Notă: Acest articol, publicat inițial în 1998, a fost actualizat în 2006 pentru ediția eBook.
Prezentare generală
cadmiul este un metal de tranziție. Metalele de tranziție sunt elementele găsite în rândurile 4 până la 7 între grupurile 2 și 13 din tabelul periodic, o diagramă care arată modul în care elementele sunt legate. Cadmiul a fost descoperit de chimistul German Friedrich Stromeyer (1776-1835) în 1817. Se găsește cel mai frecvent în minereuri de zinc.cadmiul este un metal moale ușor de tăiat cu un cuțit., Se aseamănă cu zincul în multe dintre proprietățile sale fizice și chimice. Cu toate acestea, este mult mai puțin abundent în scoarța Pământului decât zincul.
de departe cea mai importantă utilizare a cadmiului în Statele Unite este în producția de nicad (nichel-cadmiu) sau baterii reîncărcabile. Este, de asemenea, utilizat în pigmenți, acoperiri și placări, fabricarea produselor din plastic și aliaje. Un aliaj este realizat prin topirea și amestecarea a două sau mai multe metale. Amestecul are proprietăți diferite de cele ale metalelor individuale.
simbol
Cd
număr ATOMIC
48
masă atomică
112.,41
familie
Grupa 12 (IIB)
metale de tranziție
pronunție
CAD-mee-um
atenție la manipularea cadmiului și a compușilor săi, deoarece sunt toxici pentru oameni și animale. Acestea reprezintă o amenințare pentru mediu din cauza numeroaselor aplicații.pe lângă faptul că a fost profesor la Universitatea Göttingen, Stromeyer a fost un oficial guvernamental responsabil cu inspectarea farmaciilor din statul Hanovra, Germania., Într-o călătorie de inspecție, el a descoperit că multe farmacii stocau un compus de zinc numit carbonat de zinc (ZnCO3) în loc de oxidul de zinc obișnuit (ZnO). Oxidul de Zinc este încă disponibil în farmacii astăzi.
Stromeyer i sa spus că furnizorul a avut probleme în a face oxid de zinc din carbonat de zinc și a oferit înlocuirea. Procesul normal a fost de a încălzi carbonatul de zinc pentru a produce oxid de zinc:
furnizorul a explicat că carbonatul de zinc a devenit galben atunci când este încălzit. În mod normal, o culoare galbenă însemna că fierul era prezent ca o impuritate., Furnizorul nu a găsit fier în carbonatul de zinc, dar era încă Galben. Farmaciile nu ar cumpăra oxid de zinc galben, așa că furnizorul a vândut în schimb carbonat de zinc alb.
Stromeyer a analizat carbonatul de zinc galben ciudat. Ceea ce a descoperit a fost un element nou—cadmiu. Cadmiul a făcut ca carbonatul de zinc să se îngălbenesc atunci când este încălzit. Numele provine de la termenul antic pentru oxid de zinc, cadmia. Oxidul de Zinc este încă disponibil în farmacii astăzi. Se vinde sub numele de loțiune de calamină. Lotiunea de calamină este un remediu popular pentru stoparea mâncării arsurilor solare sau a mușcăturilor de insecte.,
proprietăți fizice
cadmiul este un metal strălucitor, cu o nuanță albăstrui (nuanță). Este foarte moale și poate fi aproape zgâriat cu unghia. Punctul său de topire este de 321°c (610°F), iar punctul său de fierbere este de 765°c(1,410°F). Densitatea cadmiului este de 8,65 grame pe centimetru cub.o proprietate interesantă a cadmiului este efectul său în aliaje. În combinație cu anumite metale, scade punctul de topire. Unele comune aliaje cu punct de topire scăzut sunt Lichtenberg „s metal, Abel” s metal, Lipowitz „metal, Newton” s metal, și lemn”s metal.,
proprietăți chimice
cadmiul reacționează lent cu oxigenul în aerul umed la temperatura camerei, formând oxid de cadmiu:
cadmiul nu reacționează cu apa, deși reacționează cu majoritatea acizilor.
apariția în natură
abundența cadmiului în scoarța Pământului este estimată a fi de aproximativ 0,1 până la 0,2 părți la Milion. Se situează în cele mai mici 25% din elemente în ceea ce privește abundența pe pământ.singurul minereu important de cadmiu este greenockitul sau sulfura de cadmiu (CdS). Majoritatea cadmiului este obținut ca produs secundar al rafinamentului zincului.,cei mai mari producători de cadmiu în 1996 au fost Canada, Japonia, Belgia, Statele Unite, China, Kazahstan și Germania.
izotopi
există opt izotopi naturali de cadmiu. Acestea sunt cadmiu-106, cadmiu-108, cadmiu-110,cadmiu-111, cadmiu-112, cadmiu-113, cadmiu-114 și cadmiu-116. Izotopii sunt două sau mai multe forme ale unui element. Izotopii diferă unul de celălalt în funcție de numărul lor de masă. Numărul scris în dreapta numelui elementului este numărul de masă., Numărul de masă reprezintă numărul de protoni plus neutroni din nucleul unui atom al elementului. Numărul de protoni determină elementul, dar numărul de neutroni din atomul oricărui element poate varia. Fiecare variație este un izotop.aproximativ 20 de izotopi radioactivi de cadmiu sunt de asemenea cunoscuți. Un izotop radioactiv este unul care se rupe în afară și emană o formă de radiații. Izotopii radioactivi sunt produși atunci când particule foarte mici sunt arse la atomi. Aceste particule se lipesc în atomi și le fac radioactive.,un izotop de cadmiu, cadmiu-109, este uneori folosit pentru a analiza aliajele metalice. Acesta oferă o modalitate de a urmări aliaje în stoc și sortarea diferite forme de fier vechi unul de altul.
extracție
majoritatea cadmiului este obținut ca produs secundar din rafinarea zincului. Cadmiul și zincul se topesc la temperaturi diferite, oferind o modalitate de separare a celor două metale. Ca un amestec lichid de zinc și cadmiu este răcit, zincul devine un prim solid. Poate fi îndepărtat din amestec, lăsând cadmiul lichid în urmă.,un aliaj comun de cadmiu cu punct de topire scăzut este metalul lemnului. Acest aliaj se topește la 70°C (158 ° F) și este utilizat în sistemele de stingere a incendiilor ca dop. Când temperatura crește peste 70°C (158 ° F), dopul se topește și cade. Aceasta deschide conducta de apă și activează sprinklerul. Afară pulverizează apa!astăzi, aproximativ 70% din cadmiul produs la nivel mondial este utilizat în bateriile nichel-cadmiu (nicad). Bateriile Nicad sunt reîncărcabile.la un moment dat, cea mai importantă utilizare a cadmiului a fost în galvanizarea oțelului., Galvanizarea este un proces prin care un strat subțire dintr-un metal este depus pe suprafața unui al doilea metal. Un curent electric este trecut printr-o soluție care conținemetalul de acoperire. Metalul este depus electric pe cel de-al doilea metal. Un strat subțire de cadmiu protejează oțelul împotriva coroziunii (ruginirea).în ultimii 30 de ani, utilizarea cadmiului pentru galvanizare a scăzut cu aproximativ 70 la sută din cauza preocupărilor legate de mediu. Oțelul galvanizat aruncat pune cadmiul în mediu. Metodele Alternative de acoperire sunt de obicei utilizate acum.,astăzi, aproximativ 70% din cadmiul produs la nivel mondial este utilizat în bateriile nichel-cadmiu (nicad). Bateriile Nicad pot fi folosite de mai multe ori. Când o baterie nicad și-a pierdut o parte sau toată puterea, aceasta este introdusă într-o unitate care se conectează la o priză electrică. Electricitatea de la priză reîncarcă bateria.bateriile Nicad sunt utilizate într-o mare varietate de aparate, inclusiv playere cu discuri compacte, telefoane celulare, înregistratoare de buzunar, scule electrice portabile, Telefoane fără fir, computere Laptop, camere video și radiouri de scanare., Doi producători francezi de automobile explorează posibilitatea utilizării bateriilor nicad în mașinile electrice.o utilizare populară a compușilor de cadmiu este ca agenți de colorare. Cei doi compuși cel mai frecvent utilizați sunt sulfura de cadmiu (CdS) și selenura de cadmiu (CdSe). Sulfura este galbenă, portocalie sau maro, în timp ce selenida este roșie. Acești compuși sunt utilizați pentru colorarea vopselelor și a materialelor plastice. Există îngrijorarea cu privire la posibilele efecte asupra mediului ale utilizării cadmiului în acest scop. Cu toate acestea, nu s-au găsit înlocuitori satisfăcătoare.,principalele surse de cadmiu la om sunt fumatul, anumite alimente (cum ar fi carnea de crustacee, ficat și rinichi), arderea cărbunelui și apa contaminată. Cei mai expuși riscului de aport ridicat de cadmiu sunt persoanele care lucrează direct cu metalul. Unitățile de producție în care sunt fabricate bateriile utilizează cadmiu ca pulbere fină unde poate fi ușor inhalat. Lucrătorii trebuie să fie atenți la manipularea cadmiului.există o preocupare crescândă cu privire la pericolele cadmiului în mediul înconjurător. Bateriile reîncărcabile sunt fabricate cu cadmiu și nichel., Cadmiul poate scăpa din depozitele de deșeuri (unde gunoiul este îngropat) și poate intra în pământ și în apele subterane. De acolo, poate deveni parte din alimentele și apa pe care oamenii și animalele le ingeră.nivelurile scăzute de cadmiu provoacă greață, vărsături și diaree. Inhalat, praful de cadmiu provoacă uscăciunea gâtului, sufocarea, durerea de cap și simptomele asemănătoare pneumoniei.
fabricile de producție în care bateriile sunt fabricate utilizează cadmiu ca pulbere fină unde poate fi ușor inhalat. Lucrătorii trebuie să fie atenți la manipularea cadmiului.,efectele expunerii extinse la cadmiu nu sunt cunoscute, dar se crede că includ boli de inimă și rinichi, hipertensiune arterială și cancer. O boală de otrăvire cu cadmiu numită itai-itai, japoneză pentru „ouch-ouch”, provoacă dureri și dureri în oase și articulații. În anii 1970, o serie de cazuri de itai-itai au fost raportate în Japonia atunci când deșeurile dintr-o rafinărie de zinc au intrat în alimentarea cu apă publică. Aceste deșeuri conțineau compuși de cadmiu.