Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa
Kierunek: Ochrona środowiska
Specjalność: Rekultywacja i zagospodarowanie gruntów
Autorzy: Paweł Kęsy, Łukasz Piętka
Temat pracy: Występowanie molibdenu w przyrodzie i jego znaczenie
Przedmiot: Metale ciężkie w środowisku
Prowadzący: prof. dr hab. Mikołaj Protsowicki
Szczecin 2009
Molibden
Pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa znaczy "podobny do ołowiu" i pochodzi od greckiego określenia ołowiu
Czysty molibden jest srebrzystobiały, bardzo twardy i ma jedną z najwyższych temperatur topnienia spośród wszystkich pierwiastków. W małych ilościach nadaje twardość stali. Molibden jest mikroelementem, gra ważną rolę w metabolizmie roślin; znajduje się również w enzymach.
Ponad 2/3 produkcji molibdenu jest używane w stopach (w połączeniu z chromem stanowi materiał lekki i bardzo mocny). Zużycie molibdenu wzrosło w czasie II wojny światowej, gdy zapotrzebowanie na wolfram spowodowało wyczerpanie jego zasobów. Do dzisiaj molibdenu używa się w stalach wysokoodpornych i wysokotemperaturowych. Niektóre stopy (np. stopy marki Hastelloy) są szczególnie odporne na wysoką temperaturę i korozję.
Molibden jest też używany w przemyśle lotniczym, zbrojeniowym, a także do produkcji elementów lamp żarowych, gdzie bywa stosowany jako wspornik wolframowego żarnika. Kompleksy molibdenu są stosowane jako katalizator w przemyśle naftowym, szczególnie przy usuwaniu siarki z produktów naftowych.
Izotop molibdenu 99 znajduje zastosowanie w przemyśle nuklearnym.
Wiele kompleksów molidbenu jest stosowane jako barwniki o różnych odcieniach koloru pomarańczowego, używane do produkcji farb, tuszów, tworzyw sztucznych i produktów gumowych. Disiarczek molibdenu jest odpornym na działanie wysokich temperatur dodatkiem do smarów. Molibdenu używa się również w przemyśle elektronicznym.
W skorupie ziemskiej molibden występuje w ilości 1,5 ppm. Podstawowym źródłem tego pierwiastka jest minerał molibdenit (MoS2). Pozostałe minerały o mniejszym znaczeniu to wulfenit (PbMoO4) i powellit (CaMoO4).
Molibden występuje w przyrodzie jako dwusiarczek MoS2 w minerale zwanym molibdenem. Minerał ten tworzy ciemne, błyszczące blaszki, bardzo podobne do grafitu. Ma on zastosowanie w przemyśle elektrycznym i elektronowym. Molibden o czystości wyższej niż 99,9% używany jest do wyrobu siatek i anod w lampach elektronowych oraz włókien w lampach żarowych. Stale szybkotnące zawierają ponad 8% Mo.
Molibdenit (błyszcz molibdenu) – minerał z gromady siarczków. Należy do grupy minerałów rzadkich.
Nazwa pochodzi od greckiego słowa "molybdos" = grafit, z którym był często mylony, obecnie nawiązuje do składu chemicznego tego minerału.
Zazwyczaj tworzy kryształy o pokroju tabliczkowym o sześciobocznych zarysach, częściej jednak kryształy mają pokrój płytkowy lub blaszkowy. Występuje w skupieniach zbitych, łuskowych, blaszkowych, sferolitycznych. Tworzy wpryśnięcia i impregnacje. Jest miękki, giętki, niesprężysty. Wykazuje duże podobieństwo do grafitu. Jest tłusty w dotyku i pozostawia ślad na papierze.
Jest minerałem powiązanym z procesami magmowymi, powstaje podczas procesów pneumatolicznych i hydrotermalnych wysokich temperatur. Spotykany w pegmatytach, skarnach, grejzenach, granitach, aplitach, żyłach kruszcowych i kwarcowych. Współwystępuje z wolframitem, topazem, fluorytem, kasyterytem.
Miejsca występowania: Molibdenit występuje w:
· Australii,
· Argentynie, Brazylii, Boliwii, Kanadzie, Chile, Meksyku, Peru,
· Demokratycznej Republice Konga, Ghanie, Maroku, Namibii, Nigerii, Papua-Nowej Gwinei, RPA, Sudanie, Ugandzie,
· Chinach, Indiach, Indonezji, Japonii, Kazachstanie, Mongolii, Korei Północnej, Korei Południowej,
· Belgii, Bułgarii, Grecji (Tracja), Irlandii, na Ukrainie, Słowacji, Filipinach, Nowej Zelandii, Madagaskarze, Węgrzech, Grenlandii, we Włoszech i we Francji, Czechach, Finlandii, Norwegii, Portugalii, Rumunii, Rosji, Serbii i Czarnogórze, Hiszpanii, Szwajcarii, Turcji,
· Austrii (Karyntia, Dolna Austria, Salzburg, Styria, Tyrol, Górna Austria),
· Niemczech (Badenia-Wirtembergia, Bawaria, Hesja, Dolna Saksonia, Nadrenia Północna-Westfalia, Nadrenia-Palatynat, Saksonia-Anhalt, Saksonia, Turyngia),
· Wielkiej Brytanii (Anglia, Walia, Szkocja),
· Szwecji (Dalarna, Småland, Värmland, Västmanland),
· Stanach Zjednoczonych
· W Polsce – występuje w dolnośląskich masywach granitoidowych w okolicach Strzegomia, Strzelina, Kowar, Cieplic, Jeleniej Góry, Szklarskiej Poręby. Spotykany jest w Tatrach (na zboczach Ornaku) oraz na Wyżynie Krakowsko-Wieluńskiej (w okolicach Zawiercia).
Molibden w roślinach
Zapotrzebowanie większości roślin na ten mikroelement jest niewielkie. Wyjątek stanowią warzywa kapustne i strączkowe, których wymagania są większe. Dostępność molibdenu w porównaniu z innymi mikroelementami wzrasta w miarę wzrostu odczynu środowiska glebowego, stąd też jego niedobór ujawnia się u roślin uprawianych na glebach zakwaszonych.
Molibden, podobnie jak bor, występuje w glebie w formie utlenionej, jako anion MoO42-, i w tej postaci jest pobierany przez rośliny. Fasola wykazuje dużą wytrzymałość na nadmiar molibdenu, ponieważ gromadzi go przede wszystkim w łodygach, w przeciwieństwie do roślin wrażliwych na nadmiar tego mikroelementu, u których większe jego ilości odkładane są w liściach [Szukalski 1979].
Molibden odpowiada w roślinie głównie za przemiany azotu i pobierany jest w bardzo małych ilościach. Najwięcej pobierają go rośliny motylkowate (bób, fasola, groch), krzyżowe, czyli kapustne i sałata. Ważny jest dla mikroorganizmów, które wiążą azot atmosferyczny, dlatego na jego niedobór wrażliwe są rośliny motylkowe. Niedobór molibdenu występuje najczęściej w glebach lekkich i kwaśnych. Wapnowanie zwiększa jego przyswajalność. Źródłem molibdenu są nawozy organiczne i fosforowe. Wysoka temperatura i wilgotność może utrudniać pobieranie tego mikroelementu.
Niedobór molibdenu objawia się w bardzo charakterystyczny sposób. Roślina wolno rośnie, a liście przybierają lancetowaty, wydłużony kształt. Liść ulega zwężeniu, długość natomiast jest podobna jak u zdrowych roślin. Brzegi liścia zamierają, a środkowa część rośnie, dlatego liść przybiera kształt łódeczki lub łyżeczki. Objawy te pojawiają się na roślinach jednorocznych najczęściej dopiero w fazie kształtowania kwiatostanu; u roślin dwu- i wieloletnich w drugim roku, na początku wegetacji.
Objawy niedoboru molibdenu u poszczególnych warzyw objawiają się następująco:
· u brukselki na młodszych i starszych liściach pojawiają się pomiędzy żyłkami szare cętki, a następnie wzdęcie tkanki; brzegi liści więdną i zwijają się;
· u fasoli liście pokrywają się jasnymi cętkami i w środkowej części marszczą się; miejsce to wygląda jak spęczniałe i nasiąknięte wodą;
· u grochu objawy pojawiają się nagle; liście zasychają od wierzchołków i bieleją wąsy czepne; w ciągu tygodnia od początku objawów opadają prawie wszystkie liście, z wyjątkiem trzeciego - czwartego na szczycie;
· liście kalafiora są lancetowate i szare; młode liście ulegają redukcji do tzw. biczysk; obumiera stożek wzrostu i następuje ślepnięcie lub guzikowatość;
· u pomidora na górnych, najmłodszych liściach pojawiają się jasne cętki; starsze liście stają się lekko beżowe, zasychają na brzegach i tworzą łódeczkowaty kształt; później stają się zwiędnięte, zwieszają się ku dołowi i opadają.
Molibden w organizmach zwierzęcych i człowieka
Molibden wchodzi w skład niektórych enzymów (oksydaz). Molibden uczestniczy w procesach odtruwania organizmu, hamuje rozwój nowotworów, wywiera wpływ przeciwtrądzikowy, przeciwwirusowy, przeciwbakteryjny. W lecznictwie wykorzystuje się molibdenian amonowy i molibdenian sodowy.
Roztwory obu molibdenianów cofają skórne objawy trądziku, działają też przeciw łuszczycowo, hamują rozwój ropni. Molibdeniany podaje się doustnie w dawce 200-250 µg (mikrogramów).
Nadmiar molibdenu powoduje spadek poziomu miedzi w ustroju.
Dzienne zapotrzebowanie na molibden wynosi 75 µg. Nie należy przekraczać dawki
250 µg/24 h.
Niedobór molibdenu powoduje tachykardię, zaburzenia widzenia, ospałość, śpiączkę, zwiększoną częstość wdechu, wypadanie włosów, wypryski, szybkie męczenie się. Przewlekłe niedobory molibdenu wzbudzają rozwój raka przełyku i próchnicę zębów. Siarczyny, w tym konserwanty żywności i leków obniżają stężenie molibdenu w ustroju.
Narażenie na działanie molibdenu występuje w górnictwie rud molibdenowych (przede wszystkim molibdenit MoS...
ChomiczekRekultywant