Fakten über Molybdän

Molybdän ist ein silberweißes Metall, das duktil und äußerst korrosionsbeständig ist. Es hat einen der höchsten Schmelzpunkte aller reinen Elemente – nur die Elemente Tantal und Wolfram haben höhere Schmelzpunkte. Molybdän ist außerdem ein lebenswichtiger Mikronährstoff.

Als Übergangsmetall geht Molybdän leicht Verbindungen mit anderen Elementen ein. Molybdän macht 1,2 Gewichtsteile pro Million (ppm) der Erdkruste aus, kommt aber in der Natur nicht frei vor. Das wichtigste Molybdänerz ist Molybdänit (Molybdändisulfid), es kommt aber auch in Wulfenit (Bleimolybdat) und Powellit (Kalziummolybdat) vor.

Es wird als Nebenprodukt beim Kupfer- oder Wolframabbau gewonnen. Molybdän wird hauptsächlich in den USA, China, Chile und Peru abgebaut. Nach Angaben der Royal Society of Chemistry (RSC) liegt die weltweite Produktion bei etwa 200.000 Tonnen pro Jahr.

Das weiche schwarze Mineral Molybdänit (Molybdänsulfid) wurde oft mit Graphit oder Bleierz verwechselt, bis 1778 eine Analyse des deutschen Chemikers Carl Scheele ergab, dass es sich nicht um eine dieser Substanzen, sondern tatsächlich um ein völlig neues Element handelte. Da Scheele jedoch über keinen geeigneten Ofen verfügte, um den weißen Feststoff zu Metall zu reduzieren, würde es laut Chemicool noch einige Jahre dauern, bis das Element tatsächlich identifiziert werden konnte. Tatsächlich wurde Scheele später als „Pech-Scheele“ bekannt, weil er eine Reihe chemischer Entdeckungen machte – darunter Sauerstoff –, aber die Ehre wurde immer jemand anderem zugeschrieben.

In den nächsten Jahren gingen die Wissenschaftler weiterhin davon aus, dass Molybdänit ein neues Element enthielt, es erwies sich jedoch immer noch als sehr schwierig zu identifizieren, da es niemandem gelungen war, es zu einem Metall zu reduzieren. Einige Forscher wandelten es jedoch in ein Oxid um, aus dem bei Zugabe zu Wasser Molybdänsäure entstand, das Metall selbst blieb jedoch schwer fassbar.

Schließlich mahlte der schwedische Chemiker Peter Jacob Hjelm Molybdänsäure mit Kohlenstoff in Leinöl zu einer Paste. Die Paste ermöglichte einen engen Kontakt zwischen Kohlenstoff und Molybdänit. Anschließend erhitzte Hjelm die Mischung in einem geschlossenen Tiegel, um das Metall herzustellen, das er dann Molybdän nannte, nach dem griechischen Wort „molybdos“, was Blei bedeutet. Nach Angaben der Royal Society of Chemistry wurde das neue Element im Herbst 1781 angekündigt.

Das meiste handelsübliche Molybdän wird bei der Herstellung von Legierungen verwendet, wo es hinzugefügt wird, um die Härte, Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit sowie die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.

Kleine Mengen Molybdän finden sich in einer Vielzahl von Produkten: Raketen, Motorteilen, Bohrern, Sägeblättern, Heizfäden, Schmiermittelzusätzen, Tinte für Leiterplatten und Schutzbeschichtungen in Kesseln. Es wird auch als Katalysator in der Erdölindustrie verwendet. Nach Angaben der Royal Society of Chemistry wird Molybdän als graues Pulver hergestellt und verkauft, und viele seiner Produkte entstehen durch Komprimieren des Pulvers unter extrem hohem Druck.

Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts verhält sich Molybdän bei sehr hohen Temperaturen unglaublich gut. Es ist besonders nützlich bei Produkten, die bei diesen extremen Temperaturen geschmiert bleiben müssen. In Fällen, in denen sich einige Schmierstoffe und Öle zersetzen oder in Brand geraten könnten, können Schmierstoffe mit Molybdänsulfiden der Hitze standhalten und trotzdem dafür sorgen, dass alles in Bewegung bleibt.

Molybdän ist ein lebenswichtiger Mikronährstoff, aber zu viel davon ist giftig.

Molybdän ist in Dutzenden von Enzymen enthalten. Eines dieser wichtigen Enzyme ist die Nitrogenase, die es ermöglicht, Stickstoff aus der Atmosphäre aufzunehmen und in Verbindungen umzuwandeln, die es Bakterien, Pflanzen, Tieren und Menschen ermöglichen, Proteine ​​zu synthetisieren und zu nutzen.

Laut Drweil.com besteht die Hauptfunktion von Molybdän beim Menschen darin, als Katalysator für Enzyme zu dienen und beim Abbau von Aminosäuren im Körper zu helfen. In Pflanzen ist Molybdän ein essentielles Spurenelement, das für die Stickstofffixierung und andere Stoffwechselprozesse notwendig ist.

Molybdän hat die einzigartige Eigenschaft, dass es in sauren Böden weniger löslich und in alkalischen Böden besser löslich ist (bei anderen Mikronährstoffen ist es typischerweise das Gegenteil). Daher hängt die Verfügbarkeit von Molybdän für Pflanzen sehr empfindlich vom pH-Wert und den Entwässerungsbedingungen ab. Laut Lenntech können einige Pflanzen beispielsweise in alkalischen Böden bis zu 500 ppm Molybdän enthalten. Im Gegensatz dazu sind andere Ländereien aufgrund des Mangels an Molybdän im Boden unfruchtbar.

Eine weitere interessante Verwendung von Molybdän ist seine Rolle in der wissenschaftlichen Forschung. Molybdän kommt heute im Ozean sehr häufig vor, war jedoch in früheren Zeiten deutlich seltener anzutreffen. Dadurch kann es als hervorragender Indikator für die antike ozeanische Chemie dienen. Wissenschaftler auf dem Gebiet der Biogeologie untersuchen beispielsweise die Menge an Molybdän in alten Gesteinen, um abzuschätzen, wie viel Sauerstoff während eines bestimmten Zeitraums im Ozean und/oder in der Atmosphäre vorhanden gewesen sein könnte.

Vor einigen Jahren vermuteten Forscher der University of California in Riverside, dass ein Mangel an Sauerstoff und Molybdän für eine große Verzögerung in der Evolution verantwortlich sein könnte. Sie wussten, dass es vor etwa 2,4 Milliarden Jahren zu einer Zunahme des Sauerstoffs auf der Erdoberfläche kam und dass Sauerstoff an die Meeresoberfläche gelangen konnte, um dort Mikroorganismen zu unterstützen. Allerdings blieb die Vielfalt der lebenden Organismen sehr gering. Tatsächlich tauchten Tiere erst fast zwei Milliarden Jahre später – oder vor rund 600 Millionen Jahren – auf, heißt es in der Pressemitteilung der Studie in Science Daily.

Ohne Molybdänmangel können Bakterien Stickstoff nicht in eine für Lebewesen nützliche Form umwandeln. Und wenn Bakterien Stickstoff nicht schnell genug umwandeln können, können Eukaryoten nicht gedeihen, weil diese einzelligen Lebensformen laut Science Daily nicht in der Lage sind, Stickstoff selbst umzuwandeln.

Für die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie haben die Forscher den Molybdängehalt in Schwarzschiefer gemessen, einer Art Sedimentgestein, das reich an organischer Substanz ist und oft tief im Ozean vorkommt. Dies half ihnen abzuschätzen, wie viel Molybdän möglicherweise im Meerwasser gelöst war, wo sich das Sediment gebildet hatte.

Tatsächlich fanden die Forscher starke Hinweise darauf, dass es dem Ozean zu dieser Zeit an wichtigem Molybdän mangelte. Dies hätte negative Auswirkungen auf die Evolution der frühen Eukaryoten gehabt, aus denen nach Ansicht von Wissenschaftlern alle Tiere (einschließlich Menschen), Pflanzen, Pilze und einzellige Tiere wie Protisten hervorgegangen sind.

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