Trioxyde de molybdène

Le trioxyde de molybdène est un composé chimique de formule MoO₃. Il existe naturellement sous la forme d'un minéral rare, la molybdite, et est produit en plus grande quantité que n'importe quel autre composé du molybdène.

Identification
Trioxyde de molybdène

__ Mo⁶⁺ __ O²⁻ Maille cristalline du trioxyde de molybdène.
Nom UICPA	trioxomolybdène
Synonymes	oxyde de molybdène(VI)
N^o CAS	1313-27-5
N^o ECHA	100.013.823
N^o CE	215-204-7
PubChem	14802
ChEBI	30627
SMILES	O=[Mo](=O)=O PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/Mo.3O Std. InChIKey : JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N
Apparence	solide jaune-vert à bleu clair
Propriétés chimiques
Formule	Mo O₃ [Isomères]
Masse molaire[1]	143,96 ± 0,02 g/mol Mo 66,66 %, O 33,34 %,
Propriétés physiques
T° fusion	795 °C[2]
T° ébullition	1 155 °C (sublimation)[2]
Solubilité	0,5 g l⁻¹ à 28 °C[2]
Masse volumique	4,7 g cm⁻³[2]
Thermochimie
S⁰_solide	77,7 J K⁻¹ mol⁻¹[3]
Δ_fH⁰_solide	−745,1 kJ mol⁻¹[3]
Cristallographie
Système cristallin	Orthorhombique
Réseau de Bravais	oP16
Paramètres de maille	a = 1,402 nm b = 0,37028 nm c = 0,39663 nm^{[réf. souhaitée]}
Précautions
SGH[2]
H319, H335, H351, P281, P305+P351+P338 et P308+P313 H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires H351 : Susceptible de provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) P281 : Utiliser l’équipement de protection individuel requis. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin.

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Il est utilisé principalement comme catalyseur dans des réactions d'oxydation et comme matière première pour la production du molybdène métallique.

Production et réactions principales

Le molybdène est en général un composant minoritaire d'autres minerais tels que CuS₂. Il se trouve alors sous forme de disulfure de molybdène. Le trioxyde de molybdène est donc produit industriellement par grillage de MoS₂, principal minerai du molybdène :

2 MoS₂ + 7 O₂ → 2 MoO₃ + 4 SO₂.

On obtient du trioxyde de molybdène technique dans lequel on trouve aussi du dioxyde de molybdène MoO₂. Cet oxyde peut ensuite être purifié par sublimation à haute température, ou par traitement à l'ammoniaque[4].

Au laboratoire, on prépare MoO₃ par l'acidification de solutions aqueuses de molybdate de sodium Na₂MoO₄ par l'acide perchlorique HClO₄ :

Na₂MoO₄ + H₂O + 2 HClO₄ → MoO₃·2H₂O + 2 NaClO₄.

Le dihydrate MoO₃·2H₂O perd rapidement son eau pour donner le monohydrate MoO₃·H₂O ; ces deux composés sont jaune vif.

Le trioxyde de molybdène se dissout difficilement dans l'eau pour donner de l'« acide molybdique » H₂MoO₄.

Utilisations

Le molybdène est utilisé comme additif dans les aciers et les alliages pour améliorer leur résistance à la corrosion. En fonction du milieu dans lequel l'acier est utilisé (acide ou basique), les phases qui inhibent cette corrosion peuvent être les oxydes de molybdène MoO₂ et MoO₃, et l'hydroxyde de molybdène Mo(OH)₃[5].

L'oxyde de molybdène est utilisé comme matière première pour la synthèse de molybdène, pour cela on réduit l'oxyde de molybdène par du dihydrogène à haute température. La réaction est :

MoO₃ + 3 H₂ → Mo + 3 H₂O

Le trioxyde de molybdène est aussi utilisé comme catalyseur pour certaines réactions d'oxydation, il entre par exemple dans la composition des phosphomolybdates utilisés dans la synthèse d'acrylonitrile à partir de propène et d'ammoniac.

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Entrée « Molybdenum trioxide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 29 octobre 2011 (JavaScript nécessaire).
Chase, M.W., Jr., « NIST-JANAF Themochemical Tables, Fourth Edition », J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. Monograph 9,‎ 1998, p. 1-1951.
Pierre Blazy et El Aïd Jdid, « métallurgie du molybdène », Techniques de l'Ingénieur, vol. M2380 V1,‎ 2012.
Thiago Mesquita, Aciers inoxydables et corrosion localisée : le rôle du molybdène (thèse), université de Grenoble, 2006 (lire en ligne), page 19.

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[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[GESTIS-2] Entrée « Molybdenum trioxide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 29 octobre 2011 (JavaScript nécessaire).

[chase-3] Chase, M.W., Jr., « NIST-JANAF Themochemical Tables, Fourth Edition », J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. Monograph 9,‎ 1998, p. 1-1951.

[4] Pierre Blazy et El Aïd Jdid, « métallurgie du molybdène », Techniques de l'Ingénieur, vol. M2380 V1,‎ 2012.

[5] Thiago Mesquita, Aciers inoxydables et corrosion localisée : le rôle du molybdène (thèse), université de Grenoble, 2006 (lire en ligne), page 19.