Huomautus: Tämä artikkeli on alun perin julkaistu vuonna 1998, oli päivitetty vuonna 2006 eBook painos.
yleiskatsaus
kadmium on siirtymämetalli. Siirtyminen metallit ovat elementtejä löytyy Rivit 4-7 Ryhmien välillä 2 ja 13 jaksollisen, kaavio, joka osoittaa, miten elementit liittyvät toisiinsa. Kadmiumin löysi saksalainen kemisti Friedrich Stromeyer (1776-1835) vuonna 1817. Sitä esiintyy yleisimmin sinkin malmeissa.
kadmium on pehmeä metalli, joka leikataan helposti veitsellä., Se muistuttaa sinkkiä monissa fysikaalisissa ja kemiallisissa ominaisuuksissaan. Maankuoressa sitä on kuitenkin paljon vähemmän kuin sinkkiä.
ylivoimaisesti tärkein kadmiumin käyttö yhdysvalloissa on tuotannossa nicd (nikkeli-kadmium) tai ladattavat akut. Sitä käytetään myös pigmenteissä, pinnoitteissa ja pinnoituksissa, muovituotteiden valmistuksessa ja seoksissa. Metalliseos valmistetaan sulattamalla ja sekoittamalla kahta tai useampaa metallia. Seoksen ominaisuudet poikkeavat yksittäisten metallien ominaisuuksista.
symboli
Cd
järjestysluku
48
atomimassa
112.,41
– PERHE –
Ryhmä 12 (IIB)
Siirtyminen metalli
ÄÄNTÄMINEN
CAD-mee-um
Varovaisuutta tulee käyttää silloin, kun käsittely kadmiumia ja sen yhdisteitä sellaisina kuin ne ovat myrkyllisiä ihmisille ja eläimille. Ne uhkaavat ympäristöä monien sovellutustensa vuoksi.
Löytö ja nimeäminen
sen lisäksi, että professori Göttingenin Yliopistosta, Stromeyer oli valtion virkamies vastuussa tarkastus apteekit valtion Hannover, Saksa., Yksi tarkastus-matka, hän havaitsi, että monet apteekit olivat sileää yhdiste, sinkki nimeltään sinkki karbonaatti (ZnCO3) sen sijaan tavallista sinkkioksidia (ZnO). Sinkkioksidia on vielä nykyäänkin helposti saatavilla apteekeissa.
Stromeyer kerrottiin, että toimittaja oli ongelmia tehdä sinkkioksidi sinkistä karbonaatti ja oli tarjonnut korvaaminen. Normaali prosessi oli lämpöä sinkki karbonaatti tuottaa sinkkioksidi:
toimittaja selitti, että sinkki karbonaatti kellastuneet, kun sitä lämmitetään. Normaalisti keltainen väri tarkoitti sitä, että rautaa oli epäpuhtautena., Toimittaja ei löytänyt sinkkikarbonaatistaan rautaa, mutta se oli silti keltaista. Apteekit eivät ostaisi keltaista sinkkioksidia, joten toimittaja myi sen sijaan valkoista sinkkikarbonaattia.
Stromeyer analysoi parittoman keltaisen sinkkikarbonaatin. Hän löysi uuden alkuaineen, kadmiumin. Kadmium sai sinkkikarbonaatin kellastumaan kuumennettaessa. Nimi tulee muinaisesta sinkkioksidia tarkoittavasta sanasta cadmia. Sinkkioksidia on apteekeissa vielä nykyäänkin. Sitä myydään nimellä calamine lotion. Calamine lotion on suosittu lääke auringonpolttamien tai bugin puremien kutinan pysäyttämiseen.,
fysikaaliset ominaisuudet
kadmium on kiiltävä metalli, jossa on sinertävä valettu (sävy). Se on hyvin pehmeä ja sitä voi melkein raapia kynsillä. Sen sulamispiste on 321°C (610°F) ja sen kiehumispiste on 765°C(1,410°F). Kadmiumin tiheys on 8,65 grammaa kuutiosenttimetrissä.
kadmiumin mielenkiintoinen ominaisuus on sen vaikutus seoksissa. Yhdessä tiettyjen metallien kanssa se alentaa sulamispistettä. Joitakin yleisiä matalasulatuspisteseoksia ovat Lichtenberg ”s metal, Abel”s metal, Lipowitz” metal, Newton”s metal ja Wood”s metal.,
Kemialliset ominaisuudet
Kadmium reagoi hitaasti hapen kanssa kosteassa ilmassa huoneen lämpötiloissa, muodostaen kadmiumoksidi:
Kadmiumia ei reagoi veden kanssa, vaikka se reagoi useimmat hapot.
Esiintyminen luonnossa
runsaasti kadmiumia Maan päällä”s-kuori on arvioitu olevan noin 0,1-0,2 ppm. Se sijoittuu maapallon yltäkylläisyyden suhteen alempaan 25 prosenttiin alkuaineista.
kadmiumin ainoa tärkeä malmi on greenockite eli kadmiumsulfidi (CdS). Suurin osa kadmiumista saadaan sinkin jalostuksen sivutuotteena.,
suurimmat tuottajat kadmium vuonna 1996 olivat Kanada, Japani, Belgia, yhdysvallat, Kiina, Kazakstan ja Saksa.
isotooppeja
kadmiumin luonnossa esiintyviä isotooppeja on kahdeksan. He ovat kadmium-106 -, kadmium-108 -, kadmium-110 -, kadmium-111 -, kadmium-112 -, kadmium-113 -, kadmium-114, – ja kadmium-116. Isotoopit ovat alkuaineen kahta tai useampaa muotoa. Isotoopit eroavat toisistaan massalukunsa mukaan. Alkuaineen”s nimen oikealle puolelle kirjoitettu luku on massaluku., Massaluku edustaa alkuaineen atomin ytimessä olevien protonien ja neutronien määrää. Alkuaineen määrää protonien määrä, mutta jonkin alkuaineen atomissa olevien neutronien määrä voi vaihdella. Jokainen muunnelma on isotooppi.
kadmiumin radioaktiivisia isotooppeja tunnetaan myös noin 20. Radioaktiivinen isotooppi on sellainen, joka hajoaa ja synnyttää jonkinlaista säteilyä. Radioaktiivisia isotooppeja syntyy, kun atomeja kohti ammutaan hyvin pieniä hiukkasia. Nämä hiukkaset tarttuvat atomeihin ja tekevät niistä radioaktiivisia.,
yhtä kadmiumin isotooppia, kadmium-109: ää, käytetään joskus metalliseosten analysointiin. Se tarjoaa tavan pitää kirjaa seokset varastossa ja lajittelu eri muotoja metalliromua toisistaan.
uutto
suurin osa kadmiumista saadaan sivutuotteena sinkistä. Kadmium ja sinkki sulavat eri lämpötiloissa, mikä tarjoaa yhden tavan erottaa kaksi metallia. Kun sinkin ja kadmiumin nestemäinen seos jäähdytetään, sinkki muuttuu ensin kiinteäksi. Se voidaan poistaa seoksesta jättäen jälkeensä nestemäistä kadmiumia.,
Kadmium ja palo sprinklerit
yleinen alhainen sulamispiste kadmium seos on Puu”: n metalli. Tämä seos sulaa 70°C: ssa (158°F), ja sitä käytetään tulppa sprinklerijärjestelmissä. Kun lämpötila nousee yli 70°C (158°F), pistoke sulaa ja putoaa pois. Tämä avaa vesijohdon ja aktivoi sprinklerin. Ulos suihkuttaa vettä!
nykyään noin 70 prosenttia maailmanlaajuisesti tuotetusta kadmiumista käytetään nikkeli-kadmium (nicad) – akuissa. Nicad-akut ovat ladattavia.
Käyttää
kerralla, tärkeintä kadmiumin käyttö oli galvanointi terästä., Galvanointi on prosessi, jolla yhden metallin ohut kerros talletetaan toisen metallin pinnalle. Sähkövirta johdetaan päällystysmetallia sisältävän liuoksen läpi. Metalli on sähköisesti talletettu toiseen metalliin. Ohut kadmiumkerros suojaa terästä korroosiolta (ruostumiselta).
viime 30 vuotta, käyttää kadmiumia elektrolyyttistä on laskenut noin 70 prosenttia johtuu ympäristönäkökohdat. Käytöstä poistettu sähkösaostettu teräs tuo kadmiumia ympäristöön. Vaihtoehtoisia pinnoitusmenetelmiä käytetään yleensä nyt.,
nykyään noin 70 prosenttia maailmanlaajuisesti tuotetusta kadmiumista käytetään nikkeli-kadmium (nicad) – akuissa. Nicad-akkuja voidaan käyttää yhä uudelleen. Kun nicd-akku on menettänyt osan tai kaikki sen voima, se työnnetään yksikkö, joka liitetään pistorasiaan. Pistorasiasta tuleva sähkö lataa akun.
Nicd-akkuja käytetään paljon erilaisia laitteita, kuten cd-soittimet, matkapuhelimet, pocket-tallentimet, kannettavat sähkötyökalut, johdottomat puhelimet, kannettavat tietokoneet, videokamerat, ja skanneri radiot., Kaksi ranskalaista autonvalmistajaa tutkii mahdollisuutta käyttää nicad-akkuja sähköautoissa.
yhdisteet
kadmiumyhdisteiden suosittu käyttö on väriaineina. Kaksi yleisimmin käytettyä yhdistettä ovat kadmiumsulfidi (CdS) ja kadmiumselenidi (CdSe). Sulfidi on keltainen, oranssi tai ruskea, kun taas selenidi on punainen. Näitä yhdisteitä käytetään maalien ja muovien värjäämiseen. Kadmiumin käytön mahdollisista ympäristövaikutuksista tähän tarkoitukseen ollaan huolissaan. Tyydyttäviä sijaisia ei kuitenkaan ole löytynyt.,
terveysvaikutukset
pääasialliset lähteet kadmiumille ihmiset ovat tupakointi, tiettyjen elintarvikkeiden (kuten äyriäisiä, maksan ja munuaisten lihaa), hiilen poltto, ja saastunut vesi. Ne, joilla on suurin riski saada paljon kadmiumia, ovat ihmisiä, jotka työskentelevät suoraan metallin kanssa. Valmistuslaitokset, joissa käytetään paristoja, käyttävät kadmiumia hienona jauheena, jossa sitä voidaan helposti hengittää. Työntekijöiden on oltava varovaisia kadmiumin käsittelyssä.
kadmiumin vaaroista ympäristössä ollaan yhä huolestuneempia. Ladattavat akut valmistetaan kadmiumista ja nikkelistä., Kadmium voi paeta kaatopaikoilta (jonne roskat on haudattu) ja päästä maahan ja pohjaveteen. Sieltä se voi tulla osaksi ruokaa ja vettä, jota ihmiset ja eläimet syövät.
alhaiset kadmiumpitoisuudet aiheuttavat pahoinvointia, oksentelua ja ripulia. Hengitettynä kadmiumpöly aiheuttaa kurkun kuivumista, tukehtumista, päänsärkyä ja keuhkokuumeen kaltaisia oireita.
valmistuslaitokset, joissa käytetään paristoja, käyttävät kadmiumia hienona jauheena, jossa sitä voidaan helposti hengittää. Työntekijöiden on oltava varovaisia kadmiumin käsittelyssä.,
vaikutukset laaja kadmiumille altistumisen ei tiedetä, mutta arvellaan ovat sydän-ja munuaissairaus, korkea verenpaine ja syöpä. Kadmium myrkytys sairaus nimeltä itai-itai, Japanilainen for ”auts-auts,” aiheuttaa särkyjä ja kipuja luut ja nivelet. Japanissa raportoitiin 1970-luvulla useita itai-itai-tapauksia, kun sinkkijalostamon jätteet päätyivät julkiseen vesihuoltoon. Nämä jätteet sisälsivät kadmiumyhdisteitä.