MOLIBDENUM: STRUKTUR, SIFAT, VALENSI, FUNGSI - KIMIA - 2025

The molibdenum (Mo) adalah logam transisi milik kelompok 6, periode 5 dari Tabel Periodik. Ini memiliki konfigurasi elektronik (Kr) 4d ⁵ 5s ¹ ; nomor atom 42 dan massa atom rata-rata 95,94 g / mol. Ia memiliki 7 isotop stabil: ⁹² Mo, ⁹⁴ Mo, ⁹⁵ Mo, ⁹⁶ Mo, ⁹⁷ Mo, ⁹⁸ Mo dan ¹⁰⁰ Mo; menjadi isotop ⁹⁸ Mo yang proporsinya lebih besar.

Ini adalah logam putih dengan penampilan perak dan memiliki sifat kimia yang mirip dengan kromium. Faktanya, keduanya adalah unsur logam dari kelompok yang sama, kromium terletak di atas molibdenum; artinya, molibdenum lebih berat dan memiliki tingkat energi yang lebih tinggi.

Sumber: Oleh Gambar Hi-Res Elemen Kimia (http://images-of-elements.com/molybdenum.php), melalui Wikimedia Commons

Molibdenum tidak ditemukan bebas di alam, tetapi sebagai bagian dari mineral, yang paling melimpah adalah molibdenit (MoS ₂ ). Selain itu, dikaitkan dengan mineral belerang lainnya, dari mana tembaga juga diperoleh.

Penggunaannya meningkat selama Perang Dunia Pertama, karena menggantikan tungsten, yang langka karena eksploitasi besar-besaran.

karakteristik

Molibdenum dicirikan oleh daya tahannya yang tinggi, ketahanan terhadap korosi, titik leleh tinggi, mudah dibentuk dan tahan suhu tinggi. Ini dianggap sebagai logam tahan api karena memiliki titik leleh lebih tinggi dari platinum (1.772º C).

Ia juga memiliki seperangkat sifat tambahan: energi ikat atomnya tinggi, tekanan uap rendah, koefisien muai panas rendah, konduktansi termal tingkat tinggi, dan hambatan listrik rendah.

Semua sifat dan karakteristik ini memungkinkan molibdenum memiliki banyak kegunaan dan aplikasi, yang paling menonjol di antaranya adalah pembentukan paduan dengan baja.

Di sisi lain, itu adalah elemen jejak penting bagi kehidupan. Pada bakteri dan tumbuhan, molibdenum adalah kofaktor yang ada di banyak enzim yang terlibat dalam fiksasi dan pemanfaatan nitrogen.

Molibdenum adalah kofaktor untuk aktivitas enzim oksotransferase, yang mentransfer atom oksigen dari air sambil mentransfer dua elektron. Enzim ini termasuk primata xantin oksidase, yang fungsinya untuk mengoksidasi xantin menjadi asam urat.

Ini dapat diperoleh dari beberapa makanan, termasuk yang berikut ini: kembang kol, bayam, bawang putih, biji-bijian, soba, bibit gandum, lentil, biji bunga matahari, dan susu.

Penemuan

Molibdenum tidak diisolasi di alam, sehingga di banyak kompleksnya pada zaman dahulu bingung dengan timbal atau karbon.

Pada 1778, Carl Wilhelm, seorang ahli kimia dan apoteker Swedia, berhasil mengidentifikasi molibdenum sebagai elemen yang berbeda. Wilhelm mengolah molibdenit (MoS ₂ ) dengan asam nitrat, memperoleh senyawa yang bersifat asam di mana ia mengidentifikasi molibdenum.

Kemudian, pada tahun 1782, Peter Jacob Hjelm, menggunakan senyawa asam Wilhelm, melalui reduksi dengan karbon, berhasil mengisolasi molibdenum yang tidak murni.

Struktur

Bagaimana struktur kristal molibdenum? Atom logamnya mengadopsi sistem kristal kubik berpusat tubuh (bcc) pada tekanan atmosfer. Pada tekanan yang lebih tinggi, atom molibdenum memadat membentuk struktur yang lebih padat, seperti kubik berpusat muka (fcc) dan heksagonal (hcp).

Ikatan logamnya kuat, dan ini merupakan salah satu zat padat dengan titik leleh tertinggi (2623ºC). Kekuatan struktural ini disebabkan oleh fakta bahwa molibdenum kaya akan elektron, struktur kristalnya sangat padat, dan lebih berat daripada kromium. Ketiga faktor ini memungkinkannya memperkuat paduan di mana ia menjadi bagiannya.

Di sisi lain, yang lebih penting daripada struktur logam molibdenum adalah senyawanya. Molibdenum dicirikan oleh kemampuannya untuk membentuk senyawa dinuklir (Mo-Mo) atau polinuklir (Mo-Mo-Mo- · 的-).

Ia juga dapat berkoordinasi dengan molekul lain untuk membentuk senyawa dengan rumus MoX ₄ hingga MoX ₈ . Dalam senyawa ini, keberadaan jembatan oksigen (Mo-O-Mo) atau belerang (Mo-S-Mo) biasa terjadi.

Properti

Penampilan

Putih keperakan solid.

Titik lebur

2.623 ° C (2.896 K).

Titik didih

4,639 ° C (4,912 K).

Entalpi fusi

32 kJ / mol.

Entalpi penguapan

598 kJ / mol.

Tekanan uap

3,47 Pa pada 3.000 K.

Kekerasan pada skala Mohs

5.5

Kelarutan air

Senyawa molibdenum sulit larut dalam air. Namun, ion molibdat MoO ₄ ^-2 dapat larut.

Korosi

Ini tahan terhadap korosi dan merupakan salah satu logam yang paling tahan terhadap aksi asam klorida.

Oksidasi

Itu tidak berkarat pada suhu kamar. Untuk berkarat dengan cepat dibutuhkan suhu yang lebih tinggi dari 600 ºC.

Valencias

Konfigurasi elektron molibdenum adalah 4d ⁵ 5s ¹ , sehingga memiliki enam elektron valensi. Bergantung pada atom mana logam itu berikatan, logam dapat kehilangan semua elektronnya dan memiliki valensi +6 (VI). Misalnya, jika ia membentuk ikatan dengan atom fluor yang elektronegatif (MoF ₆ ).

Namun, ia dapat kehilangan 1 hingga 5 elektron. Jadi, valensinya berkisar dari +1 (I) hingga +5 (V). Ketika hanya kehilangan satu elektron, ia meninggalkan orbital 5s, dan konfigurasinya menjadi 4d ⁵ . Lima elektron dari orbital 4d membutuhkan media yang sangat asam dan spesies yang mirip elektron untuk meninggalkan atom Mo.

Dari enam valensinya, manakah yang paling umum? +4 (IV) dan +6 (VI). Mo (IV) memiliki konfigurasi 4d ² , sedangkan Mo (VI) ,.

Untuk Mo ⁴⁺ tidak jelas mengapa ini lebih stabil daripada, misalnya, Mo ³⁺ (seperti halnya dengan Cr ³⁺ ). Tetapi untuk Mo ^6+, enam elektron ini mungkin hilang karena gas mulia kripton menjadi isoelektronik.

Molibdenum klorida

Serangkaian molibdenum klorida dengan valensi atau bilangan oksidasi berbeda tercantum di bawah ini, dari (II) hingga (VI):

-Molibdenum diklorida (MoCl ₂ ). Padatan kuning.

-Molibdenum triklorida (MoCl ₃ ). Padatan merah tua.

-Molibdenum tetraklorida (MoCl ₄ ). Hitam pekat.

-Molibdenum pentaklorida (MoCl ₅ ). Hijau tua pekat.

-Molibdenum heksaklorida (MoCl ₆ ). Coklat pekat.

Fungsi dalam tubuh

Molibdenum adalah elemen jejak penting bagi kehidupan, karena ia hadir sebagai kofaktor dalam banyak enzim. Oksotransferase menggunakan molibdenum sebagai kofaktor untuk memenuhi fungsinya mentransfer oksigen dari air dengan sepasang elektron.

Di antara oksotransferase adalah:

• Xantin oksidase.
• Aldehida oksidase, yang mengoksidasi aldehida.
• Amina dan sulfida di hati.
• Sulfit oksidase, yang mengoksidasi sulfit di hati.
• Reduktase nitrat.
• Reduktase nitrit hadir di tumbuhan.

Enzim xantin

Enzim xantin oksidase mengkatalisis langkah terminal dalam katabolisme purin pada primata: konversi xantin menjadi asam urat, senyawa yang kemudian diekskresikan.

Xantin oksidase memiliki FAD sebagai koenzim. Selain itu, besi non-heme dan molibdenum terlibat dalam aksi katalitik. Tindakan enzim dapat dijelaskan dengan persamaan kimia berikut:

Xantin + H ₂ O + O ₂ => Asam Urat + H ₂ O ₂

Molibdenum bertindak sebagai kofaktor molybdopterin (Mo-co). Xantin oksidase ditemukan terutama di hati dan usus halus, tetapi penggunaan teknik imunologi telah memungkinkan lokasinya di kelenjar susu, otot rangka, dan ginjal.

Enzim xantin oksidase dihambat oleh obat Allopurinol, yang digunakan dalam pengobatan asam urat. Pada tahun 2008, komersialisasi obat Febuxostat dimulai dengan kinerja yang lebih baik dalam pengobatan penyakit.

Enzim oksidase aldehida

Enzim aldehida oksidase terletak di sitoplasma sel, ditemukan baik di kerajaan nabati maupun di kerajaan hewan. Enzim mengkatalisis oksidasi aldehida menjadi asam karboksilat.

Sitokrom P ₄₅₀ dan zat antara enzim monoamine oxidase (MAO) juga mengkatalisis oksidasi .

Karena spesifisitasnya yang luas, enzim aldehida oksidase dapat mengoksidasi banyak obat, menjalankan fungsinya terutama di hati. Tindakan enzim pada aldehida dapat diuraikan sebagai berikut:

Aldehida + H ₂ O + O ₂ => Asam Karboksilat + H ₂ O ₂

Enzim oksidase sulfit

Enzim sulfit oksidase terlibat dalam konversi sulfit menjadi sulfat. Ini adalah langkah terakhir dalam degradasi senyawa yang mengandung sulfur. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim terjadi sesuai dengan skema berikut:

SO ₃ ^-2 + H ₂ O + 2 (Sitokrom C) teroksidasi => SO ₄ ^-2 + 2 (Sitokrom C) tereduksi + 2 H ⁺

Kekurangan enzim akibat mutasi genetik pada manusia dapat menyebabkan kematian dini.

Sulfit adalah senyawa neurotoksik, sehingga aktivitas enzim sulfit oksidase yang rendah dapat menyebabkan penyakit mental, keterbelakangan mental, degradasi mental, dan akhirnya kematian.

Dalam metabolisme zat besi dan sebagai komponen gigi

Molibdenum terlibat dalam metabolisme zat besi, memfasilitasi penyerapan usus dan pembentukan eritrosit. Selain itu, ini adalah bagian dari enamel gigi, dan bersama dengan fluoride membantu mencegah gigi berlubang.

Kekurangan

Kekurangan asupan molibdenum telah dikaitkan dengan insiden kanker esofagus yang lebih tinggi di wilayah Cina dan Iran, dibandingkan dengan wilayah Amerika Serikat dengan tingkat molibdenum yang tinggi.

Pentingnya Tanaman

Nitrat reduktase adalah enzim yang memainkan peran penting dalam tumbuhan, karena bersama dengan enzim reduktase nitrit ikut campur dalam transformasi nitrat menjadi amonium.

Kedua enzim tersebut membutuhkan kofaktor (Mo-co) untuk pengoperasiannya. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim nitrat reduktase dapat diuraikan sebagai berikut:

Nitrat + Donor Elektron + H ₂ O => Nitrit + Donor Elektron Teroksidasi

Proses reduksi oksidasi nitrat terjadi di dalam sitoplasma sel tumbuhan. Nitrit, hasil reaksi sebelumnya, dipindahkan ke plastida. Enzim nitrit reduktase bekerja pada nitrit, menyebabkan amonia.

Amonium digunakan untuk mensintesis asam amino. Selain itu, tanaman menggunakan molibdenum dalam konversi fosfor anorganik menjadi fosfor organik.

Fosfor organik ada di berbagai molekul fungsi biologis, seperti: ATP, glukosa-6-fosfat, asam nukleat, pholipid, dll.

Defisiensi molibdenum terutama memengaruhi kelompok tanaman silangan, legum, poinsettia, dan bunga mawar.

Pada kembang kol, defisiensi molibdenum menyebabkan terbatasnya lebar helai daun, penurunan pertumbuhan tanaman dan pembentukan bunga.

Penggunaan dan aplikasi

Katalisator

-Ini adalah katalis untuk desulfurisasi minyak bumi, petrokimia dan cairan yang berasal dari batubara. Kompleks katalis terdiri dari MoS _{2 yang} difiksasi pada alumina, dan diaktivasi oleh kobalt dan nikel.

-Molibdat membentuk kompleks dengan bismut untuk oksidasi selektif propena, amonia dan udara. Jadi, mereka membentuk akrilonitril, asetonitril dan bahan kimia lainnya, yang merupakan bahan baku untuk industri plastik dan serat.

Demikian pula, besi molibdat mengkatalisis oksidasi selektif metanol menjadi formaldehida.

Pigmen

-Molibdenum terlibat dalam pembentukan pigmen. Misalnya, molibdenum oranye dibentuk oleh pengendapan bersama timbal kromat, timbal molibdat, dan timbal sulfat.

Ini adalah pigmen cahaya yang stabil pada berbagai suhu, muncul dalam warna merah terang, oranye atau merah-kuning. Ini digunakan dalam persiapan cat dan plastik, serta dalam produk karet dan keramik.

Molybdate

-Molybdate adalah inhibitor korosi. Sodium molybdate telah digunakan sebagai pengganti kromat untuk menghambat korosi baja temper pada kisaran pH yang luas.

-Ini digunakan dalam pendingin air, AC dan sistem pemanas. Molibdat juga digunakan untuk menghambat korosi dalam sistem hidrolik dan teknik otomotif. Selain itu, pigmen yang menghambat korosi digunakan dalam cat.

-Molybdate, karena sifat titik lelehnya yang tinggi, koefisien muai panas yang rendah, dan konduktivitas termal yang tinggi, digunakan untuk menghasilkan pita dan benang yang digunakan oleh industri penerangan.

-Digunakan pada motherboard untuk semikonduktor; dalam elektronika daya; elektroda untuk peleburan kaca; ruang untuk tungku suhu tinggi dan katoda untuk melapisi sel surya dan layar datar.

-Dan juga, molibdat digunakan dalam produksi cawan lebur untuk semua proses biasa di bidang pemrosesan safir.

Paduan dengan baja

-Molibdenum digunakan dalam paduan dengan baja yang tahan terhadap suhu dan tekanan tinggi. Paduan ini digunakan dalam industri konstruksi dan pembuatan suku cadang untuk pesawat terbang dan mobil.

-Molybdate, bahkan pada konsentrasi serendah 2%, memberikan paduannya dengan baja ketahanan tinggi terhadap korosi.

Penggunaan lainnya

-Molybdate digunakan dalam industri dirgantara; dalam pembuatan layar LCD; dalam pengolahan air dan bahkan dalam penerapan sinar laser.

-Molybdate disulfide dengan sendirinya merupakan pelumas yang baik dan memberikan sifat toleransi tekanan yang ekstrim dalam interaksi pelumas dengan logam.

Pelumas membentuk lapisan kristal pada permukaan logam. Berkat ini, gesekan logam-logam berkurang seminimal mungkin, bahkan pada suhu tinggi.

Referensi

1. Wikipedia. (2018). Molibdenum. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. R. Ship. (2016). Molibdenum. Diperoleh dari: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
3. Asosiasi Molibdenum Internasional (IMOA). (2018). Molibdenum. Diambil dari: imoa.info
4. F Jona dan PM Marcus. (2005). Struktur kristal dan stabilitas molibdenum pada tekanan sangat tinggi. J. Phys .: Kondens. Materi 17 1049.
5. Plansee. (sf). Molibdenum. Diperoleh dari: planee.com
6. Lenntech. (2018). Molibdenum - Mo. Diperoleh dari: lenntech.com
7. Curiosoando.com (18 Oktober 2016). Apa saja gejala defisiensi molibdenum? Diperoleh dari: curiosoando.com
8. Ed Bloodnick. (21 Maret 2018). Peran molibdenum dalam budidaya tanaman. Diperoleh dari: pthorticulture.com