было до сих пор путают с общей свинцовой руды PbS (теперь называется галенита ); название происходит от древнего греческого Μόλυβδος молибдошеелита , что означает лидерство . (Само греческое слово было предложено как заимствование из анатолийских Luvian и лидийских языков).

Хотя ( по сообщениям) молибдена намеренно легированной сталью в одном японского меча 14-го века (изг. Ca. 1330), что искусство никогда не использовали широко и позже была утрачена. На Западе в 1754 году, Бенгт Андерссон Qvist исследовали образец молибденита и определили , что она не содержит свинца и , таким образом , не был галенит.

К 1778 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле твердо заявил , что molybdena был ( на самом деле) ни галенит , ни графита. Вместо этого, Шеель правильно предположил , что molybdena была руда отчетливого нового элемента, названный молибден для минерала , в котором она проживала, и из которого он может быть выделен. Peter Jacob Hjelm успешно выделяли молибден с использованием углерода и льняного масла в 1781 году.

В течение следующего столетия, молибдена не было промышленного использования. Это было относительно мало, чистый металл было трудно извлечь, и необходимые методы металлургии были незрелыми. Ранние молибденовые стальные сплавы показали большие перспективы повышенной твердости, но усилия для производства сплавов в крупном масштабе были затруднены с противоречивыми результатами, склонностью к хрупкости и рекристаллизации. В 1906 году Уильям Д. Кулидж подал патент на оказание молибдена ковкого , что приводит к применения в качестве нагревательного элемента для высокотемпературных печей и в качестве опоры для вольфрама нити накала ламп; образование оксида и деградации требуют , чтобы молибден быть физически уплотненным или проведен в атмосфере инертного газа. В 1913 году Франк Е. Элмор разработал процесс пенной флотации для восстановления молибденит из руд; флотации остается процесс первичной изоляции.

Во время Первой мировой войны , спрос на молибден с шипами; он был использован как в броне и в качестве замены для вольфрама в быстрорежущих сталях . Некоторые британские танки были защищены 75 мм (3 дюйма) стали марганцем обшивке, но это оказалось неэффективным. В марганцевых стальные пластины были заменены намного легче 25 мм (1,0 дюйма) молибдена стальные пластины , допускающие более высокой скорости, большей маневренности и лучшей защиты. Немцы также использовали молибден легированный сталь для тяжелой артиллерии, как и в супер-тяжелой гаубицы Большой Берты , потому что традиционная сталь плавится при температурах , производимых пропеллента на одну тонну оболочки. После войны, спрос упал до металлургические авансы позволили широкое развитие мирного применения. В Второй мировой войны , молибден вновь увидел стратегическое значение в качестве замены для вольфрама в легированной стали.

Возникновение и производство

Блестящие, серебристые, плоские, шестиугольные кристаллы в примерно параллельных слоях сидят flowerlike на шероховатом, полупрозрачный кристаллический куске кварца.
Молибденит на кварце

Молибден является пятьдесят четвёртой наиболее распространенный элемент в земной коре и 25 - й самый распространенный элемент в его океанах, в среднем на 10 частей на миллиард; это 42 - й самый распространенный элемент во Вселенной. России Luna 24 миссии обнаружили молибден-подшипника зерна (1 × 0,6 мкм) в пироксен фрагмента , взятого из Моря Кризисов на Луны . Сравнительная редкость молибдена в земной коре компенсируется его концентрации в ряде водонерастворимых руд, часто в сочетании с серой таким же образом , как медь, с которой она часто встречается. Хотя молибден содержится в таких минералов , как вульфенита (PbMoO 4 ) и повеллит (CaMoO 4 ), главным коммерческим источником является молибденит (Мо S 2 ). Молибден добывается в качестве основного руды и также извлекают в виде побочного продукта из меди и вольфрама добычи.

Производство в мире молибдена было 250000 тонн в 2011 году крупнейшие производители являются Китай (94000 т), Соединенные Штаты (64000 т), Чили (38 000 т), Перу (18 000 т) и Мексика (12 000 т). Общие запасы оцениваются в 10 млн тонн, и в основном сосредоточены в Китае (4,3 млн т), США (2,7 млн ​​т) и Чили (1,2 млн т). По континенту, 93% от мирового производства молибдена примерно поровну распределяются между Северной и Южной Америкой (главным образом в Чили) и Китаем. Европа и остальной Азии (в основном Армения, Россия, Иран и Монголия) производят остаток.

тенденция Мировое производство

В молибденита обработки, руда сначала прокаливают на воздухе при температуре 700 ° C (1 292 ° F). Процесс дает газообразный диоксид серы и оксид молибдена (VI) :

2 MoS 2 + 7 O 2 → 2 МоО 3 + 4 SO 2

Окисленные руды затем, как правило, экстрагируют водный аммиак с получением молибдата аммония:

МоО 3 + 2 NH 3 + H 2 O → (NH 4 ) 2 (МоО 4 )

Медь, примесь в молибденита, менее растворим в аммиаке. Для того, чтобы полностью удалить его из раствора, его осаждают сероводородом . Аммоний молибдат превращается в димолибдат аммония , который изолирован в виде твердого вещества. Нагревание этот твердый дает триоксида молибдена:

(NH 4 ) 2 Mo 2 O 7 → 2 МоО 3 + 2 NH 3 + Н 2 О

Сырой триоксид может быть дополнительно очищен путем сублимации при 1100 ° С (2010 ° F).

Металлический молибден получают восстановлением оксида водородом:

МоО 3 + 3 Н 2 → Mo + 3 H 2 O

Молибдена для производства стали уменьшается на алюминотермия с добавлением железа с получением ферромолибдена . Общая форма ферромолибдена содержит 60% молибден.

Молибден имела значение приблизительно 30 000 $ за тонну по состоянию на август 2009 г. Она сохранила цену на уровне или около 10 000 $ за тонну с 1997 по 2003 год, и достигли пика в $ 103000 за тонну в июне 2005 г. В 2008 году Лондонская биржа металлов объявил , что молибден будет продаваться как товар.

История добычи молибдена

Исторически сложилось так , Knaben шахты на юге Норвегии, был открыт в 1885 году, был первым посвященный молибденового месторождения. Он был закрыт в 1973 году , но был открыт в 2007 году и в настоящее время производит 100000 кг (98 длинных тонн, 110 коротких тонн) дисульфида молибдена в год. Большие шахты в Колорадо (таких как шахты Хендерсон и шахты Climax ) и в Британской Колумбии выход молибденита в качестве своего основного продукта, в то время как многие медно - порфировых месторождений , таких как Mine Bingham Canyon в Юте и Chuquicamata шахте на севере Чили производят молибден как побочный продукт добычи меди.

Приложения

сплавы

Плита молибдена сплава меди

Около 86% молибдена , полученного используется в металлургии , с остальными , используемых в химической промышленности. Оценивается глобальное использование конструкционной стали на 35%, из нержавеющей стали , 25%, 14% химических веществ, инструмента и быстрорежущих сталей 9%, чугуна 6%, молибден элементарного металла 6%, и суперсплавов 5%.

Молибден может выдерживать экстремальные температуры без значительного расширения или размягчения, что делает его полезным в условиях интенсивного тепла, в том числе военной брони, авиационных частей, электрических контактов, промышленных двигателей и нитей.

Большинство высокопрочных стальных сплавов (например, 41xx стали ) содержат 0,25% до 8% молибдена. Даже в этих небольших порций, более чем 43000 тонн молибдена используются каждый год в нержавеющих сталей , инструментальных сталей , чугунов и высокотемпературных жаропрочных сплавов .

Молибден также ценятся в стальных сплавах своей высокой коррозионной стойкости и свариваемость . Молибден способствует коррозионной стойкости к типу-300 из нержавеющей стали ( в частности типа-316) и особенно в так называемых супер аустенитных нержавеющих сталей (например, из сплава марки AL-6XN , 254SMO и 1925hMo). Молибден увеличивает нагрузку решетки, тем самым увеличивая энергию , необходимую для растворения атомов железа с поверхности. Молибден также используется для повышения коррозионной стойкости ферритных (например класса 444) и мартенситной (например , 1.4122 и 1.4418) нержавеющих сталей.

Из-за его более низкой плотностью и более стабильной цене, молибден иногда используется вместо вольфрама. Примером может служить «М» серии быстрорежущих сталей, таких как M2, M4 и M42 в качестве замещения для серии стали «Т», которые содержат вольфрам. Молибден также может быть использован в качестве огнестойкого покрытия для других металлов. Несмотря на то, его температура плавления 2623 ° С (4753 ° F), молибден быстро окисляется при температурах выше 760 ° C (1400 ° F), что делает его более подходящим для использования в вакуумной среде.

ПЗМ (Мо (~ 99%), Ti (~ 0,5%), Zr (~ 0,08%) , а некоторые С) является коррозионно-стойкой молибдена суперсплавом , который сопротивляется расплавленными солями фтора при температуре выше 1300 ° C (2370 ° F). Он имеет почти в два раза прочность чистого Мо, и является более пластичным и более сваривается, но в тестах это сопротивление коррозии стандартной эвтектической соли ( FLiBe ) и паров соли , используемой в расплавленных реакторах соли на 1100 часов с таким небольшим количеством коррозии , что это было трудно измерить.

Другие сплавы на основе молибдена , которые не содержат железа имеют только ограниченное применение. Так , например, из - за его стойкость к расплавленному цинку, как чистый , молибден и молибден- вольфрамовые сплавы (70% / 30%) используются для трубопроводов, мешалок и рабочих колес насосов , которые вступают в контакт с расплавленным цинком.

Другие применения в качестве чистого элемента

  • Молибден порошок используется в качестве удобрения для некоторых растений, такие как цветная капуста
  • Элементный молибдена используется в NO, NO 2 , NO х анализаторов на электростанциях для контроля загрязнения. При 350 ° С (662 ° F), элемент действует как катализатор для NO 2 / NO х не с образованием NO молекулы для обнаружения с помощью инфракрасного света.
  • Молибден аноды заменить вольфрам в некоторых низковольтных источниках рентгеновского излучения для специализированных применений , таких как маммографии
  • Радиоактивный изотоп молибден-99 используется для генерации технеция-99m , используемый для медицинской визуализации изотопа обрабатывается и хранится в качестве молибдата.

Соединения (14% мирового потребления)

  • Дисульфида молибдена (MoS 2 ) используется в качестве твердой смазки , и при высокой температуре под высоким давлением (HPHT) противоизносные агента. Он образует прочные пленки на металлических поверхностях и является общей добавкой к HPHT смазки - в случае катастрофического отказа смазки, тонкий слой молибдена предотвращает контакт смазываемых частей. Он также обладает полупроводниковыми свойствами с различными преимуществами по сравнению с традиционными кремния или графена в электронике. MoS 2 также используется в качестве катализатора в гидрокрекинга нефтяных фракций , содержащих азот, серу и кислород.
  • Дисилицида молибдена (MoSi 2 ) представляет собой электропроводящий керамический с первичным использование в нагревательных элементах работают при температурах выше 1500 ° С на воздухе.
  • Триоксид молибдена (Ие 3 ) используются в качестве клея между эмалями и металлами. Молибдата свинца (вульфенит) совместно осаждают хромат свинца и сульфата свинца является ярко-оранжевый пигмент , используемый с керамики и пластмасс.
  • В основе молибдена смешанные оксиды представляют собой универсальные катализаторы в химической промышленности. Некоторые примеры являются катализаторами для селективного окисления пропилена до акролеина и акриловой кислоты, окислительного аммонолиза пропилена в акрилонитрил. Подходящие катализаторы и процесс прямого селективного окисления пропана до акриловой кислоты исследуются.
  • Аммоний гептамолибдат используется в биологическом окрашивании.
  • Молибден покрытием известково - натриевого стекла используется в CIGS ( меди индия галлия селенида ) солнечных элементов , называемых CIGS солнечных батарей .
  • Фосфорно - молибденовая кислота является краситель используется в тонкослойной хроматографии .

Биологическая роль

Мо-содержащие ферменты

Молибден является важным элементом в большинстве организмов. На самом деле дефицит молибдена в ранних океанах Земли может оказывать сильное влияние эволюции эукариот жизни (которая включает в себя все растения и животные).

По меньшей мере 50 молибден-содержащие ферменты были идентифицированы, в основном у бактерий. эти ферменты включают альдегидоксидазу , сульфит оксидазу и ксантиноксидазу . За одним исключением, Мо белками связан molybdopterin с получением молибдена кофактора .

С точки зрения функции, molybdoenzymes катализировать восстановление окисления , а иногда и некоторых малых молекул в процессе регулирования азота , серы и углерода . У некоторых животных, и у человека, окисление ксантина в мочевую кислоту , процесс пуринового катаболизма , катализируются ксантиноксидазами , молибден , содержащего фермент. Активность ксантиноксидазы прямо пропорциональна количеству молибдена в организме. Однако чрезвычайно высокая концентрация молибдена меняет направление и может действовать в качестве ингибитора в обоих пуринового катаболизма и других процессов. Концентрация молибдена также влияет на синтез белка , метаболизм и рост.

Мо в качестве компонента в большинстве нитрогеназы . Среди molybdoenzymes, нитрогеназа являются уникальными не имея molybdopterin. Нитрогеназа катализировать производство аммиака из атмосферного азота:

Биосинтез в FeMoco активного сайта является очень сложным.

Структура FeMoco активного сайта нитрогеназа .
Скелетная структура molybdopterin с одним атомом молибдена, связанным с обеими тиолатных групп
Молибдена кофактора ( на снимке) состоит из молибдена , свободный от органического комплекса под названием molybdopterin , который связан атом окисляется молибден (VI) через смежную серу (или иногда селен) атомы. Для древних нитрогеназы Кроме этого , все известные Mo-используя ферменты используют этот кофактор.

Молибдата транспортируется в организме в виде MoO 4 2- .

Человеческий метаболизм и дефицит

Молибден является одним из важнейших следов диетического элемента . Четыре млекопитающих Мо-зависимые ферменты , как известны, все они укрывают птериновый основанный молибден кофактор (MOCO) в их активном сайте: сульфит оксидазу , ксантин оксидоредуктазу , альдегидоксидазу и митохондриальной амидоксима редуктазу. Люди сильно дефицитные в молибдене плохо функционирующий сульфит оксидазу и склонны к токсическим реакциям на сульфиты в продуктах питания. Человеческое тело содержит около 0,07 мг молибдена на килограмм веса тела, при более высоких концентрациях в печени и почках и ниже , в позвонках. Молибден также присутствует в человеческой эмали зуба и может помочь предотвратить ее распад.

Острая токсичность не была замечена в организме человека, а также токсичность сильно зависит от химического состояния. Исследования на крысах показывают медианный летальную дозу (LD 50 ) , как низко как 180  мг / кг для некоторых соединений Мо. Хотя данные о токсичности человек недоступен, исследования на животных показали , что хронический прием внутрь более 10 мг / день молибдена может вызвать понос, задержку роста, бесплодие , низкий вес при рождении, и подагру ; он также может повлиять на легкие, почки и печень. Вольфрамата натрия является конкурентным ингибитором молибдена. Диетический вольфрам снижает концентрацию молибдена в тканях.

Низкая концентрация почвы молибдена в географической полосе от Северного Китая до Ирана приводит к общему диетическому дефициту молибдена , и связана с повышенной частотой рака пищевода . По сравнению с Соединенными Штатами, который имеет больший запас молибдена в почве, люди , живущие в этих районах имеют примерно в 16 раз большего риска для пищевода плоскоклеточного рака .

Дефицит Молибден также сообщалось , как следствие , не молибдена , дополненной общего парентерального питания (полное внутривенного питания) в течение длительных периодов времени. Это приводит к высокому уровню в крови сульфита и урата , во многом таким же образом , как дефицит молибдена кофактора . Однако ( по- видимому , так как чистый молибден дефицит по этой причине происходит в основном у взрослых), неврологические последствия не столь помечены как в случаях врожденного дефицита кофактора.

Сопутствующие заболевания

Врожденный дефицит молибдена кофактора заболевание, видно у детей раннего возраста, является неспособностью синтезировать молибден кофактор , гетероциклическую молекулу описанной выше , который связывает молибден на активном участке во всех известных человеческих ферментах , которые используют молибден. Полученный в результате дефицит приводит к высоким уровням сульфита и урата , а также неврологических повреждений.

Медь-молибден антагонизм

Высокие уровни молибдена может препятствовать поглощению организмом меди , производя дефицит меди . Молибден предотвращает белки плазмы от связывания с медью, и это также увеличивает количество меди , который выводится из организма в моче . Жвачные , которые потребляют высокие уровни молибдена страдают от диареи , задержки роста, анемии и achromotrichia (потеря пигмента меха). Эти симптомы могут быть облегчены с помощью медных добавок, либо с пищей , и инъекции. Эффективный дефицит меди может быть усугубляется избытком серы .

Снижение Меди или дефицит также может быть намеренно индуцированным для терапевтических целей соединения тетратиомолибдата аммония , в котором ярко - красном анионе тетратиомолибдат является медно-хелатирующим агентом. Тетратиомолибдата впервые был использован терапевтически при лечении меди токсикоза у животных. Затем он был введен в качестве лечения болезни Вильсона , наследственной медь расстройства обмена веществ в организме человека; он действует как за счет конкуренции с поглощением меди в кишечнике и за счет увеличения экскреции. Кроме того , было установлено, что ингибирующее действие на ангиогенез , потенциально путем ингибирования процесса транслокации мембраны, которое зависит от ионов меди. Это перспективное направление для исследования методов лечения рака , возрастной макулярной дегенерации и других заболеваний , которые связаны с патологической пролиферации кровеносных сосудов.

Диетические рекомендации

В 2000 году тогдашний Институт медицины США (ныне Национальная академия медицины , NAM) обновил ее приблизительная Средние требования (колоса) и Рекомендуемой Диетические пособиях (РАР) для молибдена. Если нет достаточной информации для установления Ушей и АРР, оценка обозначается Адекватное Потребление (AI) используются вместо этого.

А.И. 2  микрограмм (мкг) молибдена в день был создан для младенцев до 6 месяцев, и 3 мкг / сутки от 7 до 12 - месячного возраста, как для мужчин и женщин. Для старших детей и взрослых, следующие ежедневные АРРЫ были установлены для молибдена: 17 мкг от 1 до 3 лет, 22 мкг от 4 до 8 лет, 34 мкг от 9 до 13 лет, 43 мкг от 14 до 18 лет, и 45 мкг для лиц 19 лет и старше. Все эти АРР справедливы для обоих полов. Беременные или кормящие женщины в возрасте от 14 до 50 лет , имеют более высокий ежедневный RDA 50 мкг молибдена.

Что касается безопасности, то NAM устанавливает верхний допустимый уровень потребления (ULS) для витаминов и минералов , когда доказательства достаточно. В случае молибдена, то UL составляет 2000 мкг / день. Собирательно уши, АРРЫ, ИскИны и ULS упоминаются как Диетический номер Потребление (DRIs).

Европейский орган по безопасности пищевых продуктов (EFSA) относится к коллективному набору информации как Диетические эталонных значений, с справочном населения Intake (PRI) вместо АРР, и средняя потребность вместо EAR. AI и UL определяется так же , как и в Соединенных Штатах. Для женщин и мужчин в возрасте от 15 лет и старше ИИ устанавливается на уровне 65 мкг / сут. Беременные и кормящие женщины имеют один и тот же ИИ. Для детей в возрасте 1-14 лет, то AIs увеличивается с возрастом от 15 до 45 мкг / сут. Взрослые AIs выше , чем в США АРР, но с другой стороны, Европейский орган по безопасности пищевых продуктов рассмотрел тот же вопрос безопасности и установить его UL 600 мкг / сутки, что значительно ниже , чем стоимость США.

Для продуктов питания США и диетических целей дополнения маркировки, количество в порции выражаются в процентах от суточной нормы (% DV). Для целей маркировки молибдена 100% от суточной нормы составляла 75 мкг, но по состоянию на 27 мая 2016 года он был пересмотрен до 45 мкг. Таблица старых и новых взрослых суточных значений обеспечиваются при Ссылка суточного потребления . Оригинальный срок быть в соответствии был 28 июля 2018, но 29 сентября 2017 г. Администрация пищевых продуктов и медикаментов (FDA) выпустила предлагаемое правило, продлен срок до 1 января 2020 года для крупных компаний и 1 января 2021 для малых компании.

Источники питания

Средняя суточная доза варьирует от 120 до 240 мкг / день, что выше , чем диетических рекомендаций. Свинина, баранина, и говядина печень имеют приблизительно 1,5 частей на миллион молибдена. Другие важные пищевые источники включают зеленые бобы, яйца, семена подсолнечника, мука пшеничная, чечевица, огурцы, и дробленого зерна.

Меры предосторожности

Молибден пыль и газы, генерируемые добычи или обработки металлов, могут быть токсичными, особенно при попадании в организм ( в том числе пыль захваченный в пазухах , а затем проглотил). Низкий уровень продолжительного воздействия может вызвать раздражение глаз и кожи. Прямая вдыхания или проглатывания молибдена и его окислов следует избегать. OSHA правила , указать максимально допустимый уровень риска молибдена в 8-часовой день, 5 мг / м 3 . Хроническое воздействие от 60 до 600 мг / м 3 может вызвать симптомы , включая усталость, головные боли и боли в суставах. При уровнях 5000 мг / м 3 , молибден немедленно опасно для жизни и здоровья .

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка