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molibdato

Estructura del molibdato
Modelo 3D del ion molibdato.

En química , un molibdato es un compuesto que contiene un oxianión con molibdeno en su estado de oxidación más alto de 6: O − −Mo(=O) 2 −O − . El molibdeno puede formar una gama muy amplia de tales oxianiones, que pueden ser estructuras discretas o estructuras poliméricas extendidas, aunque estas últimas sólo se encuentran en estado sólido . Los oxianiones más grandes son miembros de un grupo de compuestos denominados polioxometalatos y, debido a que contienen sólo un tipo de átomo metálico, a menudo se les llama isopolimetalatos . [1] Los oxianiones de molibdeno discretos varían en tamaño desde el MoO más simple2-4
​, que se encuentra en el molibdato de potasio hasta estructuras extremadamente grandes que se encuentran en los azules de isopolimolibdeno que contienen, por ejemplo, 154 átomos de Mo. El comportamiento del molibdeno es diferente al de los demás elementos del grupo 6 . El cromo sólo forma los cromatos , CrO.2-4
​, cr
2oh2-7
​, cr
3oh2-10
​ y cr
4oh2-13
​iones que se basan todos en cromo tetraédrico. El tungsteno es similar al molibdeno y forma muchos tungstatos que contienen tungsteno de 6 coordenadas. [2]

Ejemplos de aniones de molibdato

Ejemplos de oxianiones de molibdato son:

La denominación de los molibdatos generalmente sigue la convención de un prefijo para mostrar el número de átomos de Mo presentes. Por ejemplo, dimolibdato para 2 átomos de molibdeno; trimolibdato para 3 átomos de molibdeno, etc. A veces, el estado de oxidación se agrega como sufijo, como en pentamolibdato (VI) . El ion heptamolibdato, Mo
7oh6-24
​, a menudo se le llama "paramolibdato".

Estructura de los aniones de molibdato.

Los aniones más pequeños, MoO2-4
​y Mo
2oh2-7
​presentan centros tetraédricos. En MoO2-4
​Los cuatro oxígenos son equivalentes como en el sulfato y el cromato , con longitudes y ángulos de enlace iguales. Mes
2oh2-7
​ Se puede considerar que son dos tetraedros que comparten una esquina, es decir, con un único átomo de O puente. [1] En los aniones más grandes, el molibdeno generalmente, pero no exclusivamente, 6 se coordina con los bordes o vértices de los octaedros MoO 6 que se comparten. Los octaedros están distorsionados, las longitudes típicas de los enlaces MO son:

La mo
8oh4-26
​El anión contiene molibdeno tanto octaédrico como tetraédrico y se puede aislar en 2 formas isoméricas, alfa y beta. [2]

La siguiente imagen de hexamolibdato muestra los poliedros de coordinación. El modelo de llenado de espacio de la imagen de heptamolibdato muestra la naturaleza compacta de los átomos de oxígeno en la estructura. El ion óxido tiene un radio iónico de 1,40 Å, el molibdeno (VI) es mucho más pequeño, 0,59 Å. [1] Existen grandes similitudes entre las estructuras de los molibdatos y los óxidos de molibdeno ( MoO 3 , MoO 2 y los óxidos de "corte cristalográfico", Mo 9 O 26 y Mo 10 O 29 ), cuyas estructuras contienen iones de óxido muy compactos. . [9]

Equilibrios en solución acuosa.

Cuando MoO 3 , trióxido de molibdeno se disuelve en una solución alcalina, el MoO simple2-4se produce anión:

A medida que disminuye el pH , se producen condensaciones, con pérdida de agua y formación de enlaces Mo-O-Mo. La estequiometría que conduce a hexa, hepta y octamolibdatos se muestra: [1] [10]

[2]
[2]

peroxomolibdatos

Se conocen muchos peroxomolibdatos. Tienden a formarse tras el tratamiento de sales de molibdato con peróxido de hidrógeno. Es notable el equilibrio monómero-dímero:

También conocido pero inestable es [Mo(O 2 ) 4 ] 2− (ver tetraperoxocromato(V) de potasio ). Algunos compuestos relacionados encuentran uso como oxidantes en la síntesis orgánica . [11]

tetratiomolibdato

El anión tetratiomolibdato rojo se produce cuando las soluciones de molibdato se tratan con sulfuro de hidrógeno :

Al igual que el propio molibdato, el MoS2-4sufre condensación en presencia de ácidos, pero estas condensaciones van acompañadas de procesos redox.

Usos industriales

Catálisis

Los molibdatos se utilizan ampliamente en catálisis . En términos de escala, el mayor consumidor de molibdato es como precursor de catalizadores para la hidrodesulfuración , el proceso mediante el cual se elimina el azufre del petróleo. Los molibdatos de bismuto, nominalmente de composición Bi 9 PMo 12 O 52 , catalizan la amoxidación de propileno a acrilonitrilo . Los molibdatos férricos se utilizan industrialmente para catalizar la oxidación del metanol a formaldehído . [12]

Inhibidores de corrosión

El molibdato de sodio se ha utilizado en el tratamiento de aguas industriales como inhibidor de la corrosión . Inicialmente se pensó que sería un buen sustituto del cromato, cuando el cromato estaba prohibido por su toxicidad. Sin embargo, el molibdato requiere altas concentraciones cuando se usa solo, por lo que generalmente se agregan inhibidores de corrosión complementarios [13] y se usa principalmente en circuitos de enfriamiento de circuito cerrado de alta temperatura. [14] Según un estudio experimental, se ha informado que el molibdato es un biocida eficaz contra la corrosión inducida microbiológicamente (MIC), donde la adición de 1,5 mM de molibdato/día dio como resultado una disminución del 50 % en la velocidad de corrosión. [15]

Supercondensadores

Los molibdatos (especialmente FeMoO 4 , Fe 2 (MoO 4 ) 3 , NiMoO 4 , CoMoO 4 y MnMoO 4 ) se han utilizado como materiales anódicos o catódicos en condensadores acuosos. [16] [17] [18] [19] Debido al almacenamiento de carga pseudocapacitiva , se ha observado una capacitancia específica de hasta 1500 F g −1 . [17]

Medicamento

El molibdeno-99 radiactivo en forma de molibdato se utiliza como isótopo principal en generadores de tecnecio-99m para imágenes de medicina nuclear . [20]

Otro

La fijación de nitrógeno requiere molibdoenzimas en las legumbres (p. ej., soja, acacia, etc.). Por este motivo, los fertilizantes suelen contener pequeñas cantidades de sales de molibdato. La cobertura suele ser inferior a un kilogramo por acre. [12]

Los pigmentos de molibdato de cromo son pigmentos especiales pero disponibles comercialmente. [12] El molibdato (normalmente en forma de molibdato de potasio) también se utiliza en las pruebas colorimétricas analíticas para determinar la concentración de sílice en solución, denominada método del azul de molibdeno. [21] Además, se utiliza en la determinación colorimétrica de la cantidad de fosfato en asociación con el tinte verde malaquita.

molibdato coleccionable

Cristales de molibdato recolectados por entusiastas de las gemas con las mejores muestras de molibdato cristalizado del mundo provenientes de la mina Madawaska . [22]

Referencias

  1. ^ abcdeGreenwood , Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. ^ abcd Algodón, F. Albert ; Wilkinson, Geoffrey ; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Química inorgánica avanzada (6ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  3. ^ Día VW; MF Federico; WG Klemperer; W. Shum (1977). "Síntesis y caracterización del ion dimolibdato, Mo
    2    oh2-7
    ​    ". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 99 (18): 6146. doi :10.1021/ja00460a074.
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    2    h
    10    norte
    2    )[Mes
    3    oh
    10    ]     ". Revista de Química del Estado Sólido . 132 (1): 224–227(4). Bibcode :1997JSSCh.132..224G. doi :10.1006/jssc.1997.7502.
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    2    Mes
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    13    , y su relación con las estructuras de otros polimolibdatos metálicos univalentes ". J. Chem. Soc. A : 2107–2112. doi : 10.1039/J19710002107.
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