Megjegyzés: Ez a cikk, eredetileg megjelent 1998-ban, frissítették 2006-ban az eBook kiadás.
áttekintés
a kadmium egy átmeneti fém. Az átmeneti fémek a periódusos rendszer 2. és 13. csoportjai között a 4-7. sorban található elemek, egy diagram, amely megmutatja, hogyan kapcsolódnak az elemek. A kadmiumot Friedrich Stromeyer (1776-1835) német kémikus fedezte fel 1817-ben. Leggyakrabban a cink érceiben található meg.
a kadmium egy puha fém, amely könnyen vágható késsel., Sok fizikai és kémiai tulajdonságában hasonlít a cinkre. Azonban ez sokkal kevésbé bőséges a földkéreg, mint a cink.
az Egyesült Államokban messze a kadmium legfontosabb felhasználása a nicad (nikkel-kadmium) vagy Újratölthető Akkumulátorok előállítása. Azt is használják a pigmentek, bevonatok, galvanizálás, gyártása műanyag termékek, ötvözetek. Az ötvözet két vagy több fém olvasztásával és keverésével készül. A keverék tulajdonságai eltérnek az egyes fémek tulajdonságaitól.
szimbólum
Cd
atomszám
48
atomtömeg
112.,41
család
12. csoport(IIB)
átmeneti fém
kiejtés
CAD-mee-um
óvatosan kell eljárni a kadmium és vegyületeinek kezelése során, mivel azok emberre és állatokra mérgezőek. Számos alkalmazásuk miatt veszélyt jelentenek a környezetre.
Discovery and named
amellett, hogy a Göttingeni Egyetem professzora volt, Stromeyer kormányzati tisztviselő volt, aki a németországi Hannover állam gyógyszertárainak ellenőrzéséért felelős., Egy ellenőrző út során megállapította, hogy sok gyógyszertár a szokásos cink-oxid (ZnO) helyett cink-karbonát (znco3) nevű vegyületet tárol. A cink-oxid ma is könnyen elérhető a gyógyszertárakban.
Stromeyernek azt mondták, hogy a szállítónak problémái voltak a cink-oxid cink-karbonátból történő előállításával, és felajánlotta a helyettesítést. A szokásos eljárás a cink-karbonát melegítése volt a cink-oxid előállításához:
a szállító elmagyarázta, hogy a cink-karbonát melegítéskor sárga színűvé vált. Általában a sárga szín azt jelentette, hogy a vas szennyeződésként jelen volt., A szállító nem talált vasat a cink-karbonátjában, de még mindig sárga volt. A gyógyszertárak nem vásárolnának sárga cink-oxidot, ezért a szállító ehelyett fehér cink-karbonátot értékesített.
Stromeyer elemezte a páratlan sárga cink-karbonátot. Amit felfedezett, egy új elem-kadmium. A kadmium miatt a cink-karbonát melegítéskor sárgára vált. A név a cink-oxid, a cadmia ősi kifejezéséből származik. A cink-oxid ma is elérhető a gyógyszertárakban. A calamine lotion néven kerül forgalomba. A Calamine lotion népszerű gyógymód a napégés vagy a rovarcsípések viszketésének megállítására.,
fizikai tulajdonságok
a kadmium egy fényes fém, amelynek kékes öntvénye (árnyéka)van. Nagyon puha, szinte körmével karcolható. Olvadáspontja 321°C(610°F), forráspontja 765°C (1410°F). A kadmium sűrűsége 8,65 gramm / köbcentiméter.
a kadmium érdekes tulajdonsága az ötvözetek hatása. Bizonyos fémekkel kombinálva csökkenti az olvadáspontot. Néhány gyakori alacsony olvadáspontú ötvözet a Lichtenberg fém, Abel fém, Lipowitz fém, Newton fém és fa fém.,
kémiai tulajdonságok
a kadmium szobahőmérsékleten lassan reagál oxigénnel nedves levegőben, kadmium-oxidot képezve:
a kadmium nem reagál vízzel, bár a legtöbb savval reagál.
előfordulás a természetben
a rengeteg kadmium a földkéregben becslések szerint körülbelül 0,1-0,2 rész / millió. Az elemek alsó 25% – ában helyezkedik el a föld bősége szempontjából.
a kadmium egyetlen fontos ércje a greenockit vagy a kadmium-szulfid (CdS). A legtöbb kadmiumot cink-finomítás melléktermékeként állítják elő.,
1996-ban a legnagyobb kadmiumtermelők Kanada, Japán, Belgium, Az Egyesült Államok, Kína, Kazahsztán és Németország voltak.
izotópok
nyolc természetesen előforduló kadmium izotóp létezik. Ezek kadmium-106, kadmium-108, kadmium-110,kadmium-111, kadmium-112, kadmium-113, kadmium-114 és kadmium-116. Az izotópok egy elem két vagy több formája. Az izotópok tömegszámuk szerint különböznek egymástól. Az elem nevének jobb oldalán írt szám a tömegszám., A tömegszám a protonok plusz neutronok számát jelenti az elem atomjának magjában. A protonok száma határozza meg az elemet, de az egyik elem atomjában lévő neutronok száma változhat. Minden variáció izotóp.
mintegy 20 kadmium radioaktív izotópja is ismert. A radioaktív izotóp az egyik, hogy szétesik, és ad ki valamilyen formában a sugárzás. Radioaktív izotópokat állítanak elő, amikor nagyon kis részecskéket bocsátanak ki az atomokra. Ezek a részecskék az atomokba tapadnak és radioaktívvá teszik őket.,
a kadmium egy izotópját, a kadmium-109-et néha fémötvözetek elemzésére használják. Lehetővé teszi a raktáron lévő ötvözetek nyomon követését és a fémhulladék különböző formáinak egymástól való válogatását.
extrakció
a legtöbb kadmiumot cink-finomítás melléktermékeként állítják elő. A kadmium és a cink különböző hőmérsékleten olvad, így a két fém elválasztásának egyik módja. Mivel a cink és a kadmium folyékony keveréke lehűl, a cink először szilárdvá válik. A keverékből eltávolítható, folyékony kadmiumot hagyva hátra.,
kadmium és tűzpermetező
a közös, alacsony olvadáspontú kadmiumötvözet a fa fémje. Ez az ötvözet 70°C-on (158°F) olvad, és a tűzoltó sprinkler rendszerekben dugóként használják. Amikor a hőmérséklet 70°C (158°F) fölé emelkedik, a dugó megolvad, majd kiesik. Ez megnyitja a vízvezetéket és aktiválja a locsolót. Kifújja a vizet!
ma a világszerte előállított kadmium mintegy 70%-át nikkel-kadmium (nicad) elemekben használják. A Nicad akkumulátorok újratölthetők.
Uses
egy időben a kadmium legfontosabb felhasználása az acél galvanizálásában volt., A galvanizálás olyan folyamat, amellyel egy fém vékony rétege lerakódik egy második fém felületére. Az elektromos áram áthalad egy olyan megoldáson, amely tartalmazzaa bevonat fém. A fém elektromosan lerakódik a második fémre. A vékony kadmiumréteg védi az acélt a korróziótól (rozsdásodás).
az elmúlt 30 évben a kadmium galvanizáláshoz való felhasználása körülbelül 70 százalékkal csökkent a környezeti aggályok miatt. Az eldobott Galvanizált acél kadmiumot hoz a környezetbe. Az alternatív bevonási módszereket általában most használják.,
ma a világszerte előállított kadmium mintegy 70%-át nikkel-kadmium (nicad) elemekben használják. A Nicad akkumulátorok újra és újra használhatók. Ha egy nicad akkumulátor elvesztette az áram egy részét vagy egészét, akkor egy olyan egységbe kerül, amely az elektromos aljzatba csatlakozik. A konnektorból származó villamos energia újratölti az akkumulátort.
Nicad elemeket használják a sokféle készülékek, beleértve a cd lejátszót, mobil telefont, zsebében felvevők, kézi szerszámmal, vezeték nélküli telefonok, laptopok, kamerák, valamint szkenner rádiók., Két francia autógyártó vizsgálja a nicad akkumulátorok elektromos autókban történő használatának lehetőségét.
vegyületek
a kadmiumvegyületek népszerű használata színezőanyagként. A leggyakrabban használt két vegyület a kadmium-szulfid (CdS) és a kadmium-szelenid (CdSe). A szulfid sárga, narancssárga vagy barna, míg a szelenid piros. Ezeket a vegyületeket festékek és műanyagok színezésére használják. Aggodalomra ad okot a kadmium e célra történő felhasználásának lehetséges környezeti hatásai. Azonban nem találtak kielégítő helyettesítőket.,
egészségügyi hatások
az emberben a kadmium fő forrásai a dohányzás, bizonyos élelmiszerek (például kagylók, máj-és vesehúsok), szénégetés és szennyezett víz. A kadmium magas bevitelének leginkább veszélyeztetettek azok, akik közvetlenül a fémmel dolgoznak. A gyártóüzemek, ahol az elemeket gyártják, kadmiumot használnak finom porként, ahol könnyen belélegezhető. A munkavállalóknak óvatosnak kell lenniük a kadmium kezelésében.
egyre nagyobb az aggodalom a kadmium környezeti veszélyeivel kapcsolatban. Az Újratölthető Akkumulátorok kadmiumból és nikkelből készülnek., A kadmium kiszabadulhat a hulladéklerakókból (ahol a szemetet eltemetik), és bejuthat a talajba és a talajvízbe. Innen az emberek és az állatok által elfogyasztott táplálék és víz részévé válhat.
az alacsony kadmiumszint hányingert, hányást és hasmenést okoz. Belélegezve a kadmiumpor a torok szárazságát, fulladást, fejfájást és tüdőgyulladásszerű tüneteket okoz.
Az akkumulátorokat gyártó gyárak finom porként kadmiumot használnak, ahol könnyen belélegezhető. A munkavállalóknak óvatosnak kell lenniük a kadmium kezelésében.,
a kiterjedt kadmium expozíció hatásai nem ismertek, de úgy gondolják, hogy ezek közé tartozik a szív-és vesebetegség, a magas vérnyomás és a rák. Egy Itai-itai nevű kadmiummérgező betegség, amely japánul “ouch-ouch”, fájdalmat és fájdalmat okoz a csontokban és az ízületekben. Az 1970-es években számos itai-itai esetet jelentettek Japánban, amikor egy cinkfinomítóból származó hulladék került a nyilvános vízellátásba. Ezek a hulladékok kadmiumvegyületeket tartalmaztak.