Molibdeno
Descubrimiento del molibdeno
En la antigüedad, antes del siglo XVIII, los compuestos que contenían molibdeno eran confundidos con otros que contenían carbono y plomo. El molibdeno no se encuentra libre en la naturaleza sino combinado con otros elementos. En 1778 Carl W. Scheele, químico sueco, hizo reaccionar el mineral molibdenita con ácido nítrico obteniendo un compuesto con propiedades ácidas al que llamó “acidum molibdenae“. La palabra molibdeno proviene del griego “molybdos” que quiere decir “parecido al plomo“, puesto que era confundido con este elemento. Lo que obtuvo realmente fue el óxido de molibdeno (MoO3), que no se comportaba como ninguno de los óxidos metálicos conocidos hasta entonces. En 1782, Peter J. Hjelm redujo este óxido con carbón y obtuvo el metal en su estado puro, al que llamó molibdeno (Mo) [1]. En ese tiempo se usó muy poco y sólo dentro del laboratorio. Fue hasta finales del siglo XIX, cuando una empresa lo utilizó en aleaciones y observó las buenas propiedades de estas aleaciones con molibdeno. La compañía francesa Schneider Electric hizo la primera armadura de placas de acero de molibdeno en 1894. En la Primera Guerra Mundial, algunos tanques británicos estaban protegidos por 75 mm de planchas de manganeso, pero esto resultó ser ineficaz. Las placas de manganeso fueron sustituidas por 25 mm de planchas de molibdeno, lo que permitió más velocidad y maniobrabilidad. Desde la Primera Guerra Mundial la mayoría de las fábricas de armaduras (ensamblaje metálico) también utilizan aleaciones de molibdeno [2]. La alta demanda de molibdeno en las guerras mundiales y la abrupta disminución de esta demanda cuando terminaron estas guerras, tuvieron una gran influencia sobre los precios y la producción de molibdeno.
El molibdeno es un metal de transición del grupo 6 y quinto periodo de la Tabla Periódica, con número atómico 42. En el mismo grupo se encuentran el cromo (Cr) y el tungsteno o wolframio (W).
Fuentes de extracción y propiedades del molibdeno
En forma de mineral es como se encuentra en la naturaleza; el mineral con mayor contenido de molibdeno es la molibdenita (MoS2), pero también se puede encontrar en otros minerales, como la wulfenita (PbMoO4) y la powellita (CaMoO4).
El principal productor de este metal es China, con más del 80 por ciento de la extracción mundial, que asciende a más de 105 mil toneladas métricas. Los principales países exportadores y con reservas de minerales de molibdeno además de China son: Estados Unidos, Chile, Perú, Canadá, México y Argentina [1].
Aunque el molibdeno es un mineral que es extraído en forma directa, principalmente se obtiene de la recuperación como un subproducto de la extracción de cobre y tungsteno. El molibdeno es el 54º elemento más abundante en la corteza terrestre y el 25º elemento más abundante en los océanos, con un promedio de 10 ppm [3].
Entre las características del molibdeno destacan, a temperatura ambiente, que es un sólido metálico de color blanco plateado, con alta dureza y elevada densidad. Además, este elemento tiene un punto de fusión y punto de ebullición altos en comparación con los elementos conocidos [4]. En cuanto a sus propiedades químicas, es altamente resistente al ataque de casi todos los ácidos comunes, sin embargo, se oxida rápidamente a temperaturas superiores a 600 ℃. El molibdeno muestra ocho estados de oxidación, desde -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5 hasta +6, pero los más comunes son el +4 y +6.
Aunque el molibdeno es un mineral que es extraído en forma directa, se obtiene principalmente de la recuperación como un subproducto de la extracción de cobre y tungsteno.
Tiene un papel biológico esencial, aunque es bastante probable que éste no se conozca. Se trata de un nutriente esencial muy importante para nuestro organismo, tanto como el calcio o el hierro. Es un mineral traza en nuestro organismo, lo que significa que es un nutriente imprescindible pero sólo se necesitan cantidades en pequeñas proporciones. Se encuentra en el cofactor de molibdeno (coMo) en distintas enzimas. Se conocen al menos 50 enzimas que contienen molibdeno, y este número aumenta cada año [5]. Las concentraciones de molibdeno en el ser humano están relacionadas con: la síntesis de proteínas, el metabolismo y el crecimiento [6]. El cuerpo humano contiene alrededor de 0.07 mg de molibdeno por kilogramo de peso. Se presenta en altas concentraciones en el hígado, los riñones y en las vértebras [4]. El molibdeno también está presente en el esmalte de los dientes humanos y puede ayudar a prevenir su deterioro. La carne de cerdo, la carne de cordero y el hígado de res tienen cada uno alrededor de 1.5 ppm de molibdeno [4]. Otras fuentes alimenticias significativas son los ejotes, huevos, semillas de girasol, harina de trigo, lentejas y granos de cereales [2].
La deficiencia dietética de molibdeno se ha asociado con mayores tasas de cáncer de esófago con un riesgo aproximado 16 veces mayor. La incapacidad del cuerpo para sintetizar el cofactor de molibdeno, es causa de altos niveles de sulfito y ácido úrico, y posterior daño neurológico [7].
Principales aplicaciones del molibdeno
Los principales compuestos que forma el Mo son sus óxidos, sulfuros y complejos. Dentro de los más utilizados se encuentran el disulfuro de molibdeno (MoS2), trióxido de molibdeno (MoO3) y carburo de molibdeno (Mo2C). Actualmente, más de la mitad de todo el Mo producido termina como agente de aleación en aceros estructurales e inoxidables, debido a su resistencia a altas temperaturas, a la corrosión y su alta durabilidad [1]. Estas aleaciones se usan principalmente en la industria de la construcción, en tuberías para la industria petrolera y en piezas de aviones y automóviles. Por otro lado, en la industria petrolera, el molibdeno combinado se usa como catalizador, principalmente para la eliminación de azufre. También es un componente importante de los catalizadores de alto rendimiento para la oxidación selectiva de propano, propileno o acroleína en ácido acrílico [1, 8].
El molibdeno se emplea en distintos pigmentos, proporcionando un color anaranjado para pinturas, tintes, plásticos y compuestos de caucho. Como disulfuro de molibdeno (MoS2) es un buen lubricante sólido por sí mismo y brinda propiedades de tolerancia a presiones y temperaturas extremas al ser agregado a los lubricantes líquidos y en presentación de grasa [1].
El molibdeno se utiliza en ciertas aplicaciones electrónicas, como por ejemplo en las capas de metal conductoras en los transistores TFT (Thin Film Transistors) [4]. Asimismo, el 99Mo se emplea en la industria de isótopos nucleares [1].
Además de que se trata de un elemento con múltiples usos en la actualidad; el molibdeno es un metal básico en el marco de la transición a la generación de energía, libre de fósiles, prevista en el acuerdo climático de París 2015. Por lo tanto, asegurar la disponibilidad contínua de molibdeno es muy importante para la sociedad y aún más para las generaciones futuras [9]. C2
Referencias
[1] Améstica L, Quijada R, Villaseca D. «Difusión de tecnologías, aplicaciones y desafíos del molibdeno para la industria e investigaciones a nivel nacional». en Molibdeno: Propiedades, Aplicaciones y Mercado, Innova, p.1– 24, Santiago, Chile, 2010.
[2] Gupta, C. K. (1992). «Extractive Metallurgy of Molybdenum». CRC Press. p. 1-2. ISBN 9780849347580.
[3] Jambor, J.L. et al. «New mineral names». American Mineralogist 87(2002)181.
[4] Edited by Glenn D. Considine. «Molybdenum». En Considine, Glenn D. Van Nostrand’s Encyclopedia of Chemistry. New York: Wiley-Interscience. pp. 1038-1040. 2005. ISBN 9780471615255.
[5] Enemark, John H. et al. «Synthetic Analogues and Reaction Systems Relevant to the Molybdenum and Tungsten Oxotransferases». Chem. Rev. 104 (2) (2004) 1175-1200.
[6] Mitchell, Phillip C. H. (2003). «Overview of Environment Database». International Molybdenum Association.
[7] Smolinsky, B. et al. «Splice-specific Functions of Gephyrin in Molybdenum Cofactor Biosynthesis». Journal of Biological Chemistry, 283 (25) (2008) 17370. Reiss, J. «Genetics of molybdenum cofactor deficiency». Human Genetics, 106 (2) (2000) 157.
[8] «The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts». Journal of Catalysis 311(2014) 369-385. «Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid». Journal of Catalysis 285 (1) (2012) 48-60.
[9] Mercado Internacional de Molibdeno. DEPP 33. Reporte 2017. Comisión Chilena del Cobre. Registro Propiedad Intelectual N° 286263
- Amelia Olivas Sarabiahttps://www.revistac2.com/autor/amelia-olivas-sarabia/
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