Molibdeno

El molibdeno es un elemento químico de número atómico 42 que se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica de los elementos y se simboliza como Mo.

El molibdeno es un metal esencial desde el punto de vista biológico y se utiliza sobre todo en aceros aleados.

Es un metal plateado, tiene el sexto punto de fusión más alto de cualquier elemento. El molibdeno no se produce como el metal libre en la naturaleza, sino en varios estados de oxidación en los minerales. Industrialmente, los compuestos de molibdeno se emplean en aplicaciones de alta presión y alta temperatura, como pigmentos y catalizadores.

La mayoría de los compuestos de molibdeno tienen baja solubilidad en agua, pero el ion de molibdato MoO₄^-2 es soluble y se forma cuando los minerales que contienen molibdeno están en contacto con el oxígeno y el agua. Algunas teorías recientes sugieren que la liberación de oxígeno era importante en la eliminación de molibdeno de un mineral en una forma soluble en los océanos primitivos, donde se utiliza como catalizador de los organismos unicelulares. Esta secuencia puede haber sido importante en la historia de la vida, porque las enzimas que contienen molibdeno se convirtieron en los catalizadores más importantes utilizados por algunas bacterias para descomponerlos en átomos de nitrógeno. Esto, a su vez permitió al nitrógeno impulsar biológicamente la fertilización de los océanos, y por lo tanto el desarrollo de organismos más complejos.

Al menos 50 enzimas que contienen molibdeno son conocidas en bacterias y animales, aunque sólo las enzimas de bacterias y cyanobacterias están involucradas en la fijación de nitrógeno. Debido a las diversas funciones del resto de las enzimas, el molibdeno es un elemento necesario para la vida en organismos superiores, aunque no en todas las bacterias.

Propiedades físicas

El molibdeno es un metal de transición. Este metal puro es de color blanco plateado y muy duro; además, tiene uno de los puntos de fusión más altos de entre todos los elementos. En pequeñas cantidades, se emplea en distintas aleaciones de acero para endurecerlo o hacerlo más resistente a la corrosión. Por otra parte, el molibdeno es el único metal de la segunda serie de transición al que se le ha reconocido su esencialidad desde el punto de vista biológico; se encuentra en algunas enzimas con distintas funciones, concretamente en oxotransferasas (función de transferencia de electrones), como la xantina oxidasa, y en nitrogenasas (función de fijación de nitrógeno molecular). Es uno de los pocos metales que resisten adecuadamente el ácido clorhídrico, siendo el Tantalio el más fuerte ante este medio corrosivo en específico. La adición de cantidades mínimas del metal afectan a la resistencia a las soluciones clorhídricas que normalmente afectan a los aceros (incluso a los inoxidables). A veces con un porcentaje mínimo de 2% de Mo en masa, los aceros adquieren la resistencia necesaria para operar en ambientes marinos. El aumento del molibdeno en los aceros inoxidables aumenta su tenacidad y sobre todo su resistencia al ataque de los compuestos de cloro.

En su forma pura, como metal blanco plateado es el molibdeno con una dureza de Mohs de 5,5. Tiene un punto de fusión de 2.623 °C. De los elementos naturales, sólo el tantalio, el osmio, el renio, el wolframio y el carbono tienen puntos de fusión más alto. El molibdeno sólo se oxida rápidamente a temperaturas superiores a 600 °C (débil oxidación comienza a 300 °C). Su coeficiente de dilatación es uno de los más bajos entre los metales utilizados comercialmente. Su resistencia a tracción hace que los cables de molibdeno aumenten de 10 a 30 GPa cuando disminuye su diámetro de 50-100 nm a 10 nm.

Propiedades químicas

El molibdeno es un metal de transición con una electronegatividad de 1,8 en la escala de Pauling y una masa atómica de 95,94 g/mol. No reacciona con oxígeno o agua a temperatura ambiente. A temperaturas elevadas, se forma el óxido de molibdeno (VI):

2 Mo + 3 O₂ → 2 MoO₃

El molibdeno tiene varios estados de oxidación. Un ejemplo es la inestabilidad del molibdeno (III) y del wolframio (III) en comparación con la estabilidad de cromo (III). El estado de oxidación es más común en el molibdeno (VI) (MoO₃) mientras que el compuesto de óxido de azufre normal es el disulfuro de molibdeno (MoS₂).

El óxido de molibdeno (VI) es soluble en bases y contribuye en la formación de molibdatos (MoO₄²⁻). Los molibdatos son menos oxidantes que los cromatos, pero muestran una tendencia similar cuando forman oxoaniones complejos por condensación en los valores de pH más bajos, como [Mo₇O₂₄]⁶⁻ y [Mo₈O₂₆]⁴⁻. Los polimolibdatos pueden incorporar otros iones en su estructura, formando polioxometalatos. El fósforo que contiene heteropolimolibdato P[Mo₁₂O₄₀]³⁻ se utiliza para la detección de espectroscopia en el fósforo. La amplia gama de estados de oxidación del molibdeno se refleja en diversos cloruros de molibdeno:

• Cloruro de molibdeno (II) MoCl₂ (sólido de color amarillo)
• Cloruro de molibdeno (III) MoCl₃ (sólido de color rojo oscuro)
• Cloruro de molibdeno (IV) MoCl₄ (sólido de color negro)
• Cloruro de molibdeno (V) MoCl₅ (sólido de color verde oscuro)
• Cloruro de molibdeno (VI) MoCl₆ (sólido de color marrón)

La estructura del MoCl₂ se compone de Mo₆Cl₈⁴⁺ se compone de cuatro iones de cloruro que tienden a compensar la carga eléctrica.

Como el cromo y algunos otros metales de transición, el molibdeno es capaz de formar enlaces cuádruples, como en Mo₂(CH₃COO)₄. Este compuesto se puede transformar en Mo₂Cl₈⁴⁻ que también tiene un enlace cuádruple.

El estado de oxidación 0 es posible con el monóxido de carbono como ligando, como en el molibdeno hexacarbonilo, Mo(CO)₆

Aplicaciones

• Aproximadamente las dos terceras partes del molibdeno consumido se emplean en aleaciones. El uso del molibdeno se remonta a la Primera Guerra Mundial, cuando hubo una fuerte demanda de wolframio, que lo hizo escasear, y se necesitaban aceros muy resistentes. El molibdeno se utiliza pues en aleaciones de alta resistencia y que soporten temperaturas y corrosiones sumamente altas. Estas aleaciones se usan en la construcción y en piezas de aviones y automóviles.
• El molibdeno se usa como catalizador en la industria petrolera. En concreto, es útil para la eliminación de azufre.
• El ⁹⁹Mo se emplea en la industria de isótopos nucleares.
• Se emplea en distintos pigmentos (con un color anaranjado), para pinturas, tintes, plásticos y compuestos de caucho.
• El disulfuro de molibdeno (MoS₂) es un buen lubricante por sí mismo y brinda propiedades de tolerancia de presiones extremas a los lubricantes al reaccionar con el metal,de manera que se forma una capa cristalina en la superficie de éste. Gracias a ello, el contacto metal-metal, destructivo a largo plazo, se reduce al mínimo y se puede emplear a altas temperaturas.
• El molibdeno se emplea en determinadas aplicaciones electrónicas, como en las capas de metal conductoras en los transistores TFT (Thin Film Transistor).

Saber más sobre molibdeno