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Trióxido de molibdeno

El trióxido de molibdeno describe una familia de compuestos inorgánicos con la fórmula MoO 3 (H 2 O) n donde n = 0, 1, 2. El compuesto anhidro se produce en la mayor escala de cualquier compuesto de molibdeno, ya que es el principal intermedio producido cuando se purifican los minerales de molibdeno. El óxido anhidro es un precursor del metal molibdeno, un importante agente de aleación. También es un importante catalizador industrial . [8] Es un sólido amarillo, aunque las muestras impuras pueden aparecer azules o verdes.

El trióxido de molibdeno se presenta en forma de un mineral raro , el molibdita .

Estructura

Una sección de la cadena que comprende octaedros que comparten aristas. Los átomos de oxígeno en la parte posterior y frontal de la cadena se unen a otras cadenas para formar la capa. [9]

En la fase gaseosa, tres átomos de oxígeno están unidos al átomo central de molibdeno. En el estado sólido, el MoO 3 anhidro está compuesto de capas de octaedros de MoO 6 distorsionados en un cristal ortorrómbico. Los octaedros comparten aristas y forman cadenas que están reticuladas por átomos de oxígeno para formar capas. Los octaedros tienen un enlace corto de molibdeno-oxígeno a un oxígeno que no forma puente. [9] [10] También se conoce una forma metaestable (β) de MoO 3 con una estructura similar a WO 3. [11] [2]

Preparación y reacciones principales

Molibdita sobre molibdenita , mina de molibdeno Questa , Nuevo México (tamaño: 11,0×6,7×4,1 cm).

El MoO 3 se produce industrialmente tostando el mineral molibdenita ( disulfuro de molibdeno ), el principal mineral de molibdeno: [8]

2MoS2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SO2​

Se aplican procedimientos similares para la recuperación de molibdeno de catalizadores agotados. El trióxido resultante se puede purificar por sublimación. La síntesis de laboratorio del dihidrato implica la acidificación de soluciones acuosas de molibdato de sodio con ácido perclórico : [12]

Na 2 MoO 4 + H 2 O + 2 HClO 4 → MoO 3 ·2H 2 O + 2 NaClO 4

El dihidrato pierde agua fácilmente para dar lugar al monohidrato. Ambos son de color amarillo brillante. El trióxido de molibdeno se disuelve ligeramente en agua para dar lugar al " ácido molíbdico ". En una base, se disuelve para dar lugar al anión molibdato.

Usos

El trióxido de molibdeno se utiliza para fabricar molibdeno metálico:

MoO 3 + 3 H 2 → Mo + 3 H 2 O

El trióxido de molibdeno también es un componente del cocatalizador utilizado en la producción industrial de acrilonitrilo mediante la oxidación de propeno y amoníaco .

Debido a su estructura en capas y la facilidad de acoplamiento Mo(VI)/Mo(V), el MoO3 es de interés en dispositivos electroquímicos y pantallas. Se lo ha descrito como "el TMO [óxido de metal de transición] más comúnmente utilizado en aplicaciones de electrónica orgánica... se evapora a una temperatura relativamente baja (~400 °C)". [13] Tiene propiedades electrónicas y químicas favorables para su uso como capas de interfaz, dopantes de tipo p y materiales de transporte de huecos en OLED , células solares orgánicas y células solares de perovskita , [14] especialmente cuando se forma un contacto óhmico con semiconductores orgánicos . [15]

Referencias

  1. ^ abc Haynes, pág. 4.77
  2. ^ ab Balendhran, Sivacarendran; Walia, Sumeet; Nili, Hussein; Ou, Jian Zhen; Zhuiykov, Serge; Kaner, Richard B.; Sriram, Sharath; Bhaskaran, Madhu; Kalantar-zadeh, Kourosh (26 de agosto de 2013). "Trióxido de molibdeno bidimensional y dichaslcogenuros". Materiales funcionales avanzados . 23 (32): 3952–3970. doi :10.1002/adfm.201300125. S2CID  95301280.
  3. ^ Haynes, pág. 4.134
  4. ^ Åsbrink, S.; Kihlborg, L.; Malinowski, M. (1988). "Estudios de difracción de rayos X de monocristal de alta presión de MoO 3 . I. Parámetros de red de hasta 7,4 GPa". J. Appl. Crystallogr . 21 (6): 960–962. doi :10.1107/S0021889888008271.
  5. ^ Haynes, pág. 5.15
  6. ^ abc "Molibdeno (compuestos solubles, como Mo)". Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  7. ^ "Trióxido de molibdeno". PubChem .
  8. ^ ab Roger F. Sebenik; et al. (2005). "Molibdeno y compuestos de molibdeno". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a16_655. ISBN 978-3527306732.
  9. ^ ab "Datos minerales de molibdita". Webmineral .
  10. ^ Wells, AF (1984) Química inorgánica estructural, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6 . 
  11. ^ McCarron, EM (1986). "β-MoO 3 : un análogo metaestable de WO 3 ". J. química. Soc., Química. Comunitario. (4): 336–338. doi :10.1039/C39860000336.
  12. ^ Heynes, JBB; Cruywagen, JJ (1986). "Dihidrato de óxido de molibdeno (VI) amarillo". Síntesis inorgánicas . vol. 24, págs. 191-2. doi :10.1002/9780470132555.ch56. ISBN 9780470132555.
  13. ^ Meyer, Jens; Hamwi, Sami; Kröger, Michael; Kowalsky, Wolfgang; Riedl, Thomas; Kahn, Antoine (2012). "Óxidos de metales de transición para electrónica orgánica: energética, física de dispositivos y aplicaciones". Materiales avanzados . 24 (40): 5408–5427. Bibcode :2012AdM....24.5408M. doi :10.1002/adma.201201630. PMID  22945550. S2CID  197055498.
  14. ^ White, Robin T.; Thibau, Emmanuel S.; Lu, Zheng-Hong (16 de febrero de 2016). "Estructura de la interfaz de MoO3 en semiconductores orgánicos". Scientific Reports . 6 (1): 21109. Bibcode :2016NatSR...621109W. doi :10.1038/srep21109. ISSN  2045-2322. PMC 4754744 . PMID  26880185. 
  15. ^ Gong, Yongshuai; Dong, Yiman; Zhao, Biao; Yu, Runnan; Hu, Siqian; Tan, Zhan'ao (2020). "Diversas aplicaciones de MoO 3 para energía fotovoltaica orgánica de alto rendimiento: fundamentos, procesos y estrategias de optimización". Journal of Materials Chemistry A . 8 (3): 978–1009. doi :10.1039/C9TA12005J. ISSN  2050-7488. S2CID  213237371.

Fuentes citadas

Enlaces externos