Molibdenum dan Wolfram

Ditemukan pada tahun 1778 oleh kimiawan Swedia Carl Wilhelm Scheele. Molibdenum adalah logam transisi, sehingga menempatkannya di tengah-tengah tabel periodik, dengan nomor atom 42. Tabel periodik itu sendiri adalah suatu bagan yang menunjukkan bagaimana unsur-unsur kimia yang terkait antara satu dengan yang lain. Molibdenum bersifat keras, seperti logam perak dengan titik leleh sangat tinggi. Molibdenum biasanya digunakan untuk menjadi campuran dengan logam lain. Campuran sendiri akan memiliki sifat berbeda dari unsur logam yang pertama, Molibdenum biasanya sering dicampur dengan baja untuk meningkatkan kekuatan, ketangguhan, ketahanan terhadap keausan dan korosi, dan kemampuan untuk mengeraskan baja.       Molibdenum adalah salah satu logam pertama yang ditemukan oleh para ahli kimia modern.

2 Struktur Atom Molibdenum

•        No. atom                          : 42

•        Jari – jari atom                  : 2.01Å

•        Volum Atom                    : 9.4cm³/mol

•        Konfigurasi Elektron       :1s2 5s1 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d5

•        Elektron/Tingkat Energi   : 2,8,18,13,1

•        Jumlah Elektron               : 42

•        Jumlah Neutron                : 54

•        Jumlah Proton                  : 42

3 Sifat Kimia Molibdenum

* Kesetimbangan Elektrokimia           : 0.8949g/amp-h

* Elektron Fungsi Kerja                      : 4.6 eV

* Elektronegativitas                            : 2.16 (Pauling); 1.3     (Rochow  Allrod)

* Energi Ionisasi

                        Pertama           : 7,099

                        Kedua            : 16,461

                        Ketiga            : 27,16

            * Potensi Elektron Valensi (-eV)        : 88,6

4 Sifat fisik dan mekanik Molibdenum

—     Warna                                      : Putih perak

—     Fasa                                         : Solid

—     Massa Atom Rata-rata            : 95,94

—     Koefisien lineal termal expansion/K-1: 5.43E-6

—     Konduktivitas

—     Listrik              : 0,187 106/cm Ω

—     Thermal           : 1,38 W / cmK

—     Kepadatan                   : 10.22g/cc @ 300K

—     Modulus elastik           :

            o Massal          : 261.2/GPa

            o Kekakuan     : 125.6/GPa

            o Youngs         : 324.8/Gpa

—  Entalpi atomisasi         : 653 kJ / mol @ 25 ° C

—  Entalpi Fusion             : 27,61 kJ / mol

—  Entalpi Penguapan      : 594,1 kJ / mol

—  Skala Kekerasan

            o Brinell          : 1500 m MN-2

            o Mohs            : 5,5

            o Vickers         : 1530 MN m-2

—  Panas Penguapan        : 598kJ/mol

—  Titik Leleh                   : 2890K 2617 °C 4743 °F

—  Molar Volume             : 9,41 cm3/mole

—  Bentuk (pada 20 ° C & 1atm): Solid

—  Spesifik Panas             : 0.25J/gK

—  Tekanan Uap               : 3.47Pa @ 2617 ° C

5 Reaksi Kimia Molibdenum

—  Reaksi dengan air

Tidak bereaksi dengan air pada suhu ruangan

—  Reaksi dengan oksigen

Tidak bereaksi dengan oksigen pada suhu ruangan/normal. Pada temperature tinggi

membentuk Molibdenum (VI) trioxide.

Reaksi:
2Mo_(s) + 3O_2(g) → 2MoO_3(S)

• Reaksi dengan halogen

             Pada temperatur ruangan Mo breaksi dengan fluorine membentuk Molibdenum (VI) fluoride.
             Reaksi :

                                    Mo_(S) + 3F_2(g) → MoF_6(l)

6 Sumber Molibdenum

            Molibdenum dapat ditemui di alam bebas. Sebaliknya, walaupun ia masih menjadi bagian dari suatu senyawa. Selain molybdenite, biasanya Molibdenum terjadi sebagai mineral wulfenite (PbMo0 ₄₎ dan Powellite (CaMoO₄)_. Dapat ditemukan di kerak bumi yang diperkirakan sekitar 1 hingga 1,5 bagian per juta. Sekitar dua-pertiga dari semua Molibdenum di dunia berasal dari Kanada, Chili, Cina, dan Amerika Serikat. Di Amerika Serikat, bijih Molibdenum ditemukan terutama di Alaska, Colorado, Idaho, Nevada, New Mexico, dan Utah.

7    Ekstraksi Molibdenum

            Logam Molibdenum murni dapat diperoleh dari Molibdenum trioksida (Mo0 ₃₎ dalam berbagai cara. Molibdenit ini pertama dipanaskan sampai suhu 700 ° C (1292 ° F) dan sulfida yang teroksidasi menjadi oksida (VI) molibdenum melalui udara:

2MoS₂ + 7O₂ → 2MoO₃ + 4SO₂

            Bijih teroksidasi kemudian dipanaskan sampai 1.100 ° C (2010 ° F) untuk menghaluskan oksida, atau pencucian dengan amonia yang kemudian bereaksi dengan oksida (VI) molibdenum untuk membentuk molybdate yang larut dalam air:

MoO₃ → NH₄OH + 2(NH₄) 2(MoO₄) + H₂O

            Tembaga merupakan pengotor yang kurang larut dalam amonia sehingga digunakan hidrogen sulfida untuk mengendapkannya.

8    Penggunaan Molibdenum

      Molibdenum terutama banyak digunakan di industri, diantaranya adalah:

o   Baja,

o   Pesawat,

o   Rudal,

o   Filamen di pemanas listrik,

o   Pelumas,

o   Lapisan pelindung pelat boiler,

o   Pigmen,

o   dan katalis.           

      Sekitar 75 persen dari Molibdenum yang digunakan di Amerika Serikat pada tahun 1996 dijadikan campuran untuk baja dan besi. Hampir setengah dari campuran ini digunakan untuk membuat stainless dan baja tahan panas. Hasilnya dapat digunakan dalam pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, dan rudal bagian. Penggunaan penting lainnya adalah campuran Molibdenum dalam produksi alat-alat khusus, seperti: busi, shaft baling-baling, senapan barel, peralatan listrik digunakan pada temperatur tinggi, dan boiler pelat.

      Penggunaan penting lainnya adalah sebagai katalis Molibdenum. Katalis adalah zat yang digunakan untuk mempercepat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Katalis tidak mengalami perubahan wujud selama reaksi. Katalis Molibdenum digunakan dalam berbagai operasi kimia, dalam industri minyak bumi, dan dalam produksi polimer dan plastik.

      Molibdenum digunakan pada alloy tertentu yang berbasis nikel, seperti Hastelloy ®, yang mana tahan panas dan tahan korosi bahan kimia. Molibdenum mengoksidasi pada suhu yang meningkat. Penerapan terbaru molibdenum adalah sebagai elektroda untuk tungku pembakaran kaca yang dipanaskan dengan listrik. Molibdenum juga digunakan dalam nuklir, dan dalam pembuatan  suku cadang rudal dan pesawat terbang. Molibdenum merupakan katalis penting dalam pemurnian minyak bumi. Juga diterapkan sebagai bahan filamen dalam dunia elektronik. Molibdenum adalah unsur esensial dalam jumlah sedikit yang dibutuhkan oleh tanaman; beberapa daerah tandus karena kekurangan unsur ini dalam tanah. Molibdenum sulfida adalah pelumas yang sangat berguna, khususnya pada suhu tinggi di mana oli mudah terurai. Hampir semua baja yang sangat kuat, dengan minimum daya tampung  300.000 psi mengandung molibdenum sejumlah  0.25 hingga 8%. Secara biologis, molibdenum sebagai unsur penting dalam pengikatan nitrogen dan proses metabolisme lainnya

2.9    Paduan Molibdenum

—  TZM (Mo (~ 99%), Ti (~ 0,5%), Zr (~ 0,08%) dan beberapa C)

◦      Tahan terhadap korosi

◦      molibdenum superalloy tahan garam fluorida cair pada suhu diatas 1300⁰C

◦      memiliki sekitar dua kali kekuatan Mo murni

◦      lebih ulet

—  MoW (Molibdenum-Tungsten)

ketahanan korosi lebih baik

kekuatan lebih tinggi

Aplikasi: komponen untuk pengolahan seng, misalnya pompa komponen, nozel, sarung termokopel, pengaduk untuk industri kaca 

• Molybdenum disulfide (MoS₂)
• Digunakan sebagai pelumas yang tahan tekanan-tinggi suhu tinggi (HPHT)

• Molybdenum disilicide (MoSi₂)
• Penggunaan primer di elemen pemanas beroperasi pada suhu di atas 1500 ° C dalam udara.

• Molybdenum trioksida (MoO₃)
• Sebagai perekat 

• Lead molibdat (wulfenite)
• diendapkan dengan kromat timah dan timbal sulfat merupakan pigmen terang-oranye digunakan untuk industri keramik dan plastik.

• Heptamolybdate Amonium
• digunakan dalam prosedur pewarnaan biologi.

2.10     Molibdenum Dalam Tubuh Manusia

Pada manusia, molybdenum dikenal berfungsi sebagai kofaktor untuk tiga enzim:

    * Sulfit oksidase mengkatalisis transformasi sulfit ke sulfat, reaksi yang diperlukan untuk metabolisme kandungan asam amino (metionin dan sistein).

     *Xanthine oksidase mengkatalisis pemecahan nukleotida (prekursor untuk DNA dan RNA) untuk membentuk asam urat, yang berkontribusi terhadap kapasitas antioksidan plasma darah.

    * Oksidase Aldehyde dan xanthine oksidase mengkatalisis reaksi hidroksilasi yang melibatkan beberapa molekul yang berbeda dengan struktur kimia yang sama. oksidase Xanthine dan oksidase aldehida juga berperan dalam metabolisme obat dan racun.

            Nilai ambang batas Mo dalam tubuh manusia

—  Anak-anak 1-3 tahun 300 µg / hari

—  Anak-anak 4-8 tahun 600 µg / hari

—  Anak-anak 9-13 tahun 1.100 µg / hari (1,1 mg / hari

—  Remaja 14-18 tahun 1.700 µg / hari(1,7 mg / hari

—  Dewasa 19 tahun dan lebih tua 2.000 (2,0 mg / hari)

                        Molibdenum diperlukan untuk oksidasi belerang, suatu komponen dari protein. Molibdenum terdapat dalam susu, buncis, roti dan gandum.                                                              

              

      Kekurangan Molibdenum

            Kekurangan molibdenum yang disebabkan karena asupan yang tidak memadai pada orang yang sehat, belum pernah diteliti. Tetapi kekurangan molibdenum terjadi pada keadaan tertentu misalnya jika seorang malnutrisi yang menderita penyakit Chron mendapatkan makanan parenteral dalam waktu yang lama tanpa tambahan molibdenum.

Gejalanya berupa:

- denyut jantung yang cepat

- sesak nafas

- mual

- muntah

- disorientasi

- koma.

            Penyembuhan total bisa diperoleh dengan pemberian molibdenum.

o   Kelebihan Molibdenum

            Orang yang mengkonsumsi molibdenum dalam jumlah besar dapat mengalami gejala yang menyerupai penyakit gout, termasuk peningkatan kadar asam urat dalam darah dan nyeri sendi.

            Penambang yang terpapar debu molibdenum bisa mengalami gejala-gejala yang tidak spesifik.

Molibdenum dan wolfram memiliki sifat kimia yang hampir sama, meskipun terdapat perbedaan jenis senyawaannya. Contoh : Mo(CO)6 mempunyai tipe sama dengan W(CO)6 tetapi memberi reaksi yang berbeda dengan asam asetat.

Beberapa bilangan oksidasi dan stereokimia dari Mo dan W terangkum dalam :

KELIMPAHAN :

Kelimpahan kedua unsur ini berkisar 10-4% pada batuan metalurgi. Beberapa

mineral sumber utama molibdenum (Mo) dan wolfram (W) antara lain :

₪Molibdenit (MoS2) dan wulfenit (PbMoO4), MgMoO4 Molibdenite

₪Scheelite (CaWO4) dan wolframite [Fe(Mn)WO4]

Metode Isolasi Molibdenum (Mo) dan Wolfram (W) Molibdenum (Mo)

Mineral Mo dilakukan proses foam flotation untuk memperoleh MoO3 direduksi dengan karbon untuk memperoleh logamnya. Wolfram (W) Mineral tungsen(wolfram) dihancurkan secara mekanik dan direaksikan dengan lelehan NaOH. Lelehannya dilarutkan dalam air untuk memperoleh Na-tungsenat yang

kemudian diasamkan untuk mendapatkan WO3 kemudian direduksi dengan hidrogen dan diperoleh logamnya.

Kegunaan :

₪Paduan logam untuk alat pemotong pada suhu tinggi

₪Filamen lampu

Sifat-sifat dari unsur Mo dan W

₪Tahan terhadap asam

₪Tahan terhadap panas (mp 26100C (Mo), 34100(W)

₪Tahan terhadap oksigen

₪Reaktip dengan flourin membentuk heksaflourida

Senyawaan dari Molibdenum dan Wolfram

a.Oksida: Beberapa oksida yang umum seperti : MoO3(putih), WO3(kuning), MoO2 dan WO2

₪Trioksida dibuat memanaskan logam dengan senyawa lain seperti sulfida dalam oksigen.

₪Dioksida dibuat dengan mereduksi trioksida dengan hidrogen atau NH3 pada suhu ± 4700C.

b.Halida, MOF6 dan WF6 dibuat dengan reaksi flourinasi terhadap logamnya. Kedua halida tersebut mudah terhidrolisis. Mo2Cl10 dibuat melalui klorinasi logamnya. WCl6dibuat melalui klorinasi logamnya.

Sumber :

Darjito, S. Si., M.Si.

Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dann Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Brawijaya

http://bilangapax.blogspot.com/2011/02/molibdenum.html