Το 1968, ένα άρθρο εμφανίστηκε σε ένα γνωστό περιοδικό με τίτλο «Cadmium and the Heart». Ανέφερε ότι ο Δρ Κάρολ, ένας αξιωματούχος υγείας των ΗΠΑ, είχε ανακαλύψει μια σχέση μεταξύ των επιπέδων καδμίου στην ατμόσφαιρα και της συχνότητας θανάτων από καρδιαγγειακές παθήσεις. Εάν, ας πούμε, στην πόλη Α η περιεκτικότητα σε κάδμιο στον αέρα είναι υψηλότερη από την πόλη Β, τότε οι καρδιοπαθείς της πόλης Α πεθαίνουν νωρίτερα από ό,τι αν ζούσαν στην πόλη Β. Ο Carroll κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα αφού ανέλυσε δεδομένα για 28 πόλεις. Παρεμπιπτόντως, στον όμιλο Α ήταν κέντρα όπως η Νέα Υόρκη, το Σικάγο, η Φιλαδέλφεια...
Για άλλη μια φορά λοιπόν χρέωσαν με δηλητηρίαση ένα στοιχείο ανοιγμένο σε φαρμακευτικό μπουκάλι!
Στοιχείο από ένα μπουκάλι φαρμακείου
Είναι απίθανο κάποιος από τους φαρμακοποιούς του Μαγδεμβούργου να πρόφερε τη διάσημη φράση του δημάρχου: «Σας προσκάλεσα, κύριοι, να σας πω κάποια δυσάρεστα νέα», αλλά είχαν ένα κοινό μαζί του: φοβούνταν τον ελεγκτή.
Ο γιατρός της περιοχής Rolov είχε μια σκληρή ιδιοσυγκρασία. Έτσι, το 1817, διέταξε την απόσυρση από την πώληση όλων των παρασκευασμάτων που περιέχουν οξείδιο ψευδαργύρου που παράγονται στο εργοστάσιο του Herman's Schenebec. Με εμφάνισηφάρμακα, υποψιάστηκε ότι το οξείδιο του ψευδαργύρου περιείχε αρσενικό! (Το οξείδιο του ψευδαργύρου εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για δερματικές παθήσεις· από αυτό παρασκευάζονται αλοιφές, σκόνες και γαλακτώματα.)
Για να αποδείξει ότι είχε δίκιο, ένας αυστηρός ελεγκτής διέλυσε το ύποπτο οξείδιο σε οξύ και πέρασε υδρόθειο μέσω αυτού του διαλύματος: σχηματίστηκε ένα κίτρινο ίζημα. Τα σουλφίδια του αρσενικού είναι απλώς κίτρινα!
Ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου άρχισε να αμφισβητεί την απόφαση του Rolov. Ο ίδιος ήταν χημικός και, έχοντας αναλύσει προσωπικά δείγματα προϊόντων, δεν βρήκε αρσενικό σε αυτά. Ανέφερε τα αποτελέσματα της ανάλυσης στον Rolov, και ταυτόχρονα στις αρχές του κρατιδίου του Αννόβερου. Οι αρχές, όπως ήταν φυσικό, ζήτησαν να σταλούν δείγματα για ανάλυση σε έναν από τους αξιόπιστους χημικούς. Αποφασίστηκε ο δικαστής στη διαμάχη μεταξύ Rolov και Hermann να είναι ο καθηγητής Friedrich Strohmeyer, ο οποίος από το 1802 κατείχε το τμήμα χημείας στο Πανεπιστήμιο του Göttingen και τη θέση του γενικού επιθεωρητή όλων των φαρμακείων του Ανόβερου.
Ο Strohmeyer εστάλη όχι μόνο οξείδιο ψευδαργύρου, αλλά και άλλα παρασκευάσματα ψευδαργύρου από το εργοστάσιο της Herman, συμπεριλαμβανομένου του ZnC0 3, από το οποίο ελήφθη αυτό το οξείδιο. Έχοντας φρυγμένο ανθρακικό ψευδάργυρο, ο Strohmeyer έλαβε ένα οξείδιο, αλλά όχι λευκό, όπως θα έπρεπε, αλλά κιτρινωπό. Ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου εξήγησε τον χρωματισμό ως πρόσμειξη σιδήρου, αλλά ο Strohmeyer δεν ήταν ικανοποιημένος με αυτή την εξήγηση. Έχοντας αγοράσει περισσότερα παρασκευάσματα ψευδαργύρου, πραγματοποίησε πλήρη ανάλυσή τους χωρίς ειδική εργασίαανέδειξε το στοιχείο που προκάλεσε το κιτρίνισμα. Η ανάλυση έλεγε ότι δεν ήταν αρσενικό (όπως ισχυρίστηκε ο Rolov), αλλά ούτε και σίδηρος (όπως ισχυρίστηκε ο Herman).
Friedrich Strohmeyer (1776-1835) Ήταν ένα νέο, άγνωστο μέχρι τώρα μέταλλο, Χημικές ιδιότητεςπολύ παρόμοια με τον ψευδάργυρο. Μόνο το υδροξείδιο του, σε αντίθεση με το Zn(OH) 2, δεν ήταν αμφοτερικό, αλλά είχε έντονες βασικές ιδιότητες.
Στην ελεύθερη μορφή του, το νέο στοιχείο ήταν ένα λευκό μέταλλο, μαλακό και όχι πολύ ισχυρό, καλυμμένο από πάνω με ένα καφέ φιλμ οξειδίου. Ο Strohmeier ονόμασε αυτό το μέταλλο κάδμιο, υπονοώντας ξεκάθαρα την «ψευδάργυρη» προέλευσή του: η ελληνική λέξη έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό για να χαρακτηρίσει τα μεταλλεύματα ψευδαργύρου και το οξείδιο του ψευδαργύρου.
Το 1818, ο Strohmeyer δημοσίευσε λεπτομερείς πληροφορίες για το νέο χημικό στοιχείο και σχεδόν αμέσως άρχισε να καταπατείται η προτεραιότητά του. Ο πρώτος που μίλησε ήταν ο ίδιος ο Rolov, ο οποίος πίστευε παλαιότερα ότι τα φάρμακα από το εργοστάσιο του Herman περιείχαν αρσενικό. Λίγο μετά τον Strohmeyer, ένας άλλος Γερμανός χημικός, ο Kersten, βρήκε ένα νέο στοιχείο στο μετάλλευμα ψευδαργύρου της Σιλεσίας και το ονόμασε mellin (από το λατινικό mellinus - «κίτρινο σαν κυδώνι») λόγω του χρώματος του ιζήματος που σχηματίζεται από τη δράση του υδρόθειου. Αλλά είχε ήδη ανακαλυφθεί από τον Strohmeyer κάδμιο. Αργότερα, προτάθηκαν δύο ακόμη ονόματα για αυτό το στοιχείο: κλαπρότιο - προς τιμή του διάσημου χημικού Martin Klaproth και junonium - μετά τον αστεροειδή Juno που ανακαλύφθηκε το 1804. Ωστόσο, το όνομα που έδωσε στο στοιχείο από τον ανακάλυπτό του καθιερώθηκε. Είναι αλήθεια ότι στη ρωσική χημική βιβλιογραφία το πρώτο μισό του 19ου αιώνα V. το κάδμιο ονομαζόταν συχνά κάδμιο.
Επτά χρώματα του ουράνιου τόξου
Το θειούχο κάδμιο CdS ήταν πιθανώς η πρώτη ένωση του στοιχείου Νο. 48 για την οποία άρχισε να ενδιαφέρεται η βιομηχανία. Το CdS είναι κυβικοί ή εξαγωνικοί κρύσταλλοι με πυκνότητα 4,8 g/cm 3 . Το χρώμα τους κυμαίνεται από ανοιχτό κίτρινο έως πορτοκαλοκόκκινο (ανάλογα με τον τρόπο μαγειρέματος). Αυτό το σουλφίδιο είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό· είναι επίσης ανθεκτικό στη δράση των αλκαλικών διαλυμάτων και των περισσότερων οξέων. Και η λήψη CdS είναι αρκετά απλή: απλώς περάστε, όπως έκαναν οι Strohmeyer και Rolov, το υδρόθειο μέσα από ένα οξινισμένο διάλυμα που περιέχει ιόντα Cd 2+. Μπορεί επίσης να ληφθεί σε μια αντίδραση ανταλλαγής μεταξύ ενός διαλυτού άλατος καδμίου, για παράδειγμα CdS0 4, και οποιουδήποτε διαλυτού σουλφιδίου.
Το CdS είναι μια σημαντική μεταλλική χρωστική ουσία. Παλαιότερα ονομαζόταν κίτρινο κάδμιο. Αυτό έγραψαν για το κίτρινο κάδμιο στην πρώτη ρωσική «Τεχνική Εγκυκλοπαίδεια», που δημοσιεύτηκε στις αρχές του 20ου αιώνα.
«Οι ανοιχτοί κίτρινοι τόνοι, ξεκινώντας από το κίτρινο λεμόνι, λαμβάνονται από καθαρά ασθενώς όξινα και ουδέτερα διαλύματα θειικού καδμίου και όταν το θειούχο κάδμιο καταβυθίζεται με διάλυμα θειούχου νατρίου, λαμβάνονται πιο σκούρο κίτρινο τόνο. Σημαντικό ρόλο στην παραγωγή του κίτρινου καδμίου παίζει η παρουσία ακαθαρσιών άλλων μετάλλων στο διάλυμα, όπως ο ψευδάργυρος. Εάν το τελευταίο υπάρχει μαζί με κάδμιο σε διάλυμα, τότε κατά την κατακρήμνιση το χρώμα που προκύπτει είναι ένας θαμπός κίτρινος τόνος με μια λευκή απόχρωση... Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, μπορείτε να αποκτήσετε κίτρινο κάδμιο σε έξι αποχρώσεις, που κυμαίνονται από κίτρινο λεμόνι έως πορτοκαλί ... Αυτό το τελειωμένο χρώμα έχει μια πολύ όμορφη γυαλάδα κίτρινος. Είναι αρκετά σταθερό σε αδύναμα αλκάλια και οξέα και είναι εντελώς μη ευαίσθητο στο υδρόθειο. γι' αυτό αναμειγνύεται ξηρό με ultramarine και δίνει μια εξαιρετική πράσινη βαφή, που στο εμπόριο λέγεται πράσινο κάδμιο.
Όταν αναμιγνύεται με λάδι ξήρανσης, λειτουργεί σαν λαδομπογιά στη ζωγραφική. Είναι πολύ αδιαφανές, αλλά λόγω της υψηλής τιμής του στην αγορά χρησιμοποιείται κυρίως στη ζωγραφική ως λαδομπογιά ή ακουαρέλα, καθώς και για εκτύπωση. Λόγω της μεγάλης αντοχής του στη φωτιά, χρησιμοποιείται για βαφή σε πορσελάνη.»
Μένει μόνο να προσθέσουμε ότι στη συνέχεια το κίτρινο κάδμιο άρχισε να χρησιμοποιείται ευρύτερα "στη βιομηχανία ζωγραφικής". Συγκεκριμένα, τα επιβατικά αυτοκίνητα βάφτηκαν με αυτό επειδή, μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, αυτό το χρώμα αντιστέκεται καλά στον καπνό της ατμομηχανής. Ως χρωστικός παράγοντας, το θειούχο κάδμιο χρησιμοποιήθηκε επίσης στην παραγωγή κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων και σαπουνιών.
Αλλά σε τα τελευταία χρόνιαΗ βιομηχανία χρησιμοποιεί καθαρό θειούχο κάδμιο όλο και λιγότερο - εξακολουθεί να είναι ακριβό. Αντικαθίσταται από φθηνότερες ουσίες - cadmopon και ψευδάργυρο-κάδμιο λιθοπόνη.
Η αντίδραση για την παραγωγή cadmopon είναι ένα κλασικό παράδειγμα του σχηματισμού δύο ιζημάτων ταυτόχρονα, όταν πρακτικά τίποτα δεν παραμένει στο διάλυμα εκτός από το νερό:
CdSO 4 4- BaS (και τα δύο άλατα είναι διαλυτά στο νερό) _*CdS J + BaS04 J .
Το Cadmopon είναι ένα μείγμα θειούχου καδμίου και θειικού βαρίου. Η ποσοτική σύνθεση αυτού του μείγματος εξαρτάται από τη συγκέντρωση των διαλυμάτων. Είναι εύκολο να διαφοροποιηθεί η σύνθεση, άρα και η απόχρωση της βαφής.
Η λιθοπόνη ψευδάργυρου-καδμίου περιέχει επίσης θειούχο ψευδάργυρο. Κατά την παρασκευή αυτής της βαφής, κατακρημνίζονται τρία άλατα ταυτόχρονα. Το χρώμα του λιθόπονου είναι κρεμ ή ιβουάρ.
Όπως έχουμε ήδη δει, χειροπιαστά πράγματα μπορούν να βαφτούν με τη βοήθεια θειούχου καδμίου σε τρία χρώματα: πορτοκαλί, πράσινο (πράσινο κάδμιο) και όλες τις αποχρώσεις του κίτρινου, αλλά το θειούχο κάδμιο δίνει στη φλόγα ένα διαφορετικό χρώμα - μπλε. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε πυροτεχνήματα.
Έτσι, απλώς συνδυάζοντας το στοιχείο 48, μπορείτε να πάρετε τέσσερα από τα επτά χρώματα του ουράνιου τόξου. Απομένουν μόνο το κόκκινο, το μπλε και το μωβ. Μπορείτε να επιτύχετε ένα μπλε ή βιολετί χρώμα φλόγας συμπληρώνοντας τη λάμψη του θειούχου καδμίου με ορισμένα πυροτεχνικά πρόσθετα - αυτό δεν θα είναι δύσκολο για έναν έμπειρο πυροτεχνουργό.
Και το κόκκινο χρώμα μπορεί να ληφθεί χρησιμοποιώντας μια άλλη ένωση του στοιχείου Νο. 48 - το σεληνίδιο του. Το CdSe χρησιμοποιείται ως καλλιτεχνικό χρώμα, το οποίο παρεμπιπτόντως είναι πολύ πολύτιμο. Το ρουμπινί γυαλί είναι χρωματισμένο με σεληνιούχο κάδμιο. και δεν ήταν οξείδιο του χρωμίου, όπως στο ίδιο το ρουμπίνι, αλλά το σεληνιούχο κάδμιο που έκανε τα αστέρια του Κρεμλίνου της Μόσχας ρουμπινί κόκκινα.
Ωστόσο, η αξία των αλάτων καδμίου είναι μεγάλη μικρότερη από την αξίατο ίδιο το μέταλλο.
Οι υπερβολές καταστρέφουν τη φήμη
Εάν δημιουργήσετε ένα διάγραμμα με ημερομηνίες στον οριζόντιο άξονα και ζήτηση για κάδμιο στον κατακόρυφο άξονα, θα έχετε μια αύξουσα καμπύλη. Η παραγωγή αυτού του στοιχείου αυξάνεται και το πιο απότομο "άλμα" σημειώθηκε στη δεκαετία του '40 του αιώνα μας. Ήταν εκείνη τη στιγμή που το κάδμιο μετατράπηκε σε στρατηγικό υλικό - άρχισαν να κατασκευάζονται από αυτό ράβδοι ελέγχου και έκτακτης ανάγκης πυρηνικών αντιδραστήρων.
Στη λαϊκή βιβλιογραφία μπορεί κανείς να βρει τη δήλωση ότι αν δεν υπήρχαν αυτές οι ράβδοι που απορροφούν τα υπερβολικά νετρόνια, ο αντιδραστήρας θα έβγαινε «εκτός» και θα μετατρεπόταν σε ατομική βόμβα. Αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Για να γίνει πυρηνική έκρηξη, πρέπει να πληρούνται πολλές προϋποθέσεις (δεν είναι το μέρος για να μιλήσουμε για αυτές λεπτομερώς, αλλά δεν μπορείτε να εξηγήσετε εν συντομία την ΕΤ0). Ένας αντιδραστήρας στον οποίο η αλυσιδωτή αντίδραση έχει γίνει ανεξέλεγκτη δεν εκρήγνυται απαραίτητα, αλλά σε κάθε περίπτωση συμβαίνει ένα σοβαρό ατύχημα, γεμάτο με τεράστιο κόστος υλικού. Και μερικές φορές όχι μόνο υλικό... Ο ρόλος λοιπόν των ρυθμιστικών και ρυθμιστικών ράβδων, και χωρίς υπερβολές, είναι αρκετά
Η δήλωση είναι εξίσου ανακριβής (βλ., για παράδειγμα, διάσημο βιβλίο II. R. Taube και E. I. Rudenko “From hydrogen to...”. M., 1970), ότι το κάδμιο είναι το καταλληλότερο υλικό για την κατασκευή ράβδων και τη ρύθμιση της ροής νετρονίων. Εάν πριν από τη λέξη "νετρόνια" υπήρχαν επίσης "θερμικά", τότε αυτή η δήλωση θα γινόταν πραγματικά ακριβής.
Τα νετρόνια, όπως είναι γνωστό, μπορούν να ποικίλλουν πολύ σε ενέργεια. Υπάρχουν νετρόνια χαμηλής ενέργειας - η ενέργειά τους δεν υπερβαίνει τα 10 kiloelectrovolt (keV). Υπάρχουν γρήγορα νετρόνια - με ενέργεια μεγαλύτερη από 100 keV. Και, αντίθετα, υπάρχουν χαμηλής ενέργειας - θερμικά και «ψυχρά» νετρόνια. Η ενέργεια του πρώτου μετριέται σε εκατοστά του ηλεκτρονβολτ, ενώ για το δεύτερο είναι μικρότερη από 0,005 eV.
Στην αρχή, το κάδμιο αποδείχθηκε ότι ήταν το κύριο υλικό «ράβδου», κυρίως επειδή απορροφά καλά τα θερμικά νετρόνια. Όλοι οι αντιδραστήρες στην αρχή της «ατομικής εποχής» (και ο πρώτος από αυτούς κατασκευάστηκε από τον Enrich Fermi το 1942) λειτουργούσαν με θερμικά νετρόνια. Μόνο πολλά χρόνια αργότερα έγινε σαφές ότι οι γρήγοροι αντιδραστήρες νετρονίων είναι πιο υποσχόμενοι τόσο για την ενέργεια όσο και για την παραγωγή πυρηνικού καυσίμου - πλουτώνιο-239. Και κατά γρήγορα νετρόνιατο κάδμιο είναι ανίσχυρο, δεν τα καθυστερεί.
Επομένως, ο ρόλος του καδμίου στην κατασκευή του αντιδραστήρα δεν πρέπει να υπερβάλλεται. Και επίσης επειδή φυσικοχημικά χαρακτηριστικάΑυτό το μέταλλο (αντοχή, σκληρότητα, αντοχή στη θερμότητα - το σημείο τήξης του είναι μόνο 321 ° C) αφήνει πολλά να είναι επιθυμητά. Και επίσης γιατί, χωρίς υπερβολή, ο ρόλος που έπαιξε και συνεχίζει να παίζει το κάδμιο στην πυρηνική τεχνολογία είναι αρκετά σημαντικός.
Το κάδμιο ήταν το πρώτο υλικό πυρήνα. Τότε το βόριο και οι ενώσεις του άρχισαν να μπαίνουν στο επίκεντρο. Αλλά το κάδμιο είναι πιο εύκολο να ληφθεί σε μεγάλες ποσότητες από το βόριο: το κάδμιο ελήφθη και λαμβάνεται ως υποπροϊόν της παραγωγής ψευδαργύρου και μολύβδου. Κατά την επεξεργασία πολυμεταλλικών μεταλλευμάτων, αυτό - ανάλογο του ψευδαργύρου - καταλήγει αμετάβλητα κυρίως σε συμπύκνωμα ψευδαργύρου. Και το κάδμιο μειώνεται ακόμα πιο εύκολα από τον ψευδάργυρο και έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού (767 και 906 ° C, αντίστοιχα). Επομένως, σε θερμοκρασία περίπου 800 ° C δεν είναι δύσκολο να διαχωριστεί ο ψευδάργυρος και το κάδμιο.
Το κάδμιο είναι μαλακό, εύπλαστο και εύκολο στη μηχανή. Αυτό διευκόλυνε και επιτάχυνε επίσης την πορεία του προς την πυρηνική τεχνολογία. Η υψηλή εκλεκτικότητα του CAD και η ευαισθησία του ειδικά στα θερμικά νετρόνια ήταν επίσης προς όφελος των φυσικών. Και όσον αφορά το κύριο χαρακτηριστικό λειτουργίας - τη διατομή σύλληψης θερμικών νετρονίων - το κάδμιο καταλαμβάνει μία από τις πρώτες θέσεις μεταξύ όλων των στοιχείων του περιοδικού πίνακα - 2400 αχυρώνα. (Θυμηθείτε ότι η διατομή σύλληψης είναι η ικανότητα «απορρόφησης» νετρονίων, μετρούμενη σε συμβατικές μονάδες αχυρώνων.)
Το φυσικό κάδμιο αποτελείται από οκτώ ισότοπα (με αριθμούς μάζας 106, 108, 110, 111, 112, IZ, 114 και 116) και η διατομή σύλληψης είναι ένα χαρακτηριστικό στο οποίο τα ισότοπα ενός στοιχείου μπορεί να διαφέρουν πολύ. Σε ένα φυσικό μείγμα ισοτόπων καδμίου, ο κύριος «καταπίτης νετρονίων» είναι ένα ισότοπο με μαζικό αριθμό καδμίου. Το μεμονωμένο τμήμα σύλληψης του είναι τεράστιο - 25 χιλιάδες αχυρώνες!
Με την προσθήκη ενός νετρονίου, το κάδμιο-113 μετατρέπεται στο πιο κοινό (28,86% του φυσικού μείγματος) ισότοπο του στοιχείου Νο. 48 - κάδμιο-114. Το ίδιο το μερίδιο του καδμίου-113 είναι μόνο 12,26%.
Ράβδοι ελέγχου πυρηνικού αντιδραστήρα.
Δυστυχώς, ο διαχωρισμός οκτώ ισοτόπων καδμίου είναι πολύ πιο δύσκολος από τον διαχωρισμό δύο ισοτόπων βορίου.
Οι ράβδοι ελέγχου και έκτακτης ανάγκης δεν είναι ο μόνος χώρος «ατομικής υπηρεσίας» του στοιχείου Νο. 48. Η ικανότητά του να απορροφά νετρόνια αυστηρά καθορισμένων ενεργειών βοηθά στη μελέτη των ενεργειακών φασμάτων των δεσμών νετρονίων που προκύπτουν. Χρησιμοποιώντας μια πλάκα καδμίου, η οποία τοποθετείται στη διαδρομή μιας δέσμης νετρονίων, προσδιορίζεται πόσο ομοιογενής είναι αυτή η δέσμη (από άποψη ενεργειακών τιμών), ποια είναι η αναλογία των θερμικών νετρονίων σε αυτήν κ.λπ.
Όχι πολλά, αλλά υπάρχει
Και τέλος - σχετικά με τους πόρους καδμίου. Τα δικά της ορυκτά, όπως λένε, είναι περισσότερα. Μόνο ένα έχει μελετηθεί επαρκώς πλήρως - το σπάνιο, μη συσσωματωμένο CdS του greenockite. Δύο ακόμη ορυκτά του στοιχείου Νο. 48 - οταβίτης CdCO 3 και μοντεπονίτης CdO - είναι πολύ σπάνια. Αλλά το κάδμιο δεν «ζει» από τα δικά του ορυκτά. Τα ορυκτά ψευδαργύρου και τα πολυμεταλλικά μεταλλεύματα αποτελούν μια αρκετά αξιόπιστη βάση πρώτης ύλης για την παραγωγή του.
Επιμετάλλωση με κάδμιο
Όλοι γνωρίζουν τη γαλβανισμένη λαμαρίνα, αλλά δεν γνωρίζουν όλοι ότι για την προστασία των βρύων από τη διάβρωση, δεν χρησιμοποιείται μόνο γαλβανισμός, αλλά και επιμετάλλωση με κάδμιο. Η επίστρωση καδμίου εφαρμόζεται πλέον μόνο ηλεκτρολυτικά· τα λουτρά κυανίου χρησιμοποιούνται συχνότερα σε βιομηχανικές συνθήκες. Προηγουμένως, το κάδμιο χρησιμοποιήθηκε για τη βύθιση του σιδήρου και άλλων μετάλλων σε λιωμένο κάδμιο.
Παρά τις παρόμοιες ιδιότητες του καδμίου και του ψευδαργύρου, η επίστρωση καδμίου έχει πολλά πλεονεκτήματα: είναι πιο ανθεκτική στη διάβρωση και είναι ευκολότερο να γίνει ομοιόμορφη και λεία. Επιπλέον, το κάδμιο, σε αντίθεση με τον ψευδάργυρο, είναι σταθερό σε αλκαλικό περιβάλλον. Η επιμεταλλωμένη με κάδμιο λαμαρίνα χρησιμοποιείται αρκετά ευρέως· η πρόσβασή της περιορίζεται μόνο στην παραγωγή δοχείων τροφίμων, επειδή το κάδμιο είναι τοξικό. Οι επικαλύψεις καδμίου έχουν ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό: στην ατμόσφαιρα των αγροτικών περιοχών έχουν σημαντικά μεγαλύτερη αντοχή στη διάβρωση από ό,τι στην ατμόσφαιρα των βιομηχανικών περιοχών. Μια τέτοια επίστρωση αποτυγχάνει ιδιαίτερα γρήγορα εάν η περιεκτικότητα του αέρα σε διοξείδιο του θείου ή θειικούς ανυδρίτες είναι υψηλή.
Κάδμιο σε κράματα
Η παραγωγή κραμάτων καταναλώνει περίπου το ένα δέκατο της παγκόσμιας παραγωγής καδμίου. Τα κράματα καδμίου χρησιμοποιούνται κυρίως ως αντιτριβικά υλικά και συγκολλητικά. Το γνωστό κράμα σύνθεσης 99% Cd και 1% Ni χρησιμοποιείται για την κατασκευή ρουλεμάν που λειτουργούν σε κινητήρες αυτοκινήτων, αεροσκαφών και πλοίων σε υψηλές θερμοκρασίες. Επειδή η το κάδμιο δεν είναι επαρκώς ανθεκτικό στα οξέα, συμπεριλαμβανομένων των οργανικών οξέων που περιέχονται στα λιπαντικά, μερικές φορές τα κράματα με βάση το κάδμιο επικαλύπτονται με ίνδιο.
Οι κολλήσεις που περιέχουν το στοιχείο Νο. 48 είναι αρκετά ανθεκτικές στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
Το κράμα χαλκού με μικρές προσθήκες καδμίου καθιστά δυνατή την κατασκευή περισσότερων ανθεκτικών στη φθορά καλωδίων στις ηλεκτρικές γραμμές μεταφοράς. Ο χαλκός με την προσθήκη καδμίου δεν διαφέρει σχεδόν σε ηλεκτρική αγωγιμότητα από τον καθαρό χαλκό, αλλά είναι αισθητά ανώτερος σε αντοχή και σκληρότητα.
ΜΠΑΤΑΡΙΑ AKN ΚΑΙ ΚΥΤΤΑΡΟ WESTON ΚΑΝΟΝΙΚΟ.
Μεταξύ των πηγών χημικού ρεύματος που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, εξέχουσα θέση κατέχουν οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου (ACN). Οι αρνητικές πλάκες τέτοιων μπαταριών είναι κατασκευασμένες από σιδερένια πλέγματα με δραστικό παράγοντα σφουγγάρι καδμίου. Οι θετικές πλάκες επικαλύπτονται με οξείδιο του νικελίου. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα διάλυμα υδροξειδίου του καλίου. Οι αλκαλικές μπαταρίες νικελίου-καδμίου διαφέρουν από τις μπαταρίες μολύβδου (οξέος) στο ότι είναι πιο αξιόπιστες. Με βάση αυτό το ζεύγος κατασκευάζονται πολύ συμπαγείς μπαταρίες για κατευθυνόμενα βλήματα. Μόνο σε αυτή την περίπτωση, δεν χρησιμοποιείται πλέγμα σιδήρου, αλλά νικελίου ως βάση.
Το στοιχείο Νο. 48 και οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται σε άλλη πηγή χημικού ρεύματος. Ο σχεδιασμός του κανονικού στοιχείου του Weston χρησιμοποιεί αμάλγαμα καδμίου, κρυστάλλους θειικού καδμίου και διάλυμα αυτού του άλατος.
Τοξικότητα καδμίου
Οι πληροφορίες σχετικά με την τοξικότητα του καδμίου είναι αρκετά αντιφατικές. Ή μάλλον, το γεγονός ότι το κάδμιο είναι δηλητηριώδες είναι αδιαμφισβήτητο: οι επιστήμονες διαφωνούν για τον βαθμό επικινδυνότητας του καδμίου. Υπάρχουν γνωστές περιπτώσεις θανατηφόρου δηλητηρίασης από ατμούς αυτού του μετάλλου και των ενώσεων του - επομένως τέτοιοι ατμοί αποτελούν σοβαρό κίνδυνο. Εάν εισέλθει στο στομάχι, το κάδμιο είναι επίσης επιβλαβές, αλλά οι περιπτώσεις θανατηφόρων δηλητηριάσεων από ενώσεις καδμίου που εισέρχονται στον οργανισμό από τα τρόφιμα είναι άγνωστες στην επιστήμη. Προφανώς, αυτό εξηγείται από την άμεση απομάκρυνση του δηλητηρίου από το στομάχι, που αναλαμβάνει ο ίδιος ο οργανισμός. Ωστόσο, σε πολλές χώρες η χρήση επικαλύψεων καδμίου για την κατασκευή δοχείων τροφίμων απαγορεύεται από το νόμο.
Κάδμιο- στοιχείο μιας δευτερεύουσας υποομάδας της δεύτερης ομάδας, η πέμπτη περίοδος του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 48. Συμβολίζεται με το σύμβολο Cd (λατ. Κάδμιο). Μαλακό ελατό παχύρρευστο μεταβατικό μέταλλοασημί-λευκό χρώμα.
Ο γιατρός της περιοχής Rolov είχε μια σκληρή ιδιοσυγκρασία. Έτσι, το 1817, διέταξε την απόσυρση από την πώληση όλων των παρασκευασμάτων που περιέχουν οξείδιο ψευδαργύρου που παράγονται στο εργοστάσιο του Herman’s Schenebec. Με βάση την εμφάνιση των σκευασμάτων, υποψιάστηκε ότι το οξείδιο του ψευδαργύρου περιείχε αρσενικό! (Το οξείδιο του ψευδαργύρου εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για δερματικές παθήσεις· από αυτό παρασκευάζονται αλοιφές, σκόνες και γαλακτώματα.)
Για να αποδείξει ότι είχε δίκιο, ένας αυστηρός ελεγκτής διέλυσε το ύποπτο οξείδιο σε οξύ και πέρασε υδρόθειο μέσω αυτού του διαλύματος: σχηματίστηκε ένα κίτρινο ίζημα. Τα σουλφίδια του αρσενικού είναι απλώς κίτρινα!
Ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου άρχισε να αμφισβητεί την απόφαση του Rolov. Ο ίδιος ήταν χημικός και, έχοντας αναλύσει προσωπικά δείγματα προϊόντων, δεν βρήκε αρσενικό σε αυτά. Ανέφερε τα αποτελέσματα της ανάλυσης στον Rolov, και ταυτόχρονα στις αρχές του κρατιδίου του Αννόβερου. Οι αρχές, όπως ήταν φυσικό, ζήτησαν να σταλούν δείγματα για ανάλυση σε έναν από τους αξιόπιστους χημικούς. Αποφασίστηκε ο δικαστής στη διαμάχη μεταξύ Rolov και Hermann να είναι ο καθηγητής Friedrich Strohmeyer, ο οποίος από το 1802 κατείχε το τμήμα χημείας στο Πανεπιστήμιο του Göttingen και τη θέση του γενικού επιθεωρητή όλων των φαρμακείων του Ανόβερου.
Ο Strohmeyer εστάλη όχι μόνο το οξείδιο, αλλά και άλλα παρασκευάσματα ψευδαργύρου από το εργοστάσιο της Herman, συμπεριλαμβανομένου του ZnCO3, από το οποίο ελήφθη αυτό το οξείδιο. Έχοντας φρυγμένο ανθρακικό ψευδάργυρο, ο Strohmeyer έλαβε ένα οξείδιο, αλλά όχι λευκό, όπως θα έπρεπε, αλλά κιτρινωπό. Ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου εξήγησε τον χρωματισμό ως πρόσμειξη σιδήρου, αλλά ο Strohmeyer δεν ήταν ικανοποιημένος με αυτή την εξήγηση. Έχοντας αγοράσει περισσότερα σκευάσματα ψευδαργύρου, πραγματοποίησε πλήρη ανάλυσή τους και, χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία, απομόνωσε το στοιχείο που προκάλεσε το κιτρίνισμα. Η ανάλυση έλεγε ότι δεν ήταν αρσενικό (όπως ισχυρίστηκε ο Rolov), αλλά ούτε και σίδηρος (όπως ισχυρίστηκε ο Herman).
Ήταν ένα νέο, προηγουμένως άγνωστο μέταλλο, πολύ παρόμοιο σε χημικές ιδιότητες με τον ψευδάργυρο. Μόνο το υδροξείδιο του, σε αντίθεση με το Zn(OH)2, δεν ήταν αμφοτερικό, αλλά είχε έντονες βασικές ιδιότητες.
Στοιχείο 48 του περιοδικού πίνακα Στην ελεύθερη μορφή του, το νέο στοιχείο ήταν ένα λευκό μέταλλο, μαλακό και όχι πολύ ισχυρό, καλυμμένο από πάνω με μια καφετιά μεμβράνη οξειδίου. Ο Strohmeier ονόμασε αυτό το μέταλλο κάδμιο, υπονοώντας ξεκάθαρα την «ψευδάργυρη» προέλευσή του: η ελληνική λέξη καδμεία έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό για να χαρακτηρίσει τα μεταλλεύματα ψευδαργύρου και το οξείδιο του ψευδαργύρου.
Το 1818, ο Strohmeyer δημοσίευσε λεπτομερείς πληροφορίες για το νέο χημικό στοιχείο και σχεδόν αμέσως άρχισε να καταπατείται η προτεραιότητά του. Ο πρώτος που μίλησε ήταν ο ίδιος ο Rolov, ο οποίος πίστευε παλαιότερα ότι τα φάρμακα από το εργοστάσιο του Herman περιείχαν αρσενικό. Λίγο μετά τον Strohmeyer, ένας άλλος Γερμανός χημικός, ο Kersten, βρήκε ένα νέο στοιχείο στο μετάλλευμα ψευδαργύρου της Σιλεσίας και το ονόμασε mellin (από το λατινικό mellinus - «κίτρινο σαν κυδώνι») λόγω του χρώματος του ιζήματος που σχηματίζεται από τη δράση του υδρόθειου. Αλλά αυτό ήταν κάδμιο που είχε ήδη ανακαλυφθεί από τον Strohmeier. Αργότερα, προτάθηκαν δύο ακόμη ονόματα για αυτό το στοιχείο: κλαπρότιο - προς τιμή του διάσημου χημικού Martin Klaproth και junonium - μετά τον αστεροειδή Juno που ανακαλύφθηκε το 1804. Ωστόσο, το όνομα που έδωσε στο στοιχείο από τον ανακάλυπτό του καθιερώθηκε. Είναι αλήθεια ότι στη ρωσική χημική βιβλιογραφία του πρώτου μισού του 19ου αιώνα. το κάδμιο ονομαζόταν συχνά κάδμιο.
|
|||
| Ιδιότητες του ατόμου | |||
|---|---|---|---|
| Όνομα, σύμβολο, αριθμός |
Κάδμιο (Cd), 48 |
||
| Ατομική μάζα (μοριακή μάζα) |
112.411(8) α. π.μ. (g/mol) |
||
| Ηλεκτρονική διαμόρφωση | |||
| Ατομική ακτίνα | |||
| Χημικές ιδιότητες | |||
| Ομοιοπολική ακτίνα | |||
| Ακτίνα ιόντων | |||
| Ηλεκτραρνητικότητα |
1,69 (Κλίμακα Pauling) |
||
| Δυναμικό ηλεκτροδίου | |||
| Καταστάσεις οξείδωσης | |||
| Ενέργεια ιονισμού (πρώτο ηλεκτρόνιο) |
867,2 (8,99) kJ/mol (eV) |
||
| Θερμοδυναμικές ιδιότητες μιας απλής ουσίας | |||
| Πυκνότητα (σε κανονικές συνθήκες) | |||
| Θερμοκρασία τήξης | |||
| Θερμοκρασία βρασμού | |||
| Ud. θερμότητα σύντηξης |
6,11 kJ/mol |
||
| Ud. θερμότητα εξάτμισης |
59,1 kJ/mol |
||
| Μοριακή θερμοχωρητικότητα |
26,0 J/(K mol) |
||
| Μοριακός όγκος |
13,1 cm³/mol |
||
| Κρυσταλλικό πλέγμα απλής ουσίας | |||
| Δομή πλέγματος |
εξαγώνιος |
||
| Παράμετροι πλέγματος |
a=2,979 c=5,618 Å |
||
| αναλογία γ/α | |||
| Θερμοκρασία Debye | |||
| Άλλα χαρακτηριστικά | |||
| Θερμική αγωγιμότητα |
(300 K) 96,9 W/(m K) |
||
Κάδμιο
ΚΑΔΜΙΟ-ΕΓΩ; Μ.[λατ. κάδμιο από τα ελληνικά. καδμεία - ψευδάργυρο]
1. Χημικό στοιχείο (Cd), ένα ασημί-λευκό μαλακό, εύπλαστο μέταλλο που βρίσκεται στα μεταλλεύματα ψευδαργύρου (μέρος πολλών κραμάτων χαμηλής τήξης, που χρησιμοποιούνται στην πυρηνική βιομηχανία).
2. Τεχνητή κίτρινη βαφή σε διάφορες αποχρώσεις.
◁ Κάδμιο, ω, ω. Κ-θ κράματα. Κ-κίτρινο(βαφή).
κάδμιο(λατ. Κάδμιο), χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού πίνακα. Το όνομα προέρχεται από το ελληνικό kadméia - ψευδάργυρο. Ασημί μέταλλο με μπλε απόχρωση, μαλακό και εύτηκτο. πυκνότητα 8,65 g/cm 3, t pl 321,1ºC. Εξορύσσεται με επεξεργασία μεταλλευμάτων μολύβδου-ψευδάργυρου και χαλκού. Χρησιμοποιούνται για επιμετάλλωση καδμίου, σε μπαταρίες υψηλής ισχύος, πυρηνική ενέργεια (ράβδοι ελέγχου για αντιδραστήρες) και για την παραγωγή χρωστικών. Είναι μέρος των κραμάτων χαμηλής τήξης και άλλων κραμάτων. Τα σουλφίδια, τα σεληνίδια και τα τελουρίδια του καδμίου είναι ημιαγωγικά υλικά. Πολλές ενώσεις καδμίου είναι δηλητηριώδεις.
ΚΑΔΜΙΟΚΑΔΜΙΟ (λατ. Κάδμιο), Cd (προφέρεται «κάδμιο»), χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 48, ατομική μάζα 112,41.
Το φυσικό κάδμιο αποτελείται από οκτώ σταθερά ισότοπα: 106 Cd (1,22%), 108 Cd (0,88%), 110 Cd (12,39%), 111 Cd (12,75%), 112 Cd (24,07%), 113 Cd (0,88%), 12. 114 Cd (28,85%) και 116 Cd (12,75%). Βρίσκεται στην περίοδο 5 της ομάδας ΙΙΒ του περιοδικού πίνακα στοιχείων. Διαμόρφωση δύο εξωτερικών ηλεκτρονικών στρωμάτων 4 μικρό 2
Π 6
ρε 10
5μικρό 2
. Κατάσταση οξείδωσης +2 (σθένος II).
Η ακτίνα του ατόμου είναι 0,154 nm, η ακτίνα του ιόντος Cd 2+ είναι 0,099 nm. Ενέργειες διαδοχικού ιονισμού - 8,99, 16,90, 37,48 eV. Ηλεκτραρνητικότητα κατά Pauling (εκ. PAULING Linus) 1,69.
Ιστορία της ανακάλυψης
Ανακαλύφθηκε από τον Γερμανό καθηγητή F. Strohmeier (εκ. STROHMEYER Friedrich)το 1817. Φαρμακοποιοί του Μαγδεμβούργου ενώ μελετούσαν το οξείδιο του ψευδαργύρου (εκ.ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΣ (χημικό στοιχείο))Το ZnO ήταν ύποπτο ότι περιείχε αρσενικό (εκ.ΑΡΣΕΝΙΚΟ). Ο F. Strohmeier απομόνωσε ένα καφέ-καφέ οξείδιο από το ZnO και το ανήγαγε με υδρογόνο (εκ.ΥΔΡΟΓΟΝΟ)και απέκτησε ένα αργυρόλευκο μέταλλο, το οποίο ονομαζόταν κάδμιο (από το ελληνικό καδμεία - μετάλλευμα ψευδαργύρου).
Όντας στη φύση
Περιεχόμενα σε φλοιός της γης 1,35·10–5% κατά μάζα, σε θαλάσσιο και ωκεάνιο νερό 0,00011 mg/l. Αρκετά πολύ σπάνια ορυκτά είναι γνωστά, για παράδειγμα, greenockite GdS, otavite CdCO 3, monteponite CdO. Το κάδμιο συσσωρεύεται σε πολυμεταλλικά μεταλλεύματα: φαληρίτης (εκ.ΣΦΑΛΕΡΙΤΗΣ)(0,01-5%), γαλένα (εκ.ΓΑΛΗΝΙΤΗΣ)(0,02%), χαλκοπυρίτης (εκ.ΧΑΛΚΟΠΥΡΗΤΗΣ)(0,12%), πυρίτης (εκ.ΣΙΔΗΡΟΠΥΡΙΤΗΣ)(0,02%), ξεθωριασμένα μεταλλεύματα (εκ.ΜΑΥΡΑ ΜΕΤΑΛΛΕΥΜΑΤΑ)και η stannina (εκ.ΣΤΑΝΙΝ)(έως 0,2%).
Παραλαβή
Οι κύριες πηγές καδμίου είναι τα ενδιάμεσα προϊόντα παραγωγής ψευδαργύρου, η σκόνη από τα μεταλλουργεία μολύβδου και χαλκού. Η πρώτη ύλη επεξεργάζεται με πυκνό θειικό οξύ και λαμβάνεται CdSO 4 σε διάλυμα. Το Cd απομονώνεται από το διάλυμα χρησιμοποιώντας σκόνη ψευδαργύρου:
CdSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cd
Το μέταλλο που προκύπτει καθαρίζεται με τήξη κάτω από ένα στρώμα αλκαλίου για να αφαιρεθούν οι ακαθαρσίες ψευδαργύρου και μολύβδου. Το κάδμιο υψηλής καθαρότητας λαμβάνεται με ηλεκτροχημική διύλιση με ενδιάμεσο καθαρισμό του ηλεκτρολύτη ή με μέθοδο τήξης ζώνης (εκ.ΛΙΩΣΗ ΖΩΝΗΣ).
ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
Το κάδμιο είναι ένα ασημί-λευκό μαλακό μέταλλο με εξαγωνικό πλέγμα ( ΕΝΑ = 0,2979, Με= 0,5618 nm). Σημείο τήξεως 321,1 °C, σημείο βρασμού 766,5 °C, πυκνότητα 8,65 kg/dm3. Εάν λυγίσετε μια ράβδο καδμίου, μπορείτε να ακούσετε έναν αχνό ήχο τριξίματος - πρόκειται για μεταλλικούς μικροκρύσταλλους που τρίβονται μεταξύ τους. Πρότυπο δυναμικό ηλεκτροδίουκάδμιο -0,403 V, στο εύρος των τυπικών δυναμικών (εκ.ΤΥΠΙΚΟ ΔΥΝΑΤΙΚΟ)βρίσκεται πριν από το υδρογόνο (εκ.ΥΔΡΟΓΟΝΟ).
Σε ξηρή ατμόσφαιρα, το κάδμιο είναι σταθερό, αλλά σε υγρή ατμόσφαιρα καλύπτεται σταδιακά με ένα φιλμ οξειδίου του CdO. Πάνω από το σημείο τήξης, το κάδμιο καίγεται στον αέρα για να σχηματίσει καφέ οξείδιο CdO:
2Сd + O 2 = 2CdO
Οι ατμοί του καδμίου αντιδρούν με τους υδρατμούς σχηματίζοντας υδρογόνο:
Cd + H 2 O = CdO + H 2
Σε σύγκριση με το γείτονά του στην ομάδα IIB - Zn, το κάδμιο αντιδρά πιο αργά με τα οξέα:
Cd + 2HCl = CdCl 2 + H 2
Η αντίδραση συμβαίνει πιο εύκολα με το νιτρικό οξύ:
3Cd + 8HNO 3 = 3Cd(NO 3) 2 + 2NO – + 4H 2 O
Το κάδμιο δεν αντιδρά με τα αλκάλια.
Στις αντιδράσεις μπορεί να δράσει ως ήπιος αναγωγικός παράγοντας· για παράδειγμα, σε συμπυκνωμένα διαλύματα είναι ικανό να μειώσει το νιτρικό αμμώνιο σε νιτρώδη NH 4 NO 2:
NH 4 NO 3 + Cd = NH 4 NO 2 + CdO
Το κάδμιο οξειδώνεται από διαλύματα αλάτων Cu(II) ή Fe(III):
Cd + CuCl 2 = Cu + CdCl 2;
2FeCl 3 + Cd = 2FeCl 2 + CdCl 2
Πάνω από το σημείο τήξης, το κάδμιο αντιδρά με αλογόνα (εκ.ΑΛΑΓΟΝΟ)με το σχηματισμό αλογονιδίων:
Cd + Cl 2 = CdCl 2
Με θειάφι (εκ.ΘΕΙΟ)και άλλα χαλκογόνα σχηματίζουν χαλκογονίδια:
Cd + S = CdS
Το κάδμιο δεν αντιδρά με υδρογόνο, άζωτο, άνθρακα, πυρίτιο και βόριο. Το νιτρίδιο Cd3N2 και το υδρίδιο CdH2 λαμβάνονται έμμεσα.
Σε υδατικά διαλύματα, τα ιόντα καδμίου Cd 2+ σχηματίζουν υδάτινα σύμπλοκα 2+ και 2+.
Το υδροξείδιο του καδμίου Cd(OH) 2 λαμβάνεται με την προσθήκη αλκαλίου σε διάλυμα άλατος καδμίου:
СdSO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + Cd(OH) 2 Ї
Το υδροξείδιο του καδμίου είναι πρακτικά αδιάλυτο στα αλκάλια, αν και ο σχηματισμός συμπλοκών υδροξειδίου 2– έχει παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια παρατεταμένου βρασμού σε πολύ πυκνά διαλύματα αλκαλίων. Έτσι, αμφοτερική (εκ.ΑΜΦΟΤΕΡΙΚΟΣ)Οι ιδιότητες του οξειδίου του CdO και του υδροξειδίου του καδμίου Cd(OH) 2 είναι πολύ λιγότερο έντονες από εκείνες των αντίστοιχων ενώσεων ψευδαργύρου.
Λόγω του σχηματισμού συμπλόκου, το υδροξείδιο του καδμίου Cd(OH) 2 διαλύεται εύκολα σε υδατικά διαλύματα αμμωνίας NH 3:
Cd(OH) 2 + 6NH3 = (OH) 2
Εφαρμογή
Το 40% του παραγόμενου καδμίου χρησιμοποιείται για την εφαρμογή αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων σε μέταλλα. Το 20% του καδμίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή ηλεκτροδίων καδμίου που χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες και κανονικά κύτταρα Weston. Περίπου το 20% του καδμίου χρησιμοποιείται στην παραγωγή ανόργανων βαφών, ειδικών συγκολλήσεων, υλικών ημιαγωγών και φωσφόρων. Το 10% κάδμιο είναι συστατικό κοσμημάτων και κραμάτων χαμηλής τήξης, πλαστικών.
Φυσιολογική δράση
Ο ατμός του καδμίου και οι ενώσεις του είναι τοξικοί και το κάδμιο μπορεί να συσσωρευτεί στο σώμα. ΣΕ πόσιμο νερό MPC για κάδμιο 10 mg/m3. Τα συμπτώματα της οξείας δηλητηρίασης με άλατα καδμίου είναι έμετος και σπασμοί. Οι διαλυτές ενώσεις καδμίου, μετά την απορρόφηση στο αίμα, επηρεάζουν το κεντρικό νευρικό σύστημα, το ήπαρ και τα νεφρά, διαταράσσουν τον μεταβολισμό φωσφόρου-ασβεστίου. Η χρόνια δηλητηρίαση οδηγεί σε αναιμία και καταστροφή των οστών.
εγκυκλοπαιδικό λεξικό . 2009 .
Συνώνυμα:Δείτε τι είναι το "κάδμιο" σε άλλα λεξικά:
- (λατ. κάδμιο). Ένα ελατό μέταλλο παρόμοιο σε χρώμα με τον κασσίτερο. Λεξικό ξένες λέξεις, περιλαμβάνεται στη ρωσική γλώσσα. Chudinov A.N., 1910. CADMIUM lat. cadmium, from kadmeia gea, cadmium earth. Μέταλλο παρόμοιο με κασσίτερο. Επεξήγηση 25.000 ξένων... ... Λεξικό ξένων λέξεων της ρωσικής γλώσσας
ΚΑΔΜΙΟ- ΚΑΔΜΙΟ, Κάδμιο, χημικό. στοιχείο, σύμβολο Cd, ατομικό βάρος 112,41, σειριακός αριθμός 48. Περιέχεται σε μικρές ποσότητες στα περισσότερα μεταλλεύματα ψευδαργύρου και λαμβάνεται ως υποπροϊόν κατά την εξόρυξη ψευδαργύρου. μπορεί επίσης να αποκτηθεί... Μεγάλη Ιατρική Εγκυκλοπαίδεια
ΚΑΔΜΙΟ- βλέπε ΚΑΔΜΙΟ (Cd). Περιέχει στα λύματα πολλών βιομηχανικών επιχειρήσεων, ιδιαίτερα των μονάδων επεξεργασίας μολύβδου-ψευδάργυρου και μετάλλων που χρησιμοποιούν γαλβανική επίστρωση. Υπάρχει στα φωσφορικά λιπάσματα. Το θειικό οξύ διαλύεται στο νερό,... ... Ασθένειες ψαριών: Οδηγός
Κάδμιο- (Cd) ασημί-λευκό μέταλλο. Χρησιμοποιείται στην πυρηνική ενέργεια και την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, είναι μέρος κραμάτων και χρησιμοποιείται για την παρασκευή μπλοκ εκτύπωσης, συγκολλήσεων, ηλεκτροδίων συγκόλλησης και στην παραγωγή ημιαγωγών. είναι συστατικό...... Ρωσική εγκυκλοπαίδεια για την προστασία της εργασίας
- (Κάδμιο), Cd, χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού συστήματος, ατομικός αριθμός 48, ατομική μάζα 112,41; μέταλλο, σημείο τήξεως 321,1°C. Το κάδμιο χρησιμοποιείται για την εφαρμογή αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων σε μέταλλα, την κατασκευή ηλεκτροδίων, την παραγωγή χρωστικών,... ... Σύγχρονη εγκυκλοπαίδεια
- (σύμβολο Cd), ένα ασημί-λευκό μέταλλο από τη δεύτερη ομάδα του περιοδικού πίνακα. Απομονώθηκε για πρώτη φορά το 1817. Βρίσκεται σε greenockite (σε σουλφιδική μορφή), λαμβάνεται κυρίως ως υποπροϊόν της εκχύλισης ψευδαργύρου και μολύβδου. Εύκολο στη σφυρηλάτηση... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό
Cd (από το ελληνικό kadmeia zinc ore * α. κάδμιο· ν. κάδμιο· στ. κάδμιο· θ. κάδμιο), χημικό. στοιχείο της ομάδας II περιοδική. Σύστημα Mendeleev, at.sci. 48, στο. μ. 112,41. Υπάρχουν 8 σταθερά ισότοπα που βρίσκονται στη φύση: 106Cd (1,225%) 108Cd (0,875%),... ... Γεωλογική εγκυκλοπαίδεια
Σύζυγος. μέταλλο (μία από τις χημικές αρχές ή μη διασπώμενα στοιχεία) που βρίσκεται στο μετάλλευμα ψευδαργύρου. Κάδμιο, που σχετίζεται με το κάδμιο. Admist, που περιέχει κάδμιο. ΛεξικόΗ Ντάλια. ΣΕ ΚΑΙ. Dahl. 1863 1866… Επεξηγηματικό Λεξικό Dahl
Κάδμιο- (Κάδμιο), Cd, χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού συστήματος, ατομικός αριθμός 48, ατομική μάζα 112,41; μέταλλο, σημείο τήξεως 321,1°C. Το κάδμιο χρησιμοποιείται για την εφαρμογή αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων σε μέταλλα, την κατασκευή ηλεκτροδίων, την παραγωγή χρωστικών,... ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό
ΚΑΔΜΙΟ- χημ. στοιχείο, σύμβολο Cd (λατ. Κάδμιο), στο. n. 48, στο. μ. 112,41; ασημί-λευκό γυαλιστερό μαλακό μέταλλο, πυκνότητα 8650 kg/m3, tmelt = 320,9°C. Το κάδμιο είναι ένα σπάνιο και ιχνοστοιχείο, δηλητηριώδες, που συνήθως βρίσκεται στα μεταλλεύματα μαζί με τον ψευδάργυρο, που... ... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια
- (λατ. Κάδμιο) Cd, χημικό στοιχείο της ομάδας II του περιοδικού πίνακα, ατομικός αριθμός 48, ατομική μάζα 112,41. Ονομασία από το ελληνικό μετάλλευμα ψευδαργύρου καδμεία. Ασημί μέταλλο με μπλε απόχρωση, μαλακό και εύτηκτο. πυκνότητα 8,65 g/cm³,…… Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό
Το φθινόπωρο του 1817 Κατά τον έλεγχο ορισμένων φαρμακείων στην περιοχή του Μαγδεμβούργου στη Γερμανία, ανακαλύφθηκε οξείδιο ψευδαργύρου που περιείχε κάποιο είδος ακαθαρσίας. Ο περιφερειακός γιατρός R. Rolov υποψιάστηκε την παρουσία αρσενικού σε αυτό και απαγόρευσε την πώληση του φαρμάκου. Ιδιοκτήτης εργοστασίου οξειδίου του ψευδαργύρου Κ. Χέρμανδεν συμφώνησε με αυτή την απόφαση και άρχισε να ερευνά το άμοιρο προϊόν. Ως αποτέλεσμα των πειραμάτων του, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το οξείδιο του ψευδαργύρου που παρήγαγε το εργοστάσιό του περιείχε ένα μείγμα από κάποιο άγνωστο μέταλλο. Ο K. Hermann δημοσίευσε τα δεδομένα που ελήφθησαν τον Απρίλιο του 1818 στο άρθρο «On Silesian Zinc oxide and the πιθανώς ακόμη άγνωστο μέταλλο που βρέθηκε σε αυτό». Ταυτόχρονα, ένα ευνοϊκό συμπέρασμα δημοσιεύτηκε από τον F. Strohmeier, ο οποίος επιβεβαίωσε τα συμπεράσματα του Hermann και πρότεινε να ονομαστεί το νέο μέταλλο κάδμιο.
Ο F. Strohmeyer, ο οποίος ήταν ο γενικός επιθεωρητής των φαρμακείων της επαρχίας του Ανόβερου, δημοσίευσε αναλυτικό άρθρο για το νέο μέταλλο σε άλλο περιοδικό. Ένα άρθρο με ημερομηνία 26 Απριλίου 1818 δημοσιεύτηκε σε ένα τεύχος με το 1817 στο εξώφυλλο. Προφανώς, αυτή η περίσταση, σε συνδυασμό με το γεγονός ότι ο Strohmeyer (με τη συγκατάθεση του Hermann) έδωσε ένα όνομα στο ανακαλυφθέν μέταλλο, οδήγησε σε λάθη στον προσδιορισμό και των δύο ημερομηνία και ο συγγραφέας της ανακάλυψης.
Φυσικές ιδιότητες.
Κάδμιο - ασημί λευκό, λαμπερό μπλε μέταλλο, το οποίο ξεθωριάζει στον αέρα λόγω του σχηματισμού προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου. Σημείο τήξεως – 321°C, σημείο βρασμού – 770°C. Ένα ραβδί από καθαρό κάδμιο τσακίζει σαν κασσίτερο όταν λυγίζει, αλλά τυχόν ακαθαρσίες στο μέταλλο καταστρέφουν αυτό το αποτέλεσμα. Το κάδμιο είναι πιο σκληρό από τον κασσίτερο, αλλά πιο μαλακό από τον κασσίτερο - μπορεί να κοπεί με ένα μαχαίρι. Όταν θερμαίνεται πάνω από 80°C, το κάδμιο χάνει την ελαστικότητά του σε τέτοιο βαθμό που μπορεί να θρυμματιστεί σε σκόνη.
Το κάδμιο σχηματίζει κράματα και ενώσεις με πολλά μέταλλα και είναι εξαιρετικά διαλυτό στον υδράργυρο.
Γενικά χημικά χαρακτηριστικά του καδμίου.
Όταν θερμαίνεται, η οξείδωση γίνεται πιο έντονη και το μέταλλο μπορεί να αναφλεγεί. Το κάδμιο σε σκόνη αναφλέγεται εύκολα στον αέρα με μια φωτεινή κόκκινη φλόγα, σχηματίζοντας ένα οξείδιο.
Εάν το κονιοποιημένο κάδμιο αναμιχθεί έντονα με νερό, απελευθερώνεται υδρογόνο και μπορεί να ανιχνευθεί η παρουσία υπεροξειδίου του υδρογόνου.
αραιωμένο αλάτι και θειικό οξύόταν θερμαίνονται, αντιδρούν σταδιακά με το κάδμιο, απελευθερώνοντας υδρογόνο. Το ξηρό υδροχλώριο αντιδρά με το κάδμιο σε θερμοκρασία 440 °C. Το ξηρό διοξείδιο του θείου αντιδρά επίσης με το μέταλλο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό του θειούχου καδμίου CdS και εν μέρει του θειικού του CdSO 4. Νιτρικό οξύ, αλληλεπιδρώντας με το κάδμιο υπό κανονικές συνθήκες, απελευθερώνει αμμωνία και όταν θερμαίνεται, οξείδια του αζώτου.
Το κάδμιο, σε αντίθεση με τον ψευδάργυρο, αδιάλυτο σε καυστικά αλκάλια, αλλά και διαλύεται σε υδροξείδιο του αμμωνίου. Όταν το κάδμιο αντιδρά με το διάλυμα νιτρικού αμμωνίου, σχηματίζονται νιτρικά άλατα.
Το αλουμίνιο, ο ψευδάργυρος και ο σίδηρος εκτοπίζουν το κάδμιο από τα διαλύματα των ενώσεων του. Ο ίδιος καθιζάνει χαλκό και άλλα πιο ηλεκτροθετικά στοιχεία από διαλύματα. Όταν θερμαίνεται, το κάδμιο συνδυάζεται απευθείας με φώσφορο, θείο, σελήνιο, τελλούριο και αλογόνα, αλλά δεν είναι δυνατό να ληφθεί το υδρίδιο και το νιτρίδιο του με άμεση αλληλεπίδραση με υδρογόνο και άζωτο.
Οι πιο σημαντικές ενώσεις καδμίου.
Οξείδιο του καδμίουCdOμπορεί να ληφθεί με την καύση του μετάλλου στον αέρα ή το οξυγόνο, το ψήσιμο του θειούχου του ή τη θερμική αποσύνθεση ορισμένων ενώσεων. Πρόκειται για σκόνη διαφορετικών χρωμάτων, ανάλογα με τη θερμοκρασία στην οποία λαμβάνεται: πρασινωπό-κίτρινο (350-370 °C), παχύ σκούρο μπλε (800 °C), καφέ, μαύρο.
Υδροξείδιο του καδμίουCD(OH) 2 Απελευθερώνεται με τη μορφή λευκού ζελατινώδους ιζήματος από διαλύματα των αλάτων του υπό τη δράση αλκαλίων.
Θειούχο κάδμιοCdS- ένας από τις πιο σημαντικές συνδέσειςκάδμιο Ανάλογα με τις φυσικοχημικές συνθήκες παραγωγής, μπορεί να είναι από κίτρινο λεμόνι έως κόκκινο.
ΑλογονίτεςΤο κάδμιο λαμβάνεται πολύ εύκολα με την άμεση αλληλεπίδραση στοιχείων, καθώς και με τη διάλυση του καδμίου, του οξειδίου ή του ανθρακικού του σε κατάλληλα οξέα. Όλα τα άλατα που σχηματίζουν είναι άχρωμα κρυσταλλικές ουσίες.
Ανθρακικό κάδμιοCDCΟ 3Καθιζάνει με τη μορφή λευκού άμορφου ιζήματος από διαλύματα καδμίου όταν προστίθενται σε αυτά ανθρακικά αλκάλια.
Πρώτες ύλες πηγές καδμίου. Παραγωγή καδμίου.
Το κάδμιο είναι απουσιολόγοςστοιχείο, δηλ. σχεδόν δεν σχηματίζει τα δικά του ορυκτά και τα κοιτάσματα τέτοιων ορυκτών δεν είναι καθόλου γνωστά. Το κάδμιο υπάρχει σε μεταλλεύματα άλλων μετάλλων σε συγκεντρώσεις εκατοστών και χιλιοστών. Ορισμένα μεταλλεύματα που περιέχουν 1-1,5% κάδμιο θεωρούνται εξαιρετικά πλούσια σε αυτό το μέταλλο.
Το μόνο ορυκτό καδμίου οποιουδήποτε ενδιαφέροντος είναι το φυσικό του σουλφίδιο, ο γρινοκίτης ή το μείγμα καδμίου. Κατά την ανάπτυξη κοιτασμάτων ψευδαργύρου, ο γρινοκίτης εξορύσσεται μαζί με τον πυρίτη και καταλήγει σε εργοστάσια ψευδαργύρου. Κατά την επεξεργασία, το κάδμιο συγκεντρώνεται σε ορισμένα ενδιάμεσα προϊόντα της διαδικασίας, από τα οποία στη συνέχεια εξάγεται.
Έτσι, οι πραγματικές πρώτες ύλες για την παραγωγή καδμίου είναι κέικ από εργοστάσια ηλεκτρολυτών ψευδαργύρου, μεταλλουργεία μολύβδου και χαλκού.
Η παραγωγή οργανώθηκε για πρώτη φορά στην Άνω Σιλεσία το 1829.
Επί του παρόντος, ο κόσμος παράγει πάνω από 10.000 τόνους καδμίου ετησίως.
Εφαρμογή καδμίου.
Το μεγαλύτερο μέρος της βιομηχανικής κατανάλωσης καδμίου προέρχεται από το κάδμιο προστατευτικές επικαλύψεις, προστατεύοντας τα μέταλλα από τη διάβρωση. Αυτές οι επικαλύψεις έχουν σημαντικό πλεονέκτημα έναντι του νικελίου, του ψευδάργυρου ή του κασσίτερου, επειδή μην ξεκολλάτε από τα μέρη όταν παραμορφώνονται.
Οι επικαλύψεις καδμίου σε ορισμένες περιπτώσεις υπερτερούν όλων των άλλων: 1) στην προστασία έναντι θαλασσινό νερό, 2) για εξαρτήματα που λειτουργούν σε κλειστούς χώρους με υψηλή υγρασία, 3) για προστασία ηλεκτρικών επαφών.
Ο δεύτερος τομέας εφαρμογής του καδμίου είναι παραγωγή κράματος. Τα κράματα καδμίου είναι ασημί-λευκά, όλκιμα και εύκολα στη μηχανή. Κράματα καδμίου με μικρές προσθήκες νικελίου, χαλκού και αργύρου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ρουλεμάν για ισχυρούς κινητήρες πλοίων, αεροσκαφών και αυτοκινήτων.
Το χάλκινο σύρμα με την προσθήκη μόνο 1% καδμίου είναι δύο φορές ισχυρότερο, ενώ η ηλεκτρική του αγωγιμότητα μειώνεται ελαφρώς.
Το κράμα χαλκού-καδμίου με την προσθήκη ζιρκονίου έχει ακόμη μεγαλύτερη αντοχή και χρησιμοποιείται για γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης.
Το καθαρό κάδμιο, λόγω της αξιοσημείωτης ιδιότητάς του - υψηλής θερμικής διατομής δέσμευσης νετρονίων, χρησιμοποιείται για την κατασκευή ράβδων ελέγχου και έκτακτης ανάγκης πυρηνικούς αντιδραστήρεςσε αργά νετρόνια.
ΣΕ κοσμήματαΧρησιμοποιούνται κράματα χρυσού και καδμίου. Με την αλλαγή της αναλογίας των εξαρτημάτων, λαμβάνονται διαφορετικές χρωματικές αποχρώσεις.
Νικέλιο-κάδμιο μπαταρίες, ακόμη και τα τελείως αποφορτισμένα δεν γίνονται εντελώς άχρηστα.
Χρησιμοποιείται αμάλγαμα καδμίου στην οδοντιατρικήγια την παρασκευή γεμίσματος.
Βιολογικές ιδιότητεςκάδμιο
Οι επικαλύψεις καδμίου δεν είναι αποδεκτές όταν πρέπει να έρθουν σε επαφή με τρόφιμα. Το ίδιο το μέταλλο είναι μη τοξικό, αλλά εξαιρετικά δηλητηριώδηςδιαλυτές ενώσεις καδμίου. Επιπλέον, οποιοσδήποτε τρόπος εισόδου τους στο σώμα και σε οποιαδήποτε κατάσταση (διάλυμα, σκόνη, καπνός, ομίχλη) είναι επικίνδυνος. Όσον αφορά την τοξικότητα, το κάδμιο δεν είναι κατώτερο από τον υδράργυρο και το αρσενικό. Οι ενώσεις του καδμίου έχουν κατασταλτική επίδραση στο νευρικό σύστημα, επηρεάζουν την αναπνευστική οδό και προκαλούν αλλαγές εσωτερικά όργανα.
Μεγάλες συγκεντρώσεις καδμίου μπορεί να οδηγήσουν σε οξεία δηλητηρίαση: ένα λεπτό παραμονής σε δωμάτιο που περιέχει 2500 mg/m 3 των ενώσεων του οδηγεί σε θάνατο. Στην οξεία δηλητηρίαση, τα συμπτώματα της βλάβης δεν αναπτύσσονται αμέσως, αλλά μετά από μια ορισμένη λανθάνουσα περίοδο, η οποία μπορεί να διαρκέσει από 1-2 έως 30-40 ώρες.
Παρά την τοξικότητά του, το κάδμιο έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα ιχνοστοιχείο ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη ζωντανών οργανισμών. Οι λειτουργίες του είναι ακόμα ασαφείς. Η διατροφή των φυτών έχει ευεργετική επίδραση στην ανάπτυξή τους.
Το περιεχόμενο του άρθρου
ΚΑΔΜΙΟ(Κάδμιο) Το Cd, είναι χημικό στοιχείο της ομάδας II Περιοδικός Πίνακας. Ατομικός αριθμός 48, σχετική ατομική μάζα 112,41. Το φυσικό κάδμιο αποτελείται από οκτώ σταθερά ισότοπα: 106 Cd (1,22%), 108 Cd (0,88%), 110 Cd (12,39%), 111 Cd (12,75%), 112 Cd (24,07%), 113 Cd (0,88%), 12. 114 Cd (28,85%) και 116 Cd (7,58%). Κατάσταση οξείδωσης +2, σπάνια +1.
Το κάδμιο ανακαλύφθηκε το 1817 από τον Γερμανό χημικό Friedrich Stromeyer Friedrich (1776–1835).
Κατά τον έλεγχο του οξειδίου του ψευδαργύρου που παράγεται από ένα από τα εργοστάσια της Schenebec, προέκυψε η υποψία ότι περιείχε πρόσμιξη αρσενικού. Όταν το φάρμακο διαλύθηκε σε οξύ και διοχετεύθηκε υδρόθειο μέσω του διαλύματος, σχηματίστηκε ένα κίτρινο ίζημα παρόμοιο με τα σουλφίδια του αρσενικού, αλλά ένας πιο ενδελεχής έλεγχος έδειξε ότι αυτό το στοιχείο δεν υπήρχε. Για το τελικό συμπέρασμα, ένα δείγμα ύποπτου οξειδίου ψευδαργύρου και άλλων παρασκευασμάτων ψευδαργύρου (συμπεριλαμβανομένου του ανθρακικού ψευδαργύρου) από το ίδιο εργοστάσιο στάλθηκαν στον Friedrich Strohmeyer, ο οποίος από το 1802 κατείχε την έδρα της χημείας στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν και τη θέση του γενικού επιθεωρητή Φαρμακεία του Ανόβερου.
Έχοντας φρυγμένο ανθρακικό ψευδάργυρο, ο Strohmeyer έλαβε ένα οξείδιο, αλλά όχι λευκό, όπως θα έπρεπε, αλλά κιτρινωπό. Υπέθεσε ότι το χρώμα προκλήθηκε από μια πρόσμιξη σιδήρου, αλλά αποδείχθηκε ότι δεν υπήρχε σίδηρος. Ο Strohmeyer ανέλυσε πλήρως τα παρασκευάσματα ψευδαργύρου και διαπίστωσε ότι το κίτρινο χρώμα εμφανίστηκε λόγω ενός νέου στοιχείου. Πήρε το όνομά του από το μετάλλευμα ψευδαργύρου στο οποίο βρέθηκε: Ελληνική λέξηκαδμεία, «γη καδμίου» – αρχαίο όνομα Smithsonite ZnCO 3 . Αυτή η λέξη, σύμφωνα με το μύθο, προέρχεται από το όνομα του Φοίνικα Κάδμου, ο οποίος φέρεται να ήταν ο πρώτος που βρήκε την πέτρα ψευδάργυρου και παρατήρησε την ικανότητά της να δίνει στον χαλκό (όταν λιώνεται από μετάλλευμα) ένα χρυσό χρώμα. Το ίδιο όνομα δόθηκε στον ήρωα της αρχαίας ελληνικής μυθολογίας: σύμφωνα με έναν μύθο, ο Κάδμος νίκησε τον Δράκο σε μια δύσκολη μονομαχία και στα εδάφη του έχτισε το φρούριο της Καδμείας, γύρω από το οποίο αναπτύχθηκε η πόλη των Θηβών με επτά πύλες.
Επικράτηση του καδμίου στη φύση και η βιομηχανική του εξόρυξη.
Η περιεκτικότητα σε κάδμιο στον φλοιό της γης είναι 1,6·10–5%. Είναι κοντά σε αφθονία στο αντιμόνιο (2,10–5%) και δύο φορές πιο κοινό από τον υδράργυρο (8,10–6%). Το κάδμιο χαρακτηρίζεται από μετανάστευση σε ζεστά υπόγεια νερά μαζί με ψευδάργυρο και άλλα χημικά στοιχεία, επιρρεπής στο σχηματισμό φυσικών σουλφιδίων. Συγκεντρώνεται σε υδροθερμικά ιζήματα. Τα ηφαιστειακά πετρώματα περιέχουν έως και 0,2 mg καδμίου ανά kg· μεταξύ των ιζηματογενών πετρωμάτων, οι άργιλοι είναι οι πλουσιότεροι σε κάδμιο - έως 0,3 mg/kg, και σε μικρότερο βαθμό - ασβεστόλιθοι και ψαμμίτες (περίπου 0,03 mg/kg). Η μέση περιεκτικότητα σε κάδμιο στο έδαφος είναι 0,06 mg/kg.
Το κάδμιο έχει τα δικά του ορυκτά - greenockite CdS, otavite CdCO 3, monteponite CdO. Ωστόσο, δεν σχηματίζουν δικές τους καταθέσεις. Η μόνη βιομηχανικά σημαντική πηγή καδμίου είναι τα μεταλλεύματα ψευδαργύρου, όπου βρίσκεται σε συγκεντρώσεις 0,01–5%. Το κάδμιο συσσωρεύεται επίσης στο γαλήνιο (έως 0,02%), στον χαλκοπυρίτη (έως 0,12%), στον πυρίτη (έως 0,02%), στον κασσιτερίτη (έως 0,2%). Οι συνολικοί παγκόσμιοι πόροι καδμίου υπολογίζονται σε 20 εκατομμύρια τόνους, οι βιομηχανικοί - σε 600 χιλιάδες τόνους.
Χαρακτηριστικά απλής ουσίας και βιομηχανική παραγωγή μεταλλικού καδμίου.
Κάδμιο – ασήμι στερεόςμε γαλαζωπή γυαλάδα σε μια φρέσκια επιφάνεια, ένα μαλακό, εύπλαστο, εύπλαστο μέταλλο, εύκολο να τυλιχτεί σε φύλλα, εύκολο να γυαλιστεί. Όπως ο κασσίτερος, τα ραβδιά καδμίου παράγουν έναν ήχο σπασίματος όταν λυγίζουν. Λιώνει στους 321,1° C, βράζει στους 766,5° C, η πυκνότητα είναι 8,65 g/cm 3, γεγονός που του επιτρέπει να ταξινομηθεί ως βαρύ μέταλλο.
Το κάδμιο είναι σταθερό στον ξηρό αέρα. Στον υγρό αέρα ξεθωριάζει γρήγορα και όταν θερμαίνεται αλληλεπιδρά εύκολα με το οξυγόνο, το θείο, τον φώσφορο και τα αλογόνα. Το κάδμιο δεν αντιδρά με υδρογόνο, άζωτο, άνθρακα, πυρίτιο και βόριο.
Ο ατμός του καδμίου αλληλεπιδρά με τους υδρατμούς για να απελευθερώσει υδρογόνο. Τα οξέα διαλύουν το κάδμιο για να σχηματίσουν άλατα αυτού του μετάλλου. Το κάδμιο μειώνει το νιτρικό αμμώνιο σε συμπυκνωμένα διαλύματα σε νιτρώδες αμμώνιο. Οξειδώνεται σε υδατικό διάλυμακατιόντα ορισμένων μετάλλων, όπως ο χαλκός (II) και ο σίδηρος (III). Σε αντίθεση με τον ψευδάργυρο, το κάδμιο δεν αλληλεπιδρά με αλκαλικά διαλύματα.
Οι κύριες πηγές καδμίου είναι τα ενδιάμεσα προϊόντα παραγωγής ψευδαργύρου. Τα ιζήματα μετάλλων που λαμβάνονται μετά τον καθαρισμό των διαλυμάτων θειικού ψευδαργύρου με τη δράση της σκόνης ψευδαργύρου περιέχουν 2–12% κάδμιο. Τα κλάσματα που σχηματίζονται κατά την παραγωγή απόσταξης ψευδαργύρου περιέχουν 0,7–1,1% κάδμιο και τα κλάσματα που λαμβάνονται κατά τον καθαρισμό του ψευδαργύρου με διόρθωση περιέχουν έως και 40% κάδμιο. Το κάδμιο εξάγεται επίσης από τη σκόνη από τα μεταλλουργεία μολύβδου και χαλκού (μπορεί να περιέχει έως και 5% και 0,5% κάδμιο, αντίστοιχα). Η σκόνη συνήθως επεξεργάζεται με πυκνό θειικό οξύ και στη συνέχεια το θειικό κάδμιο εκπλένεται με νερό.
Ο σπόγγος του καδμίου καθιζάνει από διαλύματα θειικού καδμίου με τη δράση σκόνης ψευδαργύρου, στη συνέχεια διαλύεται σε θειικό οξύ και το διάλυμα καθαρίζεται από ακαθαρσίες με τη δράση οξειδίου του ψευδαργύρου ή ανθρακικού νατρίου, καθώς και με μεθόδους ανταλλαγής ιόντων. Το μεταλλικό κάδμιο απομονώνεται με ηλεκτρόλυση σε καθόδους αλουμινίου ή με αναγωγή με ψευδάργυρο.
Για να αφαιρεθεί ο ψευδάργυρος και ο μόλυβδος, το μέταλλο του καδμίου τήκεται κάτω από ένα στρώμα αλκαλίου. Το τήγμα επεξεργάζεται με αλουμίνιο για να αφαιρεθεί το νικέλιο και χλωριούχο αμμώνιο για να αφαιρεθεί το θάλλιο. Χρησιμοποιώντας πρόσθετες μεθόδους καθαρισμού, είναι δυνατό να ληφθεί κάδμιο με περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες 10-5% κατά βάρος.
Περίπου 20 χιλιάδες τόνοι καδμίου παράγονται ετησίως. Ο όγκος της παραγωγής του σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με την κλίμακα παραγωγής ψευδαργύρου.
Ο πιο σημαντικός τομέας εφαρμογής του καδμίου είναι η παραγωγή χημικών πηγών ενέργειας. Τα ηλεκτρόδια καδμίου χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες και συσσωρευτές. Οι αρνητικές πλάκες των μπαταριών νικελίου-καδμίου είναι κατασκευασμένες από σιδερένια πλέγματα με δραστικό παράγοντα το σφουγγάρι καδμίου. Οι θετικές πλάκες επικαλύπτονται με υδροξείδιο νικελίου. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα διάλυμα υδροξειδίου του καλίου. Οι συμπαγείς μπαταρίες για κατευθυνόμενους πυραύλους κατασκευάζονται επίσης με βάση το κάδμιο και το νικέλιο, μόνο σε αυτήν την περίπτωση, όχι σίδηρος, αλλά πλέγματα νικελίου εγκαθίστανται ως βάση.
Οι διεργασίες που συμβαίνουν σε μια αλκαλική μπαταρία νικελίου-καδμίου μπορούν να περιγραφούν από τη συνολική εξίσωση:
Cd + 2NiO(OH) + 2H 2 O Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2
Οι αλκαλικές μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι πιο αξιόπιστες από τις μπαταρίες μολύβδου οξέος. Αυτές οι πηγές ρεύματος διακρίνονται από υψηλά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, σταθερή λειτουργία και μεγάλη διάρκεια ζωής. Μπορούν να φορτιστούν σε μόλις μία ώρα. Ωστόσο, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου δεν μπορούν να επαναφορτιστούν χωρίς να έχουν πρώτα αποφορτιστεί πλήρως (από αυτή την άποψη είναι κατώτερες από τις μπαταρίες υδριδίου μετάλλου).
Το κάδμιο χρησιμοποιείται ευρέως για την εφαρμογή αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων σε μέταλλα, ειδικά όταν έρχονται σε επαφή με το θαλασσινό νερό. Τα πιο σημαντικά μέρη πλοίων, αεροσκαφών, καθώς και διάφορα προϊόντα που προορίζονται για λειτουργία σε τροπικά κλίματα είναι επικαλυμμένα με κάδμιο. Προηγουμένως, ο σίδηρος και άλλα μέταλλα επικαλύπτονταν με κάδμιο με εμβάπτιση προϊόντων σε λιωμένο κάδμιο· τώρα η επίστρωση καδμίου εφαρμόζεται ηλεκτρολυτικά.
Οι επικαλύψεις καδμίου έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα έναντι των επικαλύψεων ψευδαργύρου: είναι πιο ανθεκτικές στη διάβρωση και γίνονται πιο ομοιόμορφες και λείες. Η υψηλή ολκιμότητα τέτοιων επικαλύψεων εξασφαλίζει τη στεγανότητα των συνδέσεων με σπείρωμα. Επιπλέον, το κάδμιο, σε αντίθεση με τον ψευδάργυρο, είναι σταθερό σε αλκαλικό περιβάλλον.
Ωστόσο, η επιμετάλλωση με κάδμιο έχει τα δικά της προβλήματα. Όταν το κάδμιο εφαρμόζεται ηλεκτρολυτικά σε ένα τμήμα χάλυβα, το υδρογόνο που περιέχεται στον ηλεκτρολύτη μπορεί να διεισδύσει στο μέταλλο. Προκαλεί τη λεγόμενη ευθραυστότητα υδρογόνου σε χάλυβες υψηλής αντοχής, οδηγώντας σε απροσδόκητη αστοχία του μετάλλου υπό φορτίο. Για να αποφευχθεί αυτό το φαινόμενο, ένα πρόσθετο τιτανίου εισάγεται στις επικαλύψεις καδμίου.
Επιπλέον, το κάδμιο είναι τοξικό. Επομένως, αν και ο κασσίτερος καδμίου χρησιμοποιείται αρκετά ευρέως, απαγορεύεται η χρήση του για την κατασκευή σκευών κουζίνας και δοχείων τροφίμων.
Περίπου το ένα δέκατο της παγκόσμιας παραγωγής καδμίου δαπανάται για την παραγωγή κραμάτων. Τα κράματα καδμίου χρησιμοποιούνται κυρίως ως αντιτριβικά υλικά και συγκολλητικά. Το κράμα, που περιέχει 99% κάδμιο και 1% νικέλιο, χρησιμοποιείται για την κατασκευή ρουλεμάν που λειτουργούν σε κινητήρες αυτοκινήτων, αεροσκαφών και πλοίων σε υψηλές θερμοκρασίες. Δεδομένου ότι το κάδμιο δεν είναι επαρκώς ανθεκτικό στα οξέα, συμπεριλαμβανομένων των οργανικών οξέων που περιέχονται στα λιπαντικά, τα κράματα με βάση το κάδμιο μερικές φορές επικαλύπτονται με ίνδιο.
Το κράμα χαλκού με μικρές προσθήκες καδμίου καθιστά δυνατό τα καλώδια στις ηλεκτρικές γραμμές μεταφοράς πιο ανθεκτικά στη φθορά. Ο χαλκός με την προσθήκη καδμίου δεν διαφέρει σχεδόν σε ηλεκτρική αγωγιμότητα από τον καθαρό χαλκό, αλλά είναι αισθητά ανώτερος σε αντοχή και σκληρότητα.
Το κάδμιο περιλαμβάνεται στο μέταλλο του ξύλου, ένα κράμα χαμηλής τήξης που περιέχει 50% βισμούθιο, 25% μόλυβδο, 12,5% κασσίτερο, 12,5% κάδμιο. Το κράμα του ξύλου μπορεί να λιώσει σε βραστό νερό. Είναι περίεργο ότι τα πρώτα γράμματα του Τα συστατικά του κράματος του ξύλου σχηματίζουν τη συντομογραφία VOSK. Εφευρέθηκε το 1860 από τον όχι πολύ διάσημο Άγγλο μηχανικό B. Wood. Αυτή η εφεύρεση συχνά αποδίδεται λανθασμένα στον συνονόματό του - τον διάσημο Αμερικανό φυσικό Robert Williams Wood, ο οποίος γεννήθηκε μόλις οκτώ χρόνια Τα κράματα καδμίου χαμηλής τήξης χρησιμοποιούνται ως υλικό για την παραγωγή λεπτών και πολύπλοκων χυτών, σε αυτόματα συστήματα πυροπροστασίας, για συγκόλληση γυαλιού με μέταλλο.Οι συγκολλήσεις που περιέχουν κάδμιο είναι αρκετά ανθεκτικές στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
Ένα απότομο άλμα στη ζήτηση για κάδμιο ξεκίνησε τη δεκαετία του 1940 και συνδέθηκε με τη χρήση του καδμίου στην πυρηνική βιομηχανία - ανακαλύφθηκε ότι απορροφά νετρόνια και άρχισαν να κατασκευάζονται ράβδοι ελέγχου και έκτακτης ανάγκης πυρηνικών αντιδραστήρων. Η ικανότητα του καδμίου να απορροφά νετρόνια αυστηρά καθορισμένων ενεργειών χρησιμοποιείται στη μελέτη των ενεργειακών φασμάτων των δεσμών νετρονίων.
Ενώσεις καδμίου.
Το κάδμιο σχηματίζει δυαδικές ενώσεις, άλατα και πολυάριθμα σύμπλοκα, συμπεριλαμβανομένων των οργανομεταλλικών, ενώσεων. Στα διαλύματα, τα μόρια πολλών αλάτων, ιδίως αλογονιδίων, συνδέονται. Τα διαλύματα έχουν ελαφρώς όξινο περιβάλλον λόγω υδρόλυσης. Όταν εκτίθενται σε αλκαλικά διαλύματα, ξεκινώντας από pH 7–8, τα βασικά άλατα καθιζάνουν.
Οξείδιο του καδμίουΤο CdO λαμβάνεται με αντίδραση απλές ουσίεςή με φρύξη υδροξειδίου ή ανθρακικού καδμίου. Ανάλογα με τη «θερμική ιστορία» μπορεί να είναι πρασινοκίτρινο, καφέ, κόκκινο ή σχεδόν μαύρο. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο μέγεθος των σωματιδίων, αλλά είναι σε μεγάλο βαθμό αποτέλεσμα ελαττωμάτων κρυσταλλικού πλέγματος. Πάνω από τους 900° C, το οξείδιο του καδμίου είναι πτητικό και στους 1570° C εξαχνώνεται πλήρως. Έχει ιδιότητες ημιαγωγών.
Το οξείδιο του καδμίου είναι εύκολα διαλυτό σε οξέα και ελάχιστα διαλυτό στα αλκάλια, ανάγεται εύκολα από το υδρογόνο (στους 900 ° C), το μονοξείδιο του άνθρακα (πάνω από 350 ° C) και τον άνθρακα (πάνω από 500 ° C).
Το οξείδιο του καδμίου χρησιμοποιείται ως υλικό ηλεκτροδίων. Περιλαμβάνεται σε λιπαντικά λάδια και παρτίδες για την παραγωγή ειδικών γυαλιών. Το οξείδιο του καδμίου καταλύει μια σειρά από αντιδράσεις υδρογόνωσης και αφυδρογόνωσης.
Υδροξείδιο του καδμίουΤο Cd(OH) 2 καθιζάνει ως λευκό ίζημα από υδατικά διαλύματα αλάτων καδμίου (II) όταν προστίθεται αλκάλιο. Όταν εκτίθεται σε πολύ συμπυκνωμένα αλκαλικά διαλύματα, μετατρέπεται σε υδροξοκαδαμικά, όπως το Na 2. Το υδροξείδιο του καδμίου αντιδρά με την αμμωνία σχηματίζοντας διαλυτά σύμπλοκα:
Cd(OH) 2 + 6NH 3 H 2 O = (OH) 2 + 6H 2 O
Επιπλέον, το υδροξείδιο του καδμίου εισέρχεται σε διάλυμα υπό την επίδραση κυανιδίων των αλκαλικών στοιχείων. Πάνω από τους 170°C αποσυντίθεται σε οξείδιο του καδμίου. Η αλληλεπίδραση του υδροξειδίου του καδμίου με το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε ένα υδατικό διάλυμα οδηγεί στο σχηματισμό υπεροξειδίων διαφόρων συνθέσεων.
Το υδροξείδιο του καδμίου χρησιμοποιείται για τη λήψη άλλων ενώσεων καδμίου, καθώς και ως αναλυτικό αντιδραστήριο. Είναι μέρος των ηλεκτροδίων καδμίου στις πηγές ρεύματος. Επιπλέον, το υδροξείδιο του καδμίου χρησιμοποιείται σε διακοσμητικά ποτήρια και σμάλτα.
Φθοριούχο κάδμιοΤο CdF 2 είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό (4,06% κατά βάρος στους 20° C), αδιάλυτο σε αιθανόλη. Μπορεί να ληφθεί με τη δράση φθορίου σε μέταλλο ή υδροφθορίου σε ανθρακικό κάδμιο.
Το φθοριούχο κάδμιο χρησιμοποιείται ως οπτικό υλικό. Είναι συστατικό ορισμένων γυαλιών και φωσφόρων, καθώς και στερεών ηλεκτρολυτών σε πηγές χημικού ρεύματος.
Χλωριούχο κάδμιοΤο CdCl 2 είναι εξαιρετικά διαλυτό στο νερό (53,2% κατά βάρος στους 20°C). Η ομοιοπολική φύση του το κάνει σχετικά χαμηλή θερμοκρασίατήξη (568,5°C), καθώς και διαλυτότητα σε αιθανόλη (1,5% στους 25°C).
Το χλωριούχο κάδμιο λαμβάνεται με αντίδραση καδμίου με συμπυκνωμένο υδροχλωρικό οξύή χλωρίωση του μετάλλου στους 500°C.
Το χλωριούχο κάδμιο είναι συστατικό ηλεκτρολυτών στα γαλβανικά κύτταρα καδμίου και ροφητών στην αέρια χρωματογραφία. Αποτελεί μέρος ορισμένων λύσεων στη φωτογραφία, καταλυτών στην οργανική σύνθεση και ροών για την ανάπτυξη κρυστάλλων ημιαγωγών. Χρησιμοποιείται ως αρωματικό στη βαφή και την εκτύπωση υφασμάτων. Οι ενώσεις οργανοκαδμίου λαμβάνονται από το χλωριούχο κάδμιο.
Βρωμιούχο κάδμιοΤο CdBr 2 σχηματίζει φολιδωτούς κρυστάλλους με μαργαριταρένια λάμψη. Είναι πολύ υγροσκοπικό, εξαιρετικά διαλυτό στο νερό (52,9% κατά βάρος στους 25°C), στη μεθανόλη (13,9% κατά βάρος στους 20°C), στην αιθανόλη (23,3% κατά βάρος στους 20°C).
Το βρωμιούχο κάδμιο λαμβάνεται με βρωμίωση του μετάλλου ή με τη δράση υδροβρωμιούχου σε ανθρακικό κάδμιο.
Το βρωμιούχο κάδμιο χρησιμεύει ως καταλύτης στην οργανική σύνθεση, είναι σταθεροποιητής φωτογραφικών γαλακτωμάτων και συστατικό των δονούμενων συνθέσεων στη φωτογραφία.
Ιωδιούχο κάδμιοΤο CdI 2 σχηματίζει γυαλιστερούς κρυστάλλους σε σχήμα φύλλου, έχουν μια πολυεπίπεδη (δισδιάστατη) κρυσταλλική δομή. Είναι γνωστοί έως και 200 πολυτύποι ιωδιούχου καδμίου, οι οποίοι διαφέρουν ως προς την αλληλουχία των στρωμάτων με εξαγωνική και κυβική στενή συσκευασία.
Σε αντίθεση με άλλα αλογόνα, το ιωδιούχο κάδμιο δεν είναι υγροσκοπικό. Είναι πολύ διαλυτό στο νερό (46,4% κατά βάρος στους 25°C). Το ιωδιούχο κάδμιο λαμβάνεται με ιωδίωση του μετάλλου με θέρμανση ή παρουσία νερού, καθώς και με τη δράση του υδροϊωδίου σε ανθρακικό ή οξείδιο του καδμίου.
Το ιωδιούχο κάδμιο χρησιμεύει ως καταλύτης στην οργανική σύνθεση. Είναι συστατικό πυροτεχνικών συνθέσεων και λιπαντικών.
Θειούχο κάδμιοΤο CdS ήταν πιθανώς η πρώτη ένωση αυτού του στοιχείου για την οποία άρχισε να ενδιαφέρεται η βιομηχανία. Σχηματίζει κρυστάλλους λεμονοκίτρινους έως πορτοκαλοκόκκινους. Το θειούχο κάδμιο έχει ημιαγώγιμες ιδιότητες.
Αυτή η ένωση είναι πρακτικά αδιάλυτη στο νερό. Είναι επίσης ανθεκτικό στα αλκαλικά διαλύματα και στα περισσότερα οξέα.
Το θειούχο κάδμιο λαμβάνεται από την αλληλεπίδραση καδμίου και ατμών θείου, την καθίζηση από διαλύματα υπό την επίδραση υδρόθειου ή θειούχου νατρίου και αντιδράσεις μεταξύ καδμίου και οργανοθείων ενώσεων.
Το θειούχο κάδμιο είναι μια σημαντική ανόργανη χρωστική ουσία, που παλαιότερα ονομαζόταν κίτρινο κάδμιο.
Στη βιομηχανία ζωγραφικής, το κίτρινο κάδμιο άρχισε στη συνέχεια να χρησιμοποιείται ευρύτερα. Συγκεκριμένα, τα επιβατικά αυτοκίνητα βάφτηκαν με αυτό επειδή, μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, αυτό το χρώμα αντιστέκεται καλά στον καπνό της ατμομηχανής. Το θειούχο κάδμιο χρησιμοποιήθηκε επίσης ως χρωστικός παράγοντας στην παραγωγή κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων και σαπουνιών. Αντίστοιχες κολλοειδείς διασπορές χρησιμοποιήθηκαν για τη λήψη έγχρωμων διαφανών γυαλιών.
Τα τελευταία χρόνια, το καθαρό θειούχο κάδμιο έχει αντικατασταθεί από φθηνότερες χρωστικές - cadmopon και ψευδάργυρο-κάδμιο λιθοπόνη. Το Cadmopon είναι ένα μείγμα θειούχου καδμίου και θειικού βαρίου. Λαμβάνεται με ανάμειξη δύο διαλυτά άλατα– θειικό κάδμιο και θειούχο βάριο. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα ίζημα που περιέχει δύο αδιάλυτα άλατα:
CdSO 4 + BaS = CdSI + BaSO 4 Ї
Η λιθοπόνη ψευδάργυρου-καδμίου περιέχει επίσης θειούχο ψευδάργυρο. Κατά την παρασκευή αυτής της βαφής, κατακρημνίζονται τρία άλατα ταυτόχρονα. Το Lithopone είναι κρεμ ή ιβουάρ.
Με την προσθήκη σεληνιούχου καδμίου, θειούχου ψευδαργύρου, θειούχου υδραργύρου και άλλων ενώσεων, το θειούχο κάδμιο παράγει θερμικά σταθερές χρωστικές με έντονα χρώματα που κυμαίνονται από ανοιχτό κίτρινο έως σκούρο κόκκινο.
Το θειούχο κάδμιο δίνει στη φλόγα ένα μπλε χρώμα. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε πυροτεχνήματα.
Επιπλέον, το θειούχο κάδμιο χρησιμοποιείται ως ενεργό μέσο σε λέιζερ ημιαγωγών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό για την κατασκευή φωτοκυττάρων, ηλιακών κυψελών, φωτοδιόδων, LED και φωσφόρων.
Σεληνίδιο του καδμίουΤο CdSe σχηματίζει σκούρο κόκκινους κρυστάλλους. Είναι αδιάλυτο στο νερό και αποσυντίθεται με υδροχλωρικό, νιτρικό και θειικό οξύ. Το σεληνίδιο του καδμίου λαμβάνεται με σύντηξη απλών ουσιών ή από αέριο κάδμιο και σελήνιο, καθώς και με καθίζηση από διάλυμα θειικού καδμίου υπό τη δράση υδροσεληνίου, την αντίδραση θειούχου καδμίου με σεληνικό οξύ και την αλληλεπίδραση μεταξύ ενώσεων καδμίου και οργανοσεληνίου .
Το σεληνίδιο του καδμίου είναι ένας φώσφορος. Χρησιμεύει ως ενεργό μέσο στα λέιζερ ημιαγωγών και είναι ένα υλικό για την κατασκευή φωτοαντιστάσεων, φωτοδιόδων και ηλιακών κυψελών.
Το σεληνίδιο του καδμίου είναι μια χρωστική ουσία για σμάλτα, βερνίκια και καλλιτεχνικά χρώματα. Το ρουμπινί γυαλί είναι χρωματισμένο με σεληνιούχο κάδμιο. Ήταν αυτό, και όχι το οξείδιο του χρωμίου, όπως στο ίδιο το ρουμπίνι, που έκανε τα αστέρια του ρουμπινιού του Κρεμλίνου της Μόσχας κόκκινα.
Τελλουρίδιο του καδμίουΤο χρώμα του CdTe μπορεί να κυμαίνεται από σκούρο γκρι έως σκούρο καφέ. Δεν είναι διαλυτό στο νερό, αλλά αποσυντίθεται από συμπυκνωμένα οξέα. Παράγεται από την αλληλεπίδραση υγρού ή αερίου καδμίου και τελλουρίου.
Το τελλουρίδιο του καδμίου, το οποίο έχει ημιαγωγικές ιδιότητες, χρησιμοποιείται ως ανιχνευτής ακτίνων Χ και ακτινοβολίας γάμμα, και το τελλουρίδιο υδραργύρου-καδμίου έχει βρει ευρεία εφαρμογή (ειδικά για στρατιωτικούς σκοπούς) σε ανιχνευτές IR για θερμική απεικόνιση.
Όταν παραβιάζεται η στοιχειομετρία ή εισάγονται ακαθαρσίες (για παράδειγμα, άτομα χαλκού και χλωρίου), το τελλουρίδιο του καδμίου αποκτά φωτοευαίσθητες ιδιότητες. Χρησιμοποιείται στην ηλεκτροφωτογραφία.
Ενώσεις οργανοκαδμίουΤα CdR 2 και CdRX (R = CH 3, C 2 H 5, C 6 H 5 και άλλες ρίζες υδρογονάνθρακα, Χ-αλογόνα, OR, SR, κ.λπ.) λαμβάνονται συνήθως από τα αντίστοιχα αντιδραστήρια Grignard. Είναι λιγότερο θερμικά σταθερά από τα αντίστοιχα ψευδάργυρού τους, αλλά γενικά είναι λιγότερο αντιδραστικά (συνήθως άφλεκτα στον αέρα). Η σημαντικότερη εφαρμογή τους είναι η παραγωγή κετονών από χλωριούχα οξέα.
Βιολογικός ρόλος του καδμίου.
Το κάδμιο βρίσκεται στους οργανισμούς σχεδόν όλων των ζώων (στα χερσαία ζώα είναι περίπου 0,5 mg ανά 1 kg μάζας και στα θαλάσσια ζώα είναι από 0,15 έως 3 mg/kg). Παράλληλα, θεωρείται ένα από τα πιο τοξικά βαρέα μέταλλα.
Το κάδμιο συγκεντρώνεται στον οργανισμό κυρίως στα νεφρά και το συκώτι, ενώ η περιεκτικότητα σε κάδμιο στον οργανισμό αυξάνεται με το γήρας. Συσσωρεύεται με τη μορφή συμπλεγμάτων με πρωτεΐνες που συμμετέχουν σε ενζυμικές διεργασίες. Μπαίνοντας στο σώμα από έξω, το κάδμιο έχει ανασταλτική δράση σε μια σειρά από ένζυμα, καταστρέφοντάς τα. Η δράση του βασίζεται στη δέσμευση της ομάδας –SH των υπολειμμάτων κυστεΐνης στις πρωτεΐνες και στην αναστολή των ενζύμων SH. Μπορεί επίσης να αναστείλει τη δράση των ενζύμων που περιέχουν ψευδάργυρο εκτοπίζοντας τον ψευδάργυρο. Λόγω της εγγύτητας των ιοντικών ακτίνων ασβεστίου και καδμίου, μπορεί να αντικαταστήσει το ασβέστιο στον οστικό ιστό.
Οι άνθρωποι δηλητηριάζονται από το κάδμιο από το πόσιμο νερό που είναι μολυσμένο με απόβλητα που περιέχουν κάδμιο, καθώς και με λαχανικά και σιτηρά που καλλιεργούνται σε εκτάσεις που βρίσκονται κοντά σε διυλιστήρια πετρελαίου και μεταλλουργικές μονάδες. Τα μανιτάρια έχουν ιδιαίτερη ικανότητα να συσσωρεύουν κάδμιο. Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, η περιεκτικότητα σε κάδμιο στα μανιτάρια μπορεί να φτάσει τις μονάδες, τις δεκάδες, ακόμη και τα 100 ή περισσότερα χιλιοστόγραμμα ανά κιλό του δικού τους βάρους. Οι ενώσεις του καδμίου είναι μεταξύ βλαβερές ουσίεςπεριέχεται στον καπνό του τσιγάρου (ένα τσιγάρο περιέχει 1–2 mcg καδμίου).
Ένα κλασικό παράδειγμα χρόνιας δηλητηρίασης από κάδμιο είναι μια ασθένεια που περιγράφηκε για πρώτη φορά στην Ιαπωνία τη δεκαετία του 1950 και ονομάζεται "itai-itai". Η ασθένεια συνοδεύτηκε από έντονο πόνο στην οσφυϊκή χώρα και μυϊκό πόνο. Εμφανίστηκε και ιδιαίτερα χαρακτηριστικάμη αναστρέψιμη νεφρική βλάβη. Έχουν καταγραφεί εκατοντάδες θάνατοι«Itai-itai». Η ασθένεια έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη λόγω της υψηλής ρύπανσης περιβάλλονστην Ιαπωνία εκείνη την εποχή και τις ιδιαιτερότητες της ιαπωνικής διατροφής - κυρίως ρύζι και θαλασσινά (είναι ικανά να συσσωρεύουν κάδμιο σε υψηλές συγκεντρώσεις). Μελέτες έχουν δείξει ότι όσοι είχαν «Itai-Itai» κατανάλωναν έως και 600 mcg καδμίου την ημέρα. Στη συνέχεια, ως αποτέλεσμα των μέτρων προστασίας του περιβάλλοντος, η συχνότητα και η σοβαρότητα των συνδρόμων όπως το «Itai-Itai» μειώθηκε σημαντικά.
Στις ΗΠΑ, βρέθηκε σχέση μεταξύ των επιπέδων του καδμίου στην ατμόσφαιρα και της συχνότητας θανάτων από καρδιαγγειακά νοσήματα.
Πιστεύεται ότι περίπου 1 mcg καδμίου ανά 1 kg σωματικού βάρους μπορεί να εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα την ημέρα χωρίς να βλάψει την υγεία. Το πόσιμο νερό δεν πρέπει να περιέχει περισσότερο από 0,01 mg/l καδμίου. Το αντίδοτο για τη δηλητηρίαση από κάδμιο είναι το σελήνιο, αλλά η κατανάλωση τροφών πλούσιων σε αυτό το στοιχείο οδηγεί σε μείωση της περιεκτικότητας σε θείο στον οργανισμό, οπότε το κάδμιο γίνεται και πάλι επικίνδυνο.
Έλενα Σαβινκίνα
