Molibdaat

Eienskappe

Algemeen
Naam	Molibdaat
Lys van anione

In die chemie is 'n molibdaat 'n verbinding wat 'n oksianioon bevat met molibdeen in sy hoogste oksidasietoestand van +6: Sjabloon:Ch2. Dit kan as 'n sout of 'n ester voorkom.

Molibdeen kan 'n baie groot reeks van sulke oksianione vorm, wat diskrete strukture of polimeries verlengde strukture kan wees, alhoewel laasgenoemde slegs in die vaste toestand voorkom. Die groter oksianione is lede van 'n groep verbindings wat polioksometalate genoem word. Omdat hulle slegs een tipe metaalatoom bevat, word dit dikwels isopolimetalate genoem. Die diskrete molibdeenoksianione wissel in grootte van die eenvoudigste Sjabloon:Chem, soos in natriummolibdaat tot uiters groot strukture wat in isopolimolibdeenblou gevind word. Dit bevat byvoorbeeld 154 Mo-atome. Wolfram is soortgelyk aan molibdeen en vorm baie wolframate wat sesvoudig- gekoöordineerde wolframatome bevat.

Voorbeelde van molibdaatanione

Voorbeelde van molibdaatoksianione is:

• (mono) Sjabloon:Chem, in bv. Na₂MoO₄ en het mineraal powelliet, CaMoO₄;
• (di) Sjabloon:Chem, soos in gehidreerde ammoniumdimolibdaat. Die watervrye tetrabutielammoniumsout van Sjabloon:Chem is ook bekend;
• (tri) Sjabloon:Chem kom in die etileendiamiensout voor;
• (tetra) Sjabloon:Chem word in 'n kaliumsout aangetref;
• (penta) Sjabloon:Chem in die sout van anilien (Sjabloon:Chem);
• (heksa) Sjabloon:Chem in die tetrametielammoniumsout;
• (hepta) Sjabloon:Chem in ammoniumheptamolibdaat, (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O;
• (okto) Sjabloon:Chem in die trimetielammoniumsout.

Die benaming van molibdate volg gewoonlik die konvensie van 'n voorvoegsel om die aantal Mo-atome aan te dui. Byvoorbeeld, dimolibdaat vir 2 molibdeenatome; trimolibdaat vir 3 molibdeenatome, ens. Soms word die oksidasietoestand as 'n agtervoegsel bygevoeg, soos in pentamolibdaat(VI). Die heptamolibdaatioon, Sjabloon:Chem, word dikwels "paramolibdaat" genoem.

Struktuur van molibdaatanione

Die kleiner anione, Sjabloon:Chem en Sjabloon:Chem het tetraëdriese omringing. In Sjabloon:Chem is die vier suurstofatome ekwivalent soos in sulfaat en chromaat, met gelyke bindingslengtes en -hoeke. Sjabloon:Chem kan beskou word as twee tetraëders wat 'n hoek deel, dit wil sê met 'n enkele oorbruggende O-atoom. In die groter anione is molibdeen oor die algemeen, maar nie eksklusief nie, 6-voudig gekoördineer met kante of hoekpunte van MoO₆-oktaëders wat gedeel word. Die oktaëders is verwronge. Tipiese M-O-bindingslengtes is:

• in terminaal nie-oorbruggende M–O ongeveer 170pm.
• in oorbruggende M–O–M-eenhede ongeveer 190pm.

Die Sjabloon:Chem-anioon bevat beide oktaëdriese en tetraëdriese molibdeen en kan geïsoleer word in 2 isomere vorms, alfa en beta.

Die heksamolibdaat-beeld hieronder toon die koördinasie-poliëders. Die spasievullende model van die heptamolibdaat toon die diggepakte aard van die suurstofatome in die struktuur. Die oksiedioon het 'n ioniese radius van 140pm; molibdeen(VI) is baie kleiner, 59pm. Daar is sterk ooreenkomste tussen die strukture van die molibdate en die molibdeenoksiede, (MoO₃, MoO₂ en die oksiede Mo₉O₂₆ en Mo₁₀O₂₉) wat se strukture almal diggepakte oksiedione bevat.

• 
  (a) Heksamolibdaat [Mo₆O₁₉]²⁻ (b) Heptamolibdaat [Mo₇O₂₄]⁶⁻
• 
  Bal-en-stokkiemodel van heptamolibdaat
• 
  Heptamolibdaat met ruimtevullende suurstofatome

Ewewigte in waterige oplossing

Wanneer Sjabloon:Ch2, molibdeentrioksied in alkaliöplossing opgelos word, word die eenvoudige Sjabloon:Ch2 anioon geproduseer:

$\mathrm{M}\mathrm{o}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{M}\mathrm{o}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

As die pH verlaag word, volg kondensasie, met verlies van water en die vorming van Mo–O–Mo-bindings. Die stoïgiometrie wat lei tot heksa-, hepta- en oktamolibdate word getoon:

$6[\mathrm{M}\mathrm{o}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4]{\phantom{A}}^{2-}+10\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶[\mathrm{M}\mathrm{o}{\phantom{A}}_6\mathrm{O}{\phantom{A}}_{19}]{\phantom{A}}^{2-}+10\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}^{-}+5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$7\mathrm{M}\mathrm{o}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+8\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}⟶\mathrm{M}\mathrm{o}{\phantom{A}}_7\mathrm{O}{\phantom{A}}_{24}{\phantom{A}}^{6-}+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{M}\mathrm{o}{\phantom{A}}_7\mathrm{O}{\phantom{A}}_{24}{\phantom{A}}^{6-}+\mathrm{H}\mathrm{M}\mathrm{o}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}⟶\mathrm{M}\mathrm{o}{\phantom{A}}_8\mathrm{O}{\phantom{A}}_{26}{\phantom{A}}^{4-}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Peroksomolibdate

Baie peroksomolibdate is bekend. Hulle is geneig om te vorm wanneer molibdaatsoute met waterstofperoksied behandel word. Opmerklik is die monomeer-dimeer-ewewig:

$[\mathrm{M}\mathrm{o}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3(\mathrm{O}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_2(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_2]{\phantom{A}}^{2-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}[\mathrm{M}\mathrm{o}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3(\mathrm{O}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_4(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}){\phantom{A}}_2]{\phantom{A}}^{2-}$

Sjabloon:Ch2 is ook bekend maar dit is onstabiel. Sommige verwante verbindings vind gebruik as oksideermiddels in organiese sintese.

Industriële gebruike

Katalise

Molibdate word wyd gebruik in katalise. Die grootste gebruik van molibdaat is die vervaardiging van katalisators vir hidro-ontswaweling, die proses waardeur swael uit petroleum verwyder word. Bismutmolibdate, nominaal van die samestelling Bi₉PMo₁₂O₅₂, kataliseer ammoksidasie van propileen tot akrilonitriel. Ferrimolibdate word industrieel gebruik om die oksidasie van metanol na formaldehied te kataliseer.