कैडमियम(कैडमियम), सीडी, मेंडेलीव आवर्त सारणी के समूह II का एक रासायनिक तत्व; परमाणु संख्या 48, परमाणु द्रव्यमान 112.40; सफेद, चमकदार, भारी, मुलायम, निंदनीय धातु। तत्व में द्रव्यमान संख्या के साथ 8 स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण होता है: 106 (1.215%), 108 (0.875%), 110 (12.39%), 111 (12.75%), 112 (24.07%), 113 (12 .26%) ), 114 (28.86%), 116 (7.58%)।
इतिहास संदर्भ। 1817 में, जर्मन रसायनज्ञ एफ। स्ट्रोमेयर ने एक फार्मेसियों के संशोधन के दौरान पाया कि वहां मौजूद जिंक कार्बोनेट में एक अज्ञात धातु का मिश्रण होता है, जो एक अम्लीय घोल से हाइड्रोजन सल्फाइड द्वारा पीले सल्फाइड के रूप में अवक्षेपित होता है। . स्ट्रोमेयर ने उस धातु को बुलाया जिसे उन्होंने कैडमियम की खोज की (यूनानी kadmeia से - अशुद्ध जिंक ऑक्साइड, जस्ता अयस्क भी)। उनसे स्वतंत्र रूप से, जर्मन वैज्ञानिक के. हरमन, के. कार्स्टन और डब्ल्यू. मीस्नर ने 1818 में सिलेसियन जस्ता अयस्कों में कैडमियम की खोज की।
प्रकृति में कैडमियम का वितरण।कैडमियम 1.3·10 -5% द्रव्यमान के लिथोस्फीयर के क्लार्क के साथ एक दुर्लभ और ट्रेस तत्व है। कैडमियम को गर्म भूजल में जस्ता और अन्य चाकलोफाइल तत्वों के साथ प्रवास और हाइड्रोथर्मल जमा में एकाग्रता की विशेषता है। कुछ स्थानों पर खनिज स्पेलेराइट ZnS में 0.5-1% Cd तक, अधिकतम 5% तक होता है। ग्रीनॉकाइट सीडीएस कम आम है। कैडमियम सैंडस्टोन में समुद्री तलछटी चट्टानों - शेल्स (मैन्सफेल्ड, जर्मनी) में केंद्रित है, जिसमें यह जस्ता और अन्य चॉकोफाइल तत्वों से भी जुड़ा हुआ है। कैडमियम के तीन बहुत ही दुर्लभ स्वतंत्र खनिज जीवमंडल में जाने जाते हैं - कार्बोनेट सीडीसीओ 3 (स्टेव), ऑक्साइड सीडीओ (मोंटेपोनाइट) और सेलेनाइड सीडीएसई।
कैडमियम के भौतिक गुण।कैडमियम की क्रिस्टल जाली हेक्सागोनल है, a = 2.97311 , c = 5.60694 Å (25 °C पर); परमाणु त्रिज्या 1.56 , आयनिक त्रिज्या सीडी 2+ 1.03 । घनत्व 8.65 ग्राम / सेमी 3 (20 डिग्री सेल्सियस), टी पीएल 320.9 डिग्री सेल्सियस, टी किप 767 डिग्री सेल्सियस, थर्मल विस्तार गुणांक 29.8 10 -6 (25 डिग्री सेल्सियस पर); तापीय चालकता (0 डिग्री सेल्सियस पर) 97.55 डब्ल्यू/(एम के) या 0.233 कैलोरी/(सेमी सेकंड डिग्री सेल्सियस); विशिष्ट ताप क्षमता (25 डिग्री सेल्सियस पर) 225.02 जे/(किलो के) या 0.055 कैल/(जी डिग्री सेल्सियस); विद्युत प्रतिरोधकता (20 डिग्री सेल्सियस पर) 7.4 10 -8 ओम मीटर (7.4 10 -6 ओम सेमी); विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक 4.3 10 -3 (0-100 डिग्री सेल्सियस)। तन्य शक्ति 64 एमएन / एम 2 (6.4 किग्रा / मिमी 2), बढ़ाव 20%, ब्रिनेल कठोरता 160 एमएन / एम 2 (16 किग्रा / मिमी 2)।
कैडमियम के रासायनिक गुण। 4d 10 5s 2 परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के अनुसार, यौगिकों में कैडमियम की संयोजकता 2 है। कैडमियम हवा में धूमिल हो जाता है, CdO ऑक्साइड की एक पतली फिल्म के साथ कवर किया जाता है, जो धातु को आगे ऑक्सीकरण से बचाता है। जब हवा में दृढ़ता से गरम किया जाता है, तो कैडमियम सीडीओ ऑक्साइड में जलता है - हल्के भूरे रंग से गहरे भूरे रंग का क्रिस्टलीय पाउडर, घनत्व 8.15 ग्राम / सेमी 3; 700 डिग्री सेल्सियस पर सीडीओ बिना पिघलने के उच्चीकृत हो जाता है। कैडमियम सीधे हलोजन के साथ जोड़ती है; ये यौगिक रंगहीन होते हैं; सीडीसीएल 2, सीडीबीआर 2 और सीडीआई 2 पानी में बहुत आसानी से घुलनशील हैं (20 डिग्री सेल्सियस पर पानी के 1 भाग में निर्जल नमक का लगभग 1 भाग), सीडीएफ 2 को भंग करना अधिक कठिन होता है (पानी के 25 भागों में 1 भाग)। सल्फर के साथ, कैडमियम नींबू-पीले से नारंगी-लाल सीडीएस सल्फाइड बनाता है, पानी में अघुलनशील और एसिड को पतला करता है। कैडमियम नाइट्रोजन ऑक्साइड की रिहाई और नाइट्रेट के गठन के साथ नाइट्रिक एसिड में आसानी से घुल जाता है, जो हाइड्रेट सीडी (एनओए) 2 4 एच 2 ओ देता है। एसिड से - हाइड्रोक्लोरिक और पतला सल्फ्यूरिक कैडमियम धीरे-धीरे हाइड्रोजन छोड़ता है, जब समाधान वाष्पित हो जाते हैं, क्लोराइड हाइड्रेट करता है 2CdCl 2 उनसे 5H 2 O और सल्फेट 3CdSO 4 8H 2 O क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं। कैडमियम नमक के घोल हाइड्रोलिसिस के कारण अम्लीय होते हैं; कास्टिक क्षार उनमें से सफेद हाइड्रॉक्साइड Cd (OH) 2 अवक्षेपित करते हैं, अभिकर्मक से अधिक अघुलनशील; हालांकि, सीडी (ओएच) 2 पर केंद्रित क्षार समाधानों की क्रिया के तहत, हाइड्रोऑक्सोकैडमेट्स, उदाहरण के लिए ना 2, प्राप्त किए गए थे। Cd 2+ धनायन आसानी से अमोनिया 2+ और सियान 2- और 4- के साथ जटिल आयन बनाता है। कई बुनियादी, दोहरे और जटिल कैडमियम लवण ज्ञात हैं। कैडमियम यौगिक जहरीले होते हैं; इसके ऑक्साइड के वाष्पों का साँस लेना विशेष रूप से खतरनाक है।
कैडमियम प्राप्त करना।कैडमियम जस्ता, सीसा-जस्ता और तांबा-जस्ता अयस्क के प्रसंस्करण के उप-उत्पादों से प्राप्त होता है। इन उत्पादों (0.2-7% कैडमियम युक्त) को तनु सल्फ्यूरिक एसिड से उपचारित किया जाता है, जो कैडमियम और जिंक ऑक्साइड को घोल देता है। जिंक धूल के घोल से कैडमियम अवक्षेपित होता है; स्पंजी अवशेष (कैडमियम और जिंक का मिश्रण) तनु सल्फ्यूरिक एसिड में घुल जाता है और कैडमियम को इस घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा अलग किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैडमियम को कास्टिक सोडा की एक परत के नीचे पिघलाया जाता है और छड़ियों में डाला जाता है; धातु शुद्धता - 99.98% से कम नहीं।
कैडमियम का उपयोग।धातु कैडमियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में, जंग-रोधी और सजावटी कोटिंग्स के लिए और बैटरी में किया जाता है। कैडमियम कुछ असर मिश्र धातुओं के आधार के रूप में कार्य करता है, कम पिघलने वाली मिश्र धातुओं का हिस्सा है (उदाहरण के लिए, लकड़ी का मिश्र धातु)। कम पिघलने वाली मिश्र धातुओं का उपयोग धातु के साथ कांच को टांका लगाने के लिए, स्वचालित आग बुझाने वाले यंत्रों में, प्लास्टर मोल्ड्स में पतली और जटिल ढलाई के लिए, और अन्य के लिए किया जाता है। कैडमियम सल्फाइड (कैडमियम पीला) - पेंटिंग के लिए पेंट। सामान्य वेस्टन सेल में कैडमियम सल्फेट और अमलगम का उपयोग किया जाता है।
शरीर में कैडमियम।पौधों में कैडमियम की मात्रा 10 -4% (प्रति शुष्क पदार्थ) होती है; कुछ जानवरों में (स्पंज, कोइलेंटरेट्स, कीड़े, इचिनोडर्म और ट्यूनिकेट्स) - 4-10 -5 - 3-10 -3% शुष्क पदार्थ। सभी कशेरुकियों में पाया जाता है। कैडमियम में जिगर सबसे समृद्ध है। कैडमियम कार्बोहाइड्रेट चयापचय, यकृत में हिप्पुरिक एसिड के संश्लेषण और कुछ एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करता है।
परिभाषा
कैडमियमआवर्त सारणी का अड़तालीसवाँ तत्व है। पदनाम - लैटिन "कैडमियम" से सीडी। पांचवीं अवधि, आईआईबी समूह में स्थित है। धातुओं को संदर्भित करता है। कोर चार्ज 48 है।
इसके गुणों में, कैडमियम जस्ता के समान होता है और आमतौर पर जस्ता अयस्क में अशुद्धता के रूप में पाया जाता है। प्रकृति में व्यापकता के संदर्भ में, यह जस्ता से काफी कम है: पृथ्वी की पपड़ी में कैडमियम की सामग्री केवल लगभग 10 -5% (wt) है।
कैडमियम एक चांदी जैसा सफेद (चित्र 1), मुलायम, निंदनीय, निंदनीय धातु है। वोल्टेज की एक श्रृंखला में, यह जस्ता से आगे है, लेकिन हाइड्रोजन से आगे है और अंतिम एसिड को विस्थापित करता है। चूंकि सीडी (ओएच) 2 एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, कैडमियम लवण हाइड्रोलाइज्ड होते हैं और उनके समाधान अम्लीय होते हैं।
चावल। 1. कैडमियम। दिखावट।
कैडमियम का परमाणु और आणविक भार
किसी पदार्थ का सापेक्ष आणविक भार(एम आर) एक संख्या है जो दर्शाती है कि किसी दिए गए अणु का द्रव्यमान कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है, और किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान(ए आर) - किसी रासायनिक तत्व के परमाणुओं का औसत द्रव्यमान कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है।
चूंकि कैडमियम मुक्त अवस्था में मोनोआटोमिक सीडी अणुओं के रूप में मौजूद होता है, इसलिए इसके परमाणु और आणविक द्रव्यमान के मान मेल खाते हैं। वे 112.411 के बराबर हैं।
कैडमियम के समस्थानिक
यह ज्ञात है कि कैडमियम आठ स्थिर समस्थानिकों के रूप में प्रकृति में पाया जा सकता है, जिनमें से दो रेडियोधर्मी (113 सीडी, 116 सीडी): 106 सीडी, 108 सीडी, 110 सीडी, 111 सीडी, 112 सीडी और 114 सीडी हैं। इनकी द्रव्यमान संख्या क्रमशः 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 और 116 है। कैडमियम आइसोटोप 106 सीडी के परमाणु के नाभिक में अड़तालीस प्रोटॉन और अड़तालीस न्यूट्रॉन होते हैं, और शेष आइसोटोप केवल न्यूट्रॉन की संख्या में इससे भिन्न होते हैं।
कैडमियम आयन
कैडमियम परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर पर दो इलेक्ट्रॉन होते हैं जो संयोजकता हैं:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2।
रासायनिक संपर्क के परिणामस्वरूप, कैडमियम अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है, अर्थात। उनका दाता है, और एक सकारात्मक चार्ज आयन में बदल जाता है:
सीडी 0 -2e → सीडी 2+।
कैडमियम के अणु और परमाणु
मुक्त अवस्था में कैडमियम मोनोएटोमिक सीडी अणुओं के रूप में मौजूद होता है। यहाँ कुछ गुण हैं जो कैडमियम के परमाणु और अणु की विशेषता बताते हैं:
कैडमियम के मिश्र
कैडमियम कुछ मिश्र धातुओं में एक घटक के रूप में शामिल है। उदाहरण के लिए, लगभग 1% कैडमियम (कैडमियम कांस्य) युक्त तांबे के मिश्र धातुओं का उपयोग टेलीग्राफ, टेलीफोन, ट्रॉलीबस तारों के निर्माण के लिए किया जाता है, क्योंकि इन मिश्र धातुओं में तांबे की तुलना में अधिक ताकत और प्रतिरोध होता है। कई हल्के मिश्र, जैसे कि स्वचालित अग्निशामक यंत्रों में उपयोग किया जाता है, में कैडमियम होता है।
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
उदाहरण 2
| व्यायाम | 1×10 -2 एम कैडमियम (द्वितीय) और 1 एम अमोनिया युक्त घोल में कौन सा परिसर प्रबल होता है? |
| समाधान | कैडमियम आयन और अमोनिया युक्त घोल में, निम्नलिखित संतुलन स्थापित होते हैं: सीडी 2+ + एनएच 3 सीडी (एनएच 3) 2+; सीडी (एनएच 3) 2+ + एनएच 3 ↔ सीडी (एनएच 3) 2 2+; सीडी (एनएच 3) 3 2+ + एनएच 3 ↔ सीडी (एनएच 3) 4 2+। लुकअप टेबल से b 1 = 3.24×10 2 , b 2 = 2.95×10 4 , b 3 = 5.89×10 5 , b 4 = 3.63×10 6। उस c(NH 3) >> c(Cd) को ध्यान में रखते हुए, हम मानते हैं कि \u003d c (NH 3) \u003d 1M। हम 0 की गणना करते हैं: |
कैडमियम - असामान्य विषैला और अज्ञात
चांदी की खतरनाक धातु की एक विस्तृत श्रृंखला
जहरीले और जहरीले पत्थर और खनिज
कैडमियम(लैटिन कैडमियम, प्रतीक सीडी द्वारा निरूपित) परमाणु संख्या 48 और परमाणु द्रव्यमान 112.411 वाला एक तत्व है। यह दूसरे समूह के द्वितीयक उपसमूह का एक तत्व है, डी.आई. के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की पांचवीं अवधि। मेंडेलीव। सामान्य परिस्थितियों में, एक साधारण पदार्थ कैडमियम एक भारी (घनत्व 8.65 ग्राम / सेमी 3 - यूरेनियम की तुलना में हल्का) नरम निंदनीय नमनीय संक्रमण धातु है चांदी जैसा सफेदरंग (यूक्रेन के ज़ाइटॉमिर क्षेत्र के "केर्बर्सकी पत्थर" की तरह मांस नहीं खाते हैं - यूरेनियम ऑक्साइड पिचब्लेंड नहीं, भूरा खतरनाक पत्थर)। तस्वीर पर - कैडमियम सल्फाइड, ग्रीनॉकाइट(मिट्टी की पपड़ी पीलारंग की)।
प्राकृतिक कैडमियम में आठ समस्थानिक होते हैं, जिनमें से छह स्थिर होते हैं: 106Cd (आइसोटोप बहुतायत 1.22%), 108Cd (0.88%), 110Cd (12.39%), 111Cd (12.75%), 112Cd (24, 07%), 114Cd (28.85) %)। दो अन्य प्राकृतिक समस्थानिकों के लिए रेडियोधर्मिता का पता लगाया गया: 113Cd (समस्थानिक बहुतायत 12.22%, β-क्षय 7.7∙1015 वर्ष के आधे जीवन के साथ) और 116Cd (समस्थानिक बहुतायत 7.49%, डबल β-क्षय 3.0 के आधे जीवन के साथ) 1019 वर्ष)।
1817 में जर्मन प्रोफेसर फ्रेडरिक स्ट्रोमेयर द्वारा आवधिक प्रणाली के कैडमियम का आंशिक रूप से वर्णन किया गया था (जस्ता से अलग)। मैगडेबर्ग फार्मासिस्ट, जिंक ऑक्साइड ZnO युक्त तैयारी का अध्ययन करते समय, उनमें आर्सेनिक (सल्फाइड से ऑक्सीकरण उत्प्रेरक) की उपस्थिति का संदेह था। चूंकि जिंक ऑक्साइड विभिन्न त्वचा रोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले कई मलहम, पाउडर और इमल्शन में शामिल है, इसलिए निरीक्षकों ने स्पष्ट रूप से संदिग्ध दवाओं की बिक्री पर प्रतिबंध लगा दिया है।
स्वाभाविक रूप से, दवाओं के निर्माता ने अपने व्यक्तिगत हितों का बचाव करते हुए एक परीक्षा की मांग की। स्ट्रोमेयर ने एक विशेषज्ञ के रूप में काम किया। उन्होंने ZnO से एक भूरे-भूरे रंग के ऑक्साइड को अलग किया, इसे हाइड्रोजन के साथ कम किया और एक चांदी-सफेद धातु प्राप्त की, जिसे उन्होंने "कैडमियम" कहा (ग्रीक से - जिंक ऑक्साइड, जस्ता अयस्क भी)। प्रोफेसर स्ट्रोमेयर के बावजूद, कैडमियम की खोज सिलेसियन जिंक अयस्क (उपग्रह) में वैज्ञानिकों के एक समूह - के। हरमन, के। कार्स्टन और डब्ल्यू। मीस्नर द्वारा 1818 में की गई थी।
कैडमियम धीमी गति से न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, इस कारण परमाणु रिएक्टरों में कैडमियम रॉड का उपयोग चेन रिएक्शन (सीएचएनपीपी) की दर को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। कैडमियम का उपयोग क्षारीय बैटरी में किया जाता है और इसे कुछ मिश्र धातुओं में एक घटक के रूप में शामिल किया जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, लगभग 1% सीडी (कैडमियम कांस्य) युक्त तांबे के मिश्र धातुओं का उपयोग टेलीग्राफ, टेलीफोन, ट्रॉलीबस और ट्राम तारों, सबवे केबल के निर्माण के लिए किया जाता है, क्योंकि इन मिश्र धातुओं में तांबे की तुलना में अधिक ताकत और प्रतिरोध होता है।
कैल्साइट पर ग्रीनॉकाइट (पीला डोप)। युन्नान, चीन। 7x5 सेमी फोटो: ए.ए. एवसेव।
कई फ्यूसिबल मिश्र, जैसे कि अग्निशामक यंत्रों में उपयोग किए जाने वाले, में कैडमियम होता है। इसके अलावा, कैडमियम घटिया गहने मिश्र धातुओं का एक हिस्सा है (अमलगम मिश्र धातुओं से अमलगम घटक के वाष्पीकरण के बाद टांका लगाना जो तापमान के कारण फट गए हैं और खुली बिक्री में निषिद्ध हैं - जहरीले पारा के साथ सोने, चांदी और प्लैटिनम के मिश्रण)।
इस धातु का उपयोग स्टील उत्पादों के कैडमियम चढ़ाना के लिए किया जाता है, क्योंकि इसकी सतह पर एक ऑक्साइड फिल्म होती है, जिसका सुरक्षात्मक प्रभाव होता है। तथ्य यह है कि समुद्र के पानी में और कई अन्य माध्यमों में, कैडमियम चढ़ाना गैल्वनाइजिंग की तुलना में अधिक प्रभावी है। कैडमियम का होम्योपैथिक में उपयोग का एक लंबा इतिहास है (जड़ी बूटियों और सूक्ष्म खुराक के साथ मूल उपचार - तथाकथित "भोजन में आहार पूरक" - आहार पूरक और पशु चारा) दवा। कैडमियम यौगिकों को भी व्यापक अनुप्रयोग मिला है - कैडमियम सल्फाइड का उपयोग पीले रंग और रंगीन चश्मा बनाने के लिए किया जाता है, और कैडमियम फ्लोरोबोरेट एक फ्लक्स है जिसका उपयोग एल्यूमीनियम और अन्य धातुओं को मिलाप करने के लिए किया जाता है।
कैडमियम कशेरुकियों (हड्डियों, स्नायुबंधन, कण्डरा और मांसपेशियों) के शरीर में पाया जाता है, यह स्थापित किया जाता है कि यह कार्बन चयापचय, कई एंजाइमों की गतिविधि और यकृत में हिपपुरिक एसिड के संश्लेषण को प्रभावित करता है। हालांकि, कैडमियम यौगिक जहरीले होते हैं, और धातु ही एक कार्सिनोजेन है। कैडमियम ऑक्साइड CdO के वाष्पों का साँस लेना विशेष रूप से खतरनाक है, घातक मामले असामान्य नहीं हैं। गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में कैडमियम का प्रवेश भी हानिकारक है, लेकिन घातक विषाक्तता का कोई मामला दर्ज नहीं किया गया है, सबसे अधिक संभावना इस तथ्य के कारण है कि शरीर विष (उल्टी) से छुटकारा पाना चाहता है।
जैविक गुण
यह पता चला है कि कैडमियम लगभग सभी जीवित जीवों में मौजूद है - स्थलीय कैडमियम सामग्री लगभग 0.5 मिलीग्राम प्रति 1 किलोग्राम द्रव्यमान के बराबर है, समुद्री जीवों (स्पंज, कोइलेंटरेट्स, इचिनोडर्म, प्रशांत महासागर के कीड़े) में - 0.15 से 3 तक मिलीग्राम / किग्रा, पौधों में कैडमियम की मात्रा लगभग 10-4% (शुष्क पदार्थ पर) होती है। अधिकांश जीवित जीवों में कैडमियम की उपस्थिति के बावजूद, इसका विशिष्ट शारीरिक महत्व पूरी तरह से स्थापित नहीं किया गया है (विकास हार्मोन)। वैज्ञानिकों ने यह पता लगाने में कामयाबी हासिल की कि यह तत्व कार्बोहाइड्रेट चयापचय, यकृत में हिप्पुरिक एसिड के संश्लेषण, कई एंजाइमों की गतिविधि, साथ ही शरीर में जस्ता, तांबा, लोहा और कैल्शियम के चयापचय को प्रभावित करता है। तगड़े लोग जो मांसपेशियों को बढ़ाते हैं और खेल में अपनी हड्डियों को मजबूत करते हैं - सूक्ष्म खुराक में)।
ग्रीनॉकाइट (पीला)। घुंघराले ज्वालामुखी, के बारे में। इटुरुप, कुरील द्वीप समूह, रूस। फोटो: ए.ए. एवसेव।
तालक, सल्फर और अन्य ग्रीनोक्टाइट जैसे खनिजों के लिए जारी किया जा सकता है
अनुसंधान द्वारा समर्थित एक सुझाव है कि भोजन में कैडमियम की सूक्ष्म मात्रा स्तनधारियों में शरीर के विकास को प्रोत्साहित कर सकती है। इस कारण से, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से कैडमियम को सशर्त रूप से आवश्यक ट्रेस तत्व के रूप में स्थान दिया है, जो कि महत्वपूर्ण है, लेकिन कुछ खुराक में विषाक्त. एक स्वस्थ व्यक्ति के शरीर में कम मात्रा में कैडमियम होता है। प्राचीन ग्रीक और रोमन महाकाव्य में गाया गया - कैडमियस(स्थान जहर व्यापारयूरोप के दक्षिण-पूर्व में ("सारेग्राद के द्वार पर ढाल", इस्तांबुल), ग्रीस में (पोर्टिको और एम्फीथिएटर) और तुर्की के पास भूमध्यसागरीय क्षेत्र में - एक दवा)। पर बोलचाल की भाषाखनिक और पत्थर खनिक कैडमियमबुलाया " सांप का जहर" (शब्दजाल).
कैडमियम सबसे अधिक में से एक है विषाक्त भारी धातु- रूस (मेट्रोलॉजी) में इसे दूसरे खतरनाक वर्ग को सौंपा गया है - अत्यधिक खतरनाक पदार्थ - जिसमें सुरमा, स्ट्रोंटियम, फिनोल और अन्य जहरीले पदार्थ शामिल हैं (के बराबर) एडीआर खतरनाक सामान एन 6 - जहर, खोपड़ी और क्रॉसबोन्स एक समचतुर्भुज में)। 29 अप्रैल, 1999 को पर्यावरण सुरक्षा और ज़हर परिवहन प्रौद्योगिकियों पर रूसी संघ के बुलेटिन "रासायनिक सुरक्षा की समस्याएं" में, कैडमियम "सहस्राब्दी के मोड़ पर सबसे खतरनाक इकोटॉक्सिकेंट" के रूप में प्रकट होता है!
अन्य भारी धातुओं की तरह, कैडमियम एक संचयी जहर है, अर्थात यह शरीर में जमा हो सकता है - इसका आधा जीवन 10 से 35 वर्ष तक होता है। पचास वर्ष की आयु तक, मानव शरीर 30 से 50 मिलीग्राम कैडमियम जमा करने में सक्षम होता है। मानव शरीर में कैडमियम के मुख्य "डिपो" गुर्दे हैं, जिसमें शरीर में इस धातु की कुल मात्रा का 30 से 60% और यकृत (20-25%) होता है। निम्नलिखित कुछ हद तक कैडमियम जमा करने में सक्षम हैं: अग्न्याशय, प्लीहा, ट्यूबलर हड्डियां, और अन्य अंग और ऊतक। रक्त में भी थोड़ी मात्रा में कैडमियम मौजूद होता है। हालांकि, सीसा या पारा के विपरीत, कैडमियम मस्तिष्क में प्रवेश नहीं करता है।
अधिकांश भाग के लिए, शरीर में कैडमियम एक बाध्य अवस्था में होता है - प्रोटीन मेटालोथायोनिन के संयोजन में - यह एक प्रकार का सुरक्षात्मक तंत्र है, एक भारी धातु की उपस्थिति के लिए शरीर की प्रतिक्रिया। इस रूप में, कैडमियम कम विषैला होता है, हालांकि, बाध्य होने पर भी, यह हानिरहित नहीं होता है - वर्षों से जमा होने पर, यह धातु गुर्दे के विघटन और गुर्दे की पथरी की संभावना को बढ़ा सकती है। बहुत अधिक खतरनाक कैडमियम है, जो आयनिक रूप में है, क्योंकि यह रासायनिक रूप से जस्ता के बहुत करीब है और इसे जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में बदलने में सक्षम है, एक छद्म उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है या, इसके विपरीत, जस्ता युक्त प्रोटीन और एंजाइम का अवरोधक।
कैडमियम एक जीवित जीव की कोशिकाओं के साइटोप्लाज्मिक और परमाणु सामग्री से बांधता है और उन्हें नुकसान पहुंचाता है, कई हार्मोन और एंजाइमों की गतिविधि को बदल देता है, जिसे सल्फहाइड्रील (-एसएच) समूहों को बांधने की इसकी क्षमता द्वारा समझाया गया है। इसके अलावा, कैडमियम, कैल्शियम और कैडमियम की आयनिक त्रिज्या की निकटता के कारण, हड्डी के ऊतकों में कैल्शियम को बदलने में सक्षम है। यही स्थिति लोहे की है, जिसे कैडमियम भी बदल सकता है। इस कारण से, शरीर में कैल्शियम, जिंक और आयरन की कमी से गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट से कैडमियम के अवशोषण में 15-20% तक की वृद्धि हो सकती है। यह माना जाता है कि एक वयस्क के लिए कैडमियम की एक हानिरहित दैनिक खुराक शरीर के वजन के प्रति 1 किलो कैडमियम की 1 μg है, बड़ी मात्रा में कैडमियम स्वास्थ्य के लिए बेहद खतरनाक है।
शरीर में कैडमियम और उसके यौगिकों के प्रवेश की क्रियाविधि क्या है? विषाक्तता तब होती है जब पीने के पानी (पीने के पानी की अधिकतम एकाग्रता सीमा 0.01 मिलीग्राम / लीटर) कैडमियम युक्त कचरे से दूषित होती है, साथ ही साथ तेल रिफाइनरियों और धातुकर्म उद्यमों के पास स्थित भूमि पर उगने वाली सब्जियां और अनाज खाने पर होती है। ऐसे क्षेत्रों से मशरूम का उपयोग विशेष रूप से खतरनाक है, क्योंकि कुछ जानकारी के अनुसार, वे अपने वजन के प्रति किलो 100 मिलीग्राम से अधिक कैडमियम जमा करने में सक्षम हैं। धूम्रपान शरीर में कैडमियम के सेवन का एक और स्रोत है, धूम्रपान करने वाले दोनों और उसके आसपास के लोग, क्योंकि धातु तंबाकू के धुएं में पाई जाती है।
पुरानी कैडमियम विषाक्तता के लक्षण लक्षण हैं, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, गुर्दे की क्षति, मांसपेशियों में दर्द, हड्डी के ऊतकों का विनाश और एनीमिया। कैडमियम के साथ तीव्र भोजन विषाक्तता तब होती है जब भोजन (15-30 मिलीग्राम) या पानी (13-15 मिलीग्राम) के साथ बड़ी एकल खुराक ली जाती है। इसी समय, तीव्र आंत्रशोथ के लक्षण देखे जाते हैं - अधिजठर क्षेत्र में उल्टी, दर्द और आक्षेप, हालांकि, कैडमियम यौगिकों के साथ घातक विषाक्तता के मामले जो भोजन के साथ शरीर में प्रवेश कर चुके हैं, विज्ञान के लिए अज्ञात हैं, लेकिन डब्ल्यूएचओ के अनुमानों के अनुसार, ए घातक एकल खुराक 350-3500 मिलीग्राम हो सकती है।
इसके वाष्प (CdO) या कैडमियम युक्त धूल (एक नियम के रूप में, यह कैडमियम के उपयोग से संबंधित उद्योगों में होता है) - तरल पारा और लाल सिनाबार (विषाक्तता द्वारा) के समान कैडमियम विषाक्तता बहुत अधिक खतरनाक है। इस तरह के जहर के लक्षण फुफ्फुसीय एडिमा, सिरदर्द, मतली या उल्टी, ठंड लगना, कमजोरी और दस्त (दस्त) हैं। इस तरह के जहर के परिणामस्वरूप, मौतें दर्ज की गई हैं।
कैडमियम विषाक्तता के लिए मारक सेलेनियम है, जो कैडमियम के अवशोषण को कम करने में मदद करता है (वे आधुनिक डेटा केंद्रों में कॉपियर और प्रिंटर पर काम करते हैं और कार्यालय उपकरण के लिए कारतूस फिर से भरना)। हालांकि, सेलेनियम के संतुलित सेवन की अभी भी आवश्यकता है, यह इस तथ्य के कारण है कि शरीर में इसकी अधिकता से सल्फर सामग्री में कमी होती है (सल्फर सल्फाइड बनाता है - इसे बांधता है), और यह निश्चित रूप से इस तथ्य को जन्म देगा कि कैडमियम फिर से शरीर द्वारा अवशोषित किया जाएगा।
रोचक तथ्य
यह स्थापित किया गया है कि एक सिगरेट में 1 से 2 माइक्रोग्राम कैडमियम होता है। यह पता चला है कि एक व्यक्ति जो प्रति दिन सिगरेट का एक पैकेट (20 पीसी।) धूम्रपान करता है, उसे लगभग 20 माइक्रोग्राम कैडमियम मिलता है! खतरा इस तथ्य में निहित है कि फेफड़ों के माध्यम से कैडमियम का अवशोषण ज्यादा से ज्यादा- 10 से 20% तक, इस प्रकार, धूम्रपान करने वाले के शरीर में, सिगरेट के प्रत्येक पैक के साथ 2 से 4 माइक्रोग्राम कैडमियम अवशोषित होता है! तंबाकू के धुएं में निहित निकोटीन का कार्सिनोजेनिक प्रभाव आमतौर पर कैडमियम की उपस्थिति से जुड़ा होता है, और इसे कार्बन फिल्टर - फेफड़ों के कैंसर द्वारा भी बरकरार नहीं रखा जाता है।
कई घातक परिणामों के साथ पुरानी कैडमियम विषाक्तता का एक उदाहरण 1950 के दशक के अंत में वर्णित किया गया था। जापान के क्षेत्र में, एक बीमारी के मामले सामने आए हैं जिसे स्थानीय लोग "इटाई-इटाई" ("इतालवी रोग") कहते हैं, जिसका अनुवाद स्थानीय बोली में "ओह, हाउ इट हर्ट्स!" के रूप में भी किया जा सकता है। (विषाक्तता)। रोग के लक्षण गंभीर काठ का दर्द थे, जो बाद में पता चला, गुर्दे की अपरिवर्तनीय क्षति के कारण हुआ था; गंभीर मांसपेशियों में दर्द। रोग का व्यापक प्रसार और इसका गंभीर पाठ्यक्रम उस समय जापान में उच्च पर्यावरण प्रदूषण और जापानियों के विशिष्ट आहार (चावल और समुद्री भोजन में बड़ी मात्रा में कैडमियम जमा होता है) के कारण होता है। यह पाया गया कि जो लोग इस बीमारी से बीमार पड़ते थे वे प्रतिदिन लगभग 600 माइक्रोग्राम कैडमियम का सेवन करते थे!
इस तथ्य के बावजूद कि कैडमियम को सबसे जहरीले पदार्थों में से एक माना जाता है, इसने दवा में भी आवेदन पाया है! इस प्रकार, दिल की विफलता से पीड़ित रोगी की छाती में डाली गई, निकल-कैडमियम बैटरी दिल के यांत्रिक उत्तेजक को ऊर्जा प्रदान करती है। ऐसी बैटरी की सुविधा यह है कि मरीज को इसे रिचार्ज करने या बदलने के लिए ऑपरेटिंग टेबल पर लेटने की जरूरत नहीं है। निर्बाध बैटरी जीवन के लिए, सप्ताह में एक बार केवल डेढ़ घंटे के लिए एक विशेष चुंबकीय जैकेट पहनना पर्याप्त है।
कैडमियम का उपयोग होम्योपैथी, प्रायोगिक चिकित्सा में किया जाता है, और हाल ही में इसका उपयोग नई एंटीकैंसर दवाओं को बनाने के लिए किया गया है।
लकड़ी के धातु मिश्र धातु, जिसमें 50% बिस्मथ, 12.5% टिन, 25% सीसा, 12.5% कैडमियम होता है, को उबलते पानी में पिघलाया जा सकता है। मिश्र धातु का आविष्कार 1860 में इंजीनियर बी। वुड द्वारा किया गया था) कई जिज्ञासु तथ्य जुड़े हुए हैं यह कम पिघलने वाला मिश्र धातु: सबसे पहले, लकड़ी के मिश्र धातु के घटकों के पहले अक्षर संक्षेप में "वैक्स" बनाते हैं, और दूसरी बात, आविष्कार को बी वुड के नाम के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जाता है - अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट विलियम्स वुड, जो आठ साल बाद पैदा हुए थे (साथियों ने VAK में लड़ाई लड़ी)।
बहुत पहले नहीं, आवधिक प्रणाली के कैडमियम ने पुलिस और फोरेंसिक विशेषज्ञों के "हथियार" में प्रवेश किया: जांच की जा रही सतह पर जमा कैडमियम की सबसे पतली परत की मदद से, मानव उंगलियों के निशान की पहचान करना संभव है।
वैज्ञानिकों ने एक ऐसा दिलचस्प तथ्य स्थापित किया है: ग्रामीण क्षेत्रों के वातावरण में कैडमियम टिन में औद्योगिक क्षेत्रों के वातावरण की तुलना में बहुत अधिक संक्षारण प्रतिरोध होता है। यदि हवा में सल्फरस या सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड की मात्रा बढ़ जाती है तो ऐसी कोटिंग विशेष रूप से जल्दी विफल हो जाती है।
1968 में, अमेरिकी स्वास्थ्य अधिकारियों में से एक (डॉ. कैरोल) ने हृदय रोगों से मृत्यु दर और वातावरण में कैडमियम की सामग्री के बीच एक सीधा संबंध खोजा। वह 28 शहरों के आंकड़ों का विश्लेषण करके इस तरह के निष्कर्ष पर पहुंचे। उनमें से चार में - न्यूयॉर्क, शिकागो, फिलाडेल्फिया और इंडियानापोलिस - हवा में कैडमियम की मात्रा अन्य शहरों की तुलना में अधिक थी; हृदय रोग से होने वाली मौतों का अनुपात भी अधिक था।
वातावरण, पानी और मिट्टी (उद्यमों में फिल्टर और क्लीनर, ऐसे उद्यमों से आवास और फसल के खेतों को हटाने) में कैडमियम उत्सर्जन को सीमित करने के लिए "मानक" उपायों के अलावा, वैज्ञानिक नए - आशाजनक भी विकसित कर रहे हैं। इसलिए वैज्ञानिकों ने मिसिसिपी नदी की खाड़ी में जलकुंभी लगाई, यह विश्वास करते हुए कि उनकी मदद से कैडमियम और पारा जैसे तत्वों से पानी को साफ करना संभव होगा।
कहानी
इतिहास कई "खोजों" को जानता है जो कल्पित जांच, समीक्षा और संशोधन के दौरान किए गए थे। हालांकि, इस तरह की खोज वैज्ञानिक की तुलना में प्रकृति में अधिक आपराधिक हैं। और फिर भी एक ऐसा मामला था जब संशोधन जो शुरू हुआ था, अंततः एक नए रासायनिक तत्व की खोज की ओर ले गया। यह जर्मनी में 19वीं सदी की शुरुआत में हुआ था। जिला चिकित्सक आर. रोलोव ने अपने जिले के फार्मेसियों की जाँच की, ऑडिट के दौरान - मैगडेबर्ग के पास कई फार्मेसियों में - उन्होंने जिंक ऑक्साइड की खोज की, जिसकी उपस्थिति ने संदेह पैदा किया और सुझाव दिया कि इसमें आर्सेनिक (फार्माकोलाइट) है। मान्यताओं की पुष्टि करने के लिए, रॉलोव ने जब्त दवा को एसिड में भंग कर दिया और इसे हाइड्रोजन सल्फाइड के एक समाधान के माध्यम से पारित कर दिया, जिससे आर्सेनिक सल्फाइड के समान एक पीले रंग की अवक्षेप की वर्षा हुई। सभी संदिग्ध दवाएं - मलहम, पाउडर, इमल्शन, पाउडर - को तुरंत बिक्री से वापस ले लिया गया।
इस तरह के कदम ने शेनबेक में कारखाने के मालिक को नाराज कर दिया, जिसने रोलोव द्वारा खारिज की गई सभी दवाओं का उत्पादन किया। यह व्यवसायी - हरमन, पेशे से एक रसायनज्ञ होने के नाते, माल की अपनी परीक्षा आयोजित करता था। आर्सेनिक का पता लगाने के लिए उस समय ज्ञात प्रयोगों के पूरे शस्त्रागार की कोशिश करने के बाद, वह आश्वस्त था कि उसके उत्पाद इस संबंध में शुद्ध थे, और लोहा, जिसने ऑडिटर को भ्रमित किया, ने जिंक ऑक्साइड का पीला रंग दिया।
रोलोव और हनोवर की भूमि के अधिकारियों को अपने प्रयोगों के परिणामों की सूचना देने के बाद, हरमन ने एक स्वतंत्र परीक्षा और अपने उत्पाद के पूर्ण "पुनर्वास" की मांग की। नतीजतन, प्रोफेसर स्ट्रोमेयर की राय का पता लगाने का निर्णय लिया गया, जिन्होंने गौटिंगेन विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान विभाग का नेतृत्व किया, और समवर्ती सभी हनोवेरियन फार्मेसियों के महानिरीक्षक का पद संभाला। स्वाभाविक रूप से, स्ट्रोमेयर को न केवल जिंक ऑक्साइड, बल्कि जिंक कार्बोनेट सहित शेनबेक कारखाने से अन्य जस्ता की तैयारी के लिए भेजा गया था, जिससे यह ऑक्साइड प्राप्त हुआ था।
जिंक कार्बोनेट ZnCO3 को शांत करके, फ्रेडरिक स्ट्रोमेयर ने ऑक्साइड प्राप्त किया, लेकिन सफेद नहीं, जैसा कि होना चाहिए था, लेकिन पीला। आगे के शोध के परिणामस्वरूप, यह पता चला कि दवाओं में आर्सेनिक नहीं है, जैसा कि रॉलोव ने सुझाव दिया था, या लोहा, जैसा कि जर्मन ने सोचा था। असामान्य रंग का कारण पूरी तरह से अलग धातु था - पहले अज्ञात और गुणों में जस्ता के समान। अंतर केवल इतना था कि इसका हाइड्रॉक्साइड, Zn (OH) 2 के विपरीत, उभयचर नहीं था, लेकिन मूल गुणों का उच्चारण करता था।
स्ट्रोमेयर ने जस्ता के साथ नए तत्व की मजबूत समानता की ओर इशारा करते हुए नई धातु कैडमियम का नाम दिया - ग्रीक शब्द καδμεια (kadmeia) में लंबे समय से जस्ता अयस्क (उदाहरण के लिए, स्मिथसोनाइट ZnCO3) और जिंक ऑक्साइड है। बदले में, यह शब्द फोनीशियन कैडमस के नाम से आया है, जो किंवदंती के अनुसार, सबसे पहले एक जस्ता पत्थर खोजने वाला था और उसने तांबे (अयस्क से गलाने पर) को एक सुनहरा रंग देने की क्षमता की खोज की थी। प्राचीन ग्रीक मिथकों के अनुसार, एक और कैडमस था - एक नायक जिसने ड्रैगन को हराया और उसके द्वारा पराजित दुश्मन की भूमि पर कैडमस के किले का निर्माण किया, जिसके चारों ओर थेब्स का महान सात-द्वार शहर बाद में विकसित हुआ। सेमिटिक भाषाओं में, "कदमोस" का अर्थ है "पूर्वी" या "सर्पेन्टाइन" (फ़रगना, किर्गिस्तान, मध्य एशिया - ऐसे स्थान हैं जहाँ साँप जमा होते हैं), जो, शायद, इसके निष्कर्षण या निर्यात के स्थानों से खनिज का नाम बनाता है। किसी पूर्वी देश या प्रांत से।
1818 में, फ्रेडरिक स्ट्रोमेयर ने धातु का विस्तृत विवरण प्रकाशित किया, जिसके गुणों का उन्होंने पहले ही अच्छी तरह से अध्ययन किया था। अपने मुक्त रूप में, नया तत्व एक सफेद धातु था, नरम और बहुत मजबूत नहीं, शीर्ष पर एक भूरे रंग की ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर किया गया था। बहुत जल्द, जैसा कि अक्सर होता है, कैडमियम की खोज में स्ट्रोहमेयर की प्राथमिकता को चुनौती दी जाने लगी, लेकिन सभी दावों को खारिज कर दिया गया। कुछ समय बाद, एक अन्य रसायनज्ञ, केर्स्टन ने सिलेसियन जिंक अयस्क में एक नया तत्व पाया और इसे मेलिन नाम दिया (लैटिन मेलिनस से, "पीला जैसे क्विंस")। इस नाम का कारण हाइड्रोजन सल्फाइड की क्रिया के तहत बनने वाले अवक्षेप का रंग था।
कर्स्टन की चिंता के लिए, "मेलिन" स्ट्रोमेयर का "कैडमियम" निकला। बाद में भी, अड़तालीसवें तत्व के लिए अन्य नाम प्रस्तावित किए गए: 1821 में, जॉन ने नए तत्व "क्लैप्रोटियम" का नामकरण प्रस्तावित किया - प्रसिद्ध रसायनज्ञ मार्टिन क्लैप्रोथ के सम्मान में - यूरेनियम, ज़िरकोनियम और टाइटेनियम के खोजकर्ता, और गिल्बर्ट "जूनोनियम" - 1804 जूनो में खोजे गए क्षुद्रग्रह के बाद। लेकिन विज्ञान के लिए क्लाप्रोथ की योग्यता कितनी भी महान क्यों न हो, उनका नाम रासायनिक तत्वों की सूची में पैर जमाने के लिए नियत नहीं था: कैडमियम कैडमियम बना रहा। सच है, 19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध के रूसी रासायनिक साहित्य में, कैडमियम को अक्सर कैडमियम कहा जाता था।
प्रकृति में होना
कैडमियम एक आम तौर पर दुर्लभ और बल्कि बिखरा हुआ तत्व है, पृथ्वी की पपड़ी (क्लार्क) में इस धातु की औसत सामग्री वजन के हिसाब से लगभग 1.3 * 10–5% या 1.6 * 10–5% अनुमानित है, यह पता चलता है कि कैडमियम में लिथोस्फीयर लगभग 130 मिलीग्राम / टी है। हमारे ग्रह की आंतों में इतना कम कैडमियम होता है कि दुर्लभ माने जाने वाले जर्मेनियम से भी 25 गुना ज्यादा होता है! कैडमियम और अन्य दुर्लभ धातुओं के लिए लगभग समान अनुपात: बेरिलियम, सीज़ियम, स्कैंडियम और ईण्डीयुम। कैडमियम सुरमा (2 * 10-5%) के बहुतायत में और पारा के रूप में दोगुना (8 * 10-6%) के करीब है।
कैडमियम को जस्ता के साथ गर्म भूजल में प्रवासन की विशेषता है (कैडमियम कई खनिजों में एक आइसोमोर्फिक अशुद्धता के रूप में पाया जाता है और हमेशा जस्ता खनिजों में पाया जाता है) और अन्य चालकोफिलिक तत्व, यानी रासायनिक तत्व प्राकृतिक सल्फाइड, सेलेनाइड्स, टेल्यूराइड्स के निर्माण के लिए प्रवण होते हैं। सल्फोसाल्ट और कभी-कभी मूल अवस्था में पाए जाते हैं। इसके अलावा, कैडमियम हाइड्रोथर्मल जमा में केंद्रित है। ज्वालामुखीय चट्टानें कैडमियम में काफी समृद्ध होती हैं, जिसमें प्रति किलो 0.2 मिलीग्राम कैडमियम होता है; तलछटी चट्टानों में, मिट्टी अड़तालीसवें तत्व में सबसे अमीर है - 0.3 मिलीग्राम / किग्रा तक (तुलना के लिए, चूना पत्थर में कैडमियम 0.035 मिलीग्राम / किग्रा, सैंडस्टोन - 0.03 मिलीग्राम / किग्रा होता है)। मिट्टी में कैडमियम की औसत मात्रा 0.06 मिलीग्राम/किलोग्राम है।
इसके अलावा, यह दुर्लभ धातु पानी में मौजूद है - भंग रूप में (सल्फेट, क्लोराइड, कैडमियम नाइट्रेट) और ऑर्गेनो-खनिज परिसरों के हिस्से के रूप में निलंबन में। प्राकृतिक परिस्थितियों में, कैडमियम अलौह धातु अयस्कों के लीचिंग के साथ-साथ जलीय पौधों और इसे जमा करने में सक्षम जीवों के अपघटन के परिणामस्वरूप भूजल में प्रवेश करता है। 20वीं सदी की शुरुआत से, कैडमियम के साथ प्राकृतिक जल का मानवजनित संदूषण पानी और मिट्टी में कैडमियम के प्रवेश का प्रमुख कारक बन गया है। पानी में कैडमियम की सामग्री माध्यम के पीएच (एक क्षारीय माध्यम में, कैडमियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में अवक्षेपित होती है), साथ ही साथ शर्बत प्रक्रियाओं से काफी प्रभावित होती है। उसी मानवजनित कारण से हवा में कैडमियम भी मौजूद होता है।
ग्रामीण क्षेत्रों में, हवा में कैडमियम की मात्रा 0.1-5.0 एनजी / एम 3 (1 एनजी या 1 नैनोग्राम = 10-9 ग्राम) है, शहरों में - 2-15 एनजी / एम 3, औद्योगिक क्षेत्रों में - 15 से 150 एनजी तक /एम3. कैडमियम मुख्य रूप से वायुमंडलीय हवा में इस तथ्य के कारण छोड़ा जाता है कि थर्मल पावर प्लांटों में जलने वाले कई कोयले में यह तत्व होता है। हवा से जमा होने के कारण, कैडमियम पानी और मिट्टी में प्रवेश करता है। मिट्टी में कैडमियम की मात्रा में वृद्धि खनिज उर्वरकों के उपयोग से होती है, क्योंकि उनमें से लगभग सभी में इस धातु की मामूली अशुद्धियाँ होती हैं। पानी और मिट्टी से, कैडमियम पौधों और जीवित जीवों में प्रवेश करता है और आगे खाद्य श्रृंखला के साथ मनुष्यों को "आपूर्ति" की जा सकती है।
कैडमियम के अपने खनिज हैं: हाउलाइट, ओटावाइट सीडीसीओ3, मोंटेम्पोनाइट सीडीओ (87.5% सीडी), ग्रीनॉकाइट सीडीएस (77.8% सीडी), ज़ैंथोक्रोइट सीडीएस (एच2ओ)x (77.2% सीडी) कैडमोसेलाइट सीडीएसई (47% सीडी)। हालांकि, वे अपने स्वयं के जमा नहीं बनाते हैं, लेकिन जस्ता, तांबा, सीसा और बहुधात्विक अयस्कों (50 से अधिक) में अशुद्धियों के रूप में मौजूद हैं, जो कैडमियम के औद्योगिक उत्पादन का मुख्य स्रोत हैं। इसके अलावा, मुख्य भूमिका जस्ता अयस्कों द्वारा निभाई जाती है, जहां कैडमियम की सांद्रता 0.01 से 5% (स्फैलेराइट ZnS में) तक होती है। ज्यादातर मामलों में, स्पैलेराइट में कैडमियम की सामग्री 0.4 - 0.6% से अधिक नहीं होती है। कैडमियम गैलेना (0.005 - 0.02%), स्टैनाइट (0.003 - 0.2%), पाइराइट (0.02% तक), चाल्कोपीराइट (0.006 - 0.12%) में जमा होता है, इन सल्फाइड से कैडमियम निकाला जाता है।
कैडमियम पौधों (सबसे अधिक कवक में) और जीवित जीवों (विशेषकर पानी में) में जमा करने में सक्षम है, इस कारण से, कैडमियम समुद्री तलछटी चट्टानों - शेल्स (मैन्सफेल्ड, जर्मनी) में पाया जा सकता है।
आवेदन पत्र
कैडमियम का मुख्य उपभोक्ता रासायनिक वर्तमान स्रोतों का उत्पादन है: निकल-कैडमियम और सिल्वर-कैडमियम बैटरी, बैकअप बैटरी में लेड-कैडमियम और पारा-कैडमियम सेल, सामान्य वेस्टन सेल। उद्योग में उपयोग की जाने वाली कैडमियम निकल बैटरी (AKN) अन्य रासायनिक वर्तमान स्रोतों में सबसे लोकप्रिय में से एक है।
ऐसे संचयकों की नकारात्मक प्लेटें सक्रिय एजेंट के रूप में कैडमियम स्पंज के साथ लोहे के ग्रिड से बनी होती हैं, और सकारात्मक प्लेटें निकल ऑक्साइड के साथ लेपित होती हैं। इलेक्ट्रोलाइट कास्टिक पोटाश (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) का एक घोल है। निकल-कैडमियम क्षारीय बैटरी लेड एसिड बैटरी की तुलना में अधिक विश्वसनीय होती हैं। कैडमियम का उपयोग करने वाले रासायनिक वर्तमान स्रोत एक लंबी सेवा जीवन, स्थिर संचालन और उच्च विद्युत विशेषताओं द्वारा प्रतिष्ठित हैं। इसके अलावा, इन बैटरियों को रिचार्ज करने में एक घंटे से भी कम समय लगता है! हालाँकि, AKN को पूर्ण प्रारंभिक निर्वहन के बिना रिचार्ज नहीं किया जा सकता है, और इसमें वे निश्चित रूप से धातु हाइड्राइड बैटरी से नीच हैं।
कैडमियम के आवेदन का एक और व्यापक क्षेत्र धातुओं (कैडमियम चढ़ाना) पर सुरक्षात्मक एंटीकोर्सिव कोटिंग्स का जमाव है। कैडमियम कोटिंग मज़बूती से लोहे और स्टील उत्पादों को वायुमंडलीय क्षरण से बचाती है। अतीत में, कैडमियम चढ़ाना धातु को पिघले हुए कैडमियम में डुबो कर किया जाता था, आधुनिक प्रक्रिया विशेष रूप से इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा की जाती है। कैडमियम चढ़ाना विमान, जहाजों के सबसे महत्वपूर्ण भागों के साथ-साथ उष्णकटिबंधीय जलवायु में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए भागों और तंत्रों पर लागू होता है।
यह ज्ञात है कि जस्ता और कैडमियम के कुछ गुण समान हैं, लेकिन गैल्वनाइज्ड कोटिंग पर कैडमियम कोटिंग के कुछ फायदे हैं: सबसे पहले, यह जंग के लिए अधिक प्रतिरोधी है, और दूसरी बात, इसे समान और चिकना बनाना आसान है। इसके अलावा, जस्ता के विपरीत, कैडमियम क्षारीय वातावरण में स्थिर होता है। कैडमियम टिन काफी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, हालांकि, एक ऐसा क्षेत्र है जिसमें कैडमियम कोटिंग का उपयोग सख्त वर्जित है - यह खाद्य उद्योग है। यह कैडमियम की उच्च विषाक्तता के कारण है।
एक निश्चित बिंदु तक, कैडमियम कोटिंग्स का प्रसार एक अन्य कारण से भी सीमित था - जब कैडमियम को इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से स्टील के हिस्से में लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट में निहित हाइड्रोजन धातु में प्रवेश कर सकता है, और, जैसा कि ज्ञात है, यह तत्व हाइड्रोजन उत्सर्जन का कारण बनता है उच्च शक्ति वाले स्टील्स, लोड के तहत धातु के अप्रत्याशित विनाश की ओर ले जाते हैं। यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के भौतिक रसायन विज्ञान संस्थान के सोवियत वैज्ञानिकों द्वारा समस्या का समाधान किया गया था। यह पता चला कि टाइटेनियम का एक नगण्य जोड़ (कैडमियम के प्रति हजार परमाणुओं में टाइटेनियम का एक परमाणु) कैडमियम-प्लेटेड स्टील के हिस्से को हाइड्रोजन उत्सर्जन की घटना से बचाता है, क्योंकि टाइटेनियम कोटिंग प्रक्रिया के दौरान स्टील से सभी हाइड्रोजन को अवशोषित करता है।
कैडमियम के विश्व उत्पादन का लगभग दसवां हिस्सा मिश्र धातुओं के उत्पादन पर खर्च किया जाता है। कम गलनांक कम पिघलने वाली मिश्र धातुओं में कैडमियम के व्यापक उपयोग के कारणों में से एक है। उदाहरण के लिए, लकड़ी का मिश्र धातु है जिसमें 12.5% कैडमियम होता है। धातु के साथ कांच को टांका लगाने के लिए, स्वचालित अग्निशमन प्रणालियों में पतली और जटिल कास्टिंग प्राप्त करने के लिए सामग्री के रूप में इस तरह के मिश्र धातुओं का उपयोग सोल्डर के रूप में किया जाता है। कैडमियम युक्त सोल्डर तापमान में उतार-चढ़ाव के लिए काफी प्रतिरोधी होते हैं।
कैडमियम मिश्र धातुओं की एक और विशिष्ट विशेषता उनके उच्च घर्षण-रोधी गुण हैं। इस प्रकार, 99% कैडमियम और 1% निकेल युक्त मिश्र धातु का उपयोग ऑटोमोबाइल, विमान और समुद्री इंजनों में संचालित बियरिंग्स के निर्माण के लिए किया जाता है। चूंकि कैडमियम एसिड के लिए पर्याप्त रूप से प्रतिरोधी नहीं है, जिसमें स्नेहक में निहित कार्बनिक अम्ल शामिल हैं, कैडमियम-आधारित असर मिश्र धातुओं को इंडियम के साथ लेपित किया जाता है। कैडमियम (1% से कम) के छोटे परिवर्धन के साथ तांबा मिश्र धातु विद्युत परिवहन लाइनों पर अधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी तार बनाना संभव बनाता है। कैडमियम के इस तरह के नगण्य जोड़ तांबे की ताकत और कठोरता को काफी बढ़ा सकते हैं, व्यावहारिक रूप से इसके विद्युत गुणों को खराब किए बिना। कैडमियम अमलगम (पारा में कैडमियम का एक घोल) का उपयोग दंत चिकित्सा में दंत भराव के निर्माण के लिए किया जाता है।
XX सदी के चालीसवें दशक में, कैडमियम ने एक नई भूमिका हासिल कर ली - उन्होंने इससे परमाणु रिएक्टरों का नियंत्रण और आपातकालीन छड़ बनाना शुरू कर दिया। कैडमियम जल्दी से एक रणनीतिक सामग्री बनने का कारण यह था कि यह थर्मल न्यूट्रॉन को बहुत अच्छी तरह से अवशोषित करता है। लेकिन "परमाणु युग" की शुरुआत के पहले रिएक्टरों ने विशेष रूप से थर्मल न्यूट्रॉन पर काम किया। बाद में यह पता चला कि तेज न्यूट्रॉन रिएक्टर ऊर्जा और परमाणु ईंधन प्राप्त करने के लिए अधिक आशाजनक हैं - 239Pu, और कैडमियम तेज न्यूट्रॉन के खिलाफ शक्तिहीन है, इससे उन्हें देरी नहीं होती है। थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों के दिनों में, कैडमियम ने अपनी प्रमुख भूमिका खो दी, बोरॉन और इसके यौगिकों (वास्तव में, कोयला और ग्रेफाइट) को रास्ता दे दिया।
लगभग 20% कैडमियम (यौगिक के रूप में) का उपयोग अकार्बनिक रंगों के उत्पादन के लिए किया जाता है। कैडमियम सल्फाइड सीडीएस एक महत्वपूर्ण खनिज डाई है जिसे पहले कैडमियम पीला कहा जाता था। पहले से ही 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, यह ज्ञात था कि कैडमियम पीला छह रंगों में प्राप्त किया जा सकता है, नींबू पीले से नारंगी तक। परिणामी पेंट कमजोर क्षार और एसिड के प्रतिरोधी हैं, और हाइड्रोजन सल्फाइड के प्रति पूरी तरह से असंवेदनशील हैं।
सीडीएस पर आधारित पेंट का उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता था - पेंटिंग, प्रिंटिंग, पोर्सिलेन पेंटिंग, वे यात्री कारों को कवर करते थे, उन्हें लोकोमोटिव के धुएं से बचाते थे। कैडमियम सल्फाइड युक्त रंगों का उपयोग कपड़ा और साबुन उद्योगों में किया जाता था। हालांकि, वर्तमान में, महंगे कैडमियम सल्फाइड को अक्सर सस्ते रंगों से बदल दिया जाता है - कैडमोपोन (कैडमियम सल्फाइड और बेरियम सल्फेट का मिश्रण) और जिंक-कैडमियम लिटोपोन (रचना, जैसे कि कैडमोपोन, प्लस जिंक सल्फाइड)।
एक अन्य कैडमियम यौगिक, कैडमियम सेलेनाइड सीडीएसई, का उपयोग लाल डाई के रूप में किया जाता है। हालांकि, कैडमियम यौगिकों ने न केवल रंगों के उत्पादन में अपना आवेदन पाया है - कैडमियम सल्फाइड, उदाहरण के लिए, फिल्म सौर कोशिकाओं के उत्पादन के लिए भी प्रयोग किया जाता है, जिसकी दक्षता लगभग 10-16% है। इसके अलावा, सीडीएस एक काफी अच्छी थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री है, जिसका उपयोग अर्धचालक सामग्री और फास्फोरस के एक घटक के रूप में किया जाता है। कभी-कभी क्रायोजेनिक तकनीक में कैडमियम का उपयोग किया जाता है, जो इसकी अधिकतम तापीय चालकता (अन्य धातुओं के सापेक्ष) के साथ पूर्ण शून्य (वैक्यूम) के पास जुड़ा होता है।
उत्पादन
कैडमियम के मुख्य "आपूर्तिकर्ता" जस्ता, तांबा-जस्ता और सीसा-जस्ता अयस्क के प्रसंस्करण के उप-उत्पाद हैं। कैडमियम के मूल खनिजों के लिए, कैडमियम प्राप्त करने में रुचि का एकमात्र हित ग्रीनॉकाइट सीडीएस है, जिसे तथाकथित "कैडमियम ब्लेंड" कहा जाता है। जिंक अयस्कों के विकास के दौरान ग्रीनॉकाइट को फैराइट के साथ मिलकर खनन किया जाता है। रीसाइक्लिंग प्रक्रिया के दौरान, कैडमियम प्रक्रिया के उप-उत्पादों में जमा हो जाता है, जहां से इसे फिर से प्राप्त किया जाता है।
पॉलीमेटेलिक अयस्कों के प्रसंस्करण में, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, कैडमियम अक्सर जस्ता उत्पादन का उप-उत्पाद होता है। ये या तो कॉपर-कैडमियम केक हैं (जस्ता धूल की क्रिया द्वारा जिंक सल्फेट ZnSO4 के सफाई समाधान के परिणामस्वरूप प्राप्त धातु अवक्षेप), जिसमें 2 से 12% Cd, या pussieres (जस्ता आसवन के दौरान बनने वाले वाष्पशील अंश) होते हैं। 0.7 से 1.1% कैडमियम युक्त।
अड़तालीसवें तत्व में सबसे अमीर जस्ता के शुद्धिकरण के दौरान प्राप्त सांद्रता हैं, उनमें 40% तक कैडमियम हो सकता है। कॉपर-कैडमियम केक और कैडमियम की उच्च सामग्री वाले अन्य उत्पादों से, यह आमतौर पर एक साथ वायु वातन के साथ सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 के साथ लीच किया जाता है। प्रक्रिया एक ऑक्सीकरण एजेंट - मैंगनीज अयस्क या इलेक्ट्रोलिसिस स्नान से पुनर्नवीनीकरण मैंगनीज कीचड़ की उपस्थिति में की जाती है।
इसके अलावा, कैडमियम सीसा और तांबे के स्मेल्टर से धूल से बरामद किया जाता है (इसमें क्रमशः 0.5 से 5% और 0.2 से 0.5% कैडमियम हो सकता है)। ऐसे मामलों में, धूल को आमतौर पर केंद्रित H2SO4 सल्फ्यूरिक एसिड से उपचारित किया जाता है, और फिर परिणामी कैडमियम सल्फेट को पानी से निक्षालित किया जाता है। कैडमियम स्पंज जिंक धूल की क्रिया द्वारा परिणामी कैडमियम सल्फेट घोल से अवक्षेपित होता है, जिसके बाद इसे सल्फ्यूरिक एसिड में घोल दिया जाता है और सोडियम कार्बोनेट Na2CO3 या जिंक ऑक्साइड ZnO की क्रिया द्वारा अशुद्धियों से घोल को शुद्ध किया जाता है, इसका उपयोग करना भी संभव है आयन एक्सचेंज के तरीके
कैडमियम धातु को एल्यूमीनियम कैथोड पर इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा या जस्ता के साथ कमी (जस्ता द्वारा सीडीएसओ 4 समाधान से कैडमियम ऑक्साइड सीडीओ का विस्थापन) केन्द्रापसारक विभाजक रिएक्टरों का उपयोग करके पृथक किया जाता है। कैडमियम धातु का शोधन आमतौर पर क्षार की एक परत के नीचे धातु को पिघलाने में होता है (जस्ता और सीसा को हटाने के लिए), जबकि Na2CO3 का उपयोग संभव है; एल्यूमीनियम (निकेल को हटाने के लिए) और अमोनियम क्लोराइड NH4Cl (थैलियम को हटाने के लिए) के साथ पिघल का उपचार।
उच्च शुद्धता कैडमियम इलेक्ट्रोलाइट के मध्यवर्ती शुद्धिकरण के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो आयन एक्सचेंज या निष्कर्षण का उपयोग करके किया जाता है; धातु का सुधार (आमतौर पर कम दबाव में), क्षेत्र पिघलने या अन्य क्रिस्टलीकरण विधियों। उपरोक्त शुद्धिकरण विधियों को मिलाकर, वजन से केवल 10-5% की मुख्य अशुद्धियों (जस्ता, तांबा और अन्य) की सामग्री के साथ धातु कैडमियम प्राप्त करना संभव है। इसके अलावा, कैडमियम को शुद्ध करने के लिए तरल कैडमियम में इलेक्ट्रोट्रांसफर, सोडियम हाइड्रॉक्साइड NaOH के पिघल में इलेक्ट्रोरिफाइनिंग और अमलगम इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जा सकता है। जब ज़ोन मेल्टिंग को इलेक्ट्रोट्रांसफर के साथ जोड़ा जाता है, तो शुद्धिकरण के साथ कैडमियम आइसोटोप का पृथक्करण हो सकता है।
कैडमियम का विश्व उत्पादन काफी हद तक जस्ता उत्पादन के पैमाने से संबंधित है और पिछले दशकों में काफी बढ़ गया है - 2006 के आंकड़ों के अनुसार, दुनिया में लगभग 21 हजार टन कैडमियम का उत्पादन किया गया था, जबकि 1980 में यह आंकड़ा केवल 15 हजार टन था। . कैडमियम की खपत में वृद्धि अभी भी जारी है। इस धातु के मुख्य उत्पादक एशियाई देश हैं: चीन, जापान, कोरिया, कजाकिस्तान। इनका कुल उत्पादन 12 हजार टन है।
रूस, कनाडा और मैक्सिको को भी कैडमियम के प्रमुख उत्पादक माना जा सकता है। कैडमियम के बड़े पैमाने पर उत्पादन का एशिया की ओर स्थानांतरण इस तथ्य के कारण है कि यूरोप में कैडमियम के उपयोग में कमी आई है, और एशियाई क्षेत्र में, इसके विपरीत, निकल-कैडमियम तत्वों की मांग बढ़ रही है, जो कई एशियाई देशों को उत्पादन हस्तांतरित करने के लिए।
भौतिक गुण
कैडमियम एक चांदी-सफेद धातु है जो ताजा काटने पर नीले रंग की चमकती है, लेकिन एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म के गठन के कारण हवा में धूमिल हो जाती है। कैडमियम एक नरम धातु है - यह टिन की तुलना में कठिन है, लेकिन जस्ता की तुलना में नरम है, इसे चाकू से काटना काफी संभव है। कोमलता के साथ संयोजन में, कैडमियम में उद्योग के लिए लचीलापन और लचीलापन जैसे महत्वपूर्ण गुण होते हैं - यह पूरी तरह से चादरों में घुमाया जाता है और तार में खींचा जाता है, और बिना किसी समस्या के पॉलिश किया जा सकता है।
जब 80 o C से ऊपर गर्म किया जाता है, तो कैडमियम अपनी लोच खो देता है, और इतना अधिक कि इसे आसानी से पाउडर में कुचला जा सकता है। मोह के अनुसार कैडमियम की कठोरता ब्रिनेल (एनील्ड नमूने के लिए) 200-275 एमपीए के अनुसार दो के बराबर है। तन्य शक्ति 64 MN/m2 या 6.4 kgf/mm2, सापेक्ष बढ़ाव 50% (20 o C पर), उपज शक्ति 9.8 MPa।
कैडमियम में पीरियड्स के साथ एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक क्रिस्टल जाली है: a = 0.296 एनएम, c = 0.563 एनएम, c/a अनुपात = 1.882, z = 2, क्रिस्टल जाली ऊर्जा 116 μJ/kmol। अंतरिक्ष समूह С6/mm, परमाणु त्रिज्या 0.156 nm, आयनिक त्रिज्या Cd2+ 0.099 nm, परमाणु आयतन 13.01∙10-6 m3/mol।
शुद्ध कैडमियम से बनी एक छड़, जब मुड़ी होती है, तो टिन ("टिन चीख") जैसी कमजोर दरार का उत्सर्जन करती है - यह धातु के माइक्रोक्रिस्टल एक दूसरे के खिलाफ रगड़ते हैं, हालांकि, धातु में कोई भी अशुद्धता इस प्रभाव को नष्ट कर देती है। सामान्य तौर पर, इसके भौतिक, रासायनिक और औषधीय गुणों के संदर्भ में, कैडमियम भारी धातुओं के समूह से संबंधित है, जिसमें जस्ता और पारा के साथ सबसे अधिक समानताएं हैं।
कैडमियम (321.1 o C) का गलनांक काफी कम होता है और इसकी तुलना लेड (327.4 o C) या थैलियम (303.6 o C) के गलनांक से की जा सकती है। हालांकि, यह कई गुणों में समान धातुओं के गलनांक से भिन्न होता है - जस्ता (419.5 o C) से कम, लेकिन टिन (231.9 o C) से अधिक। कैडमियम का क्वथनांक भी कम होता है - केवल 770 o C, जो कि काफी दिलचस्प है - अधिकांश अन्य धातुओं की तरह सीसा, गलनांक और क्वथनांक के बीच एक बड़ा अंतर होता है।
तो सीसा का क्वथनांक (1745 o C) गलनांक से 5 गुना अधिक होता है, और टिन, जिसका क्वथनांक 2620 o C होता है, गलनांक से 11 गुना अधिक होता है! इसी समय, जस्ता, कैडमियम के समान, 419.5 o C के गलनांक पर केवल 960 o C का क्वथनांक होता है। कैडमियम के लिए थर्मल विस्तार गुणांक 29.8 * 10-6 (25 o C के तापमान पर) होता है। . 0.519 K से नीचे, कैडमियम एक अतिचालक बन जाता है। 0 o C पर कैडमियम की तापीय चालकता 97.55 W / (m * K) या 0.233 cal / (cm * sec * o C) है।
कैडमियम की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता (25 o C के तापमान पर) 225.02 j/(kg * K) या 0.055 cal/(g * o C) है। 0 o C से 100 o C तक के तापमान में कैडमियम के विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक 4.3 * 10-3 है, कैडमियम का विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध (20 o C के तापमान पर) 7.4 * 10-8 ओम है * मी (7.4 * 10-6 ओम * सेमी)। कैडमियम प्रतिचुंबकीय है, इसकी चुंबकीय संवेदनशीलता -0.176.10-9 (20 o C के तापमान पर) है। मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -0.403 वी है। कैडमियम की इलेक्ट्रोनगेटिविटी 1.7 है। थर्मल न्यूट्रॉन को पकड़ने का प्रभावी क्रॉस सेक्शन 2450-2900-10 ~ 28 m2 है। इलेक्ट्रॉनों का कार्य फलन = 4.1 eV।
कैडमियम का घनत्व (कमरे के तापमान पर) 8.65 ग्राम/सेमी3 है, जिससे कैडमियम को भारी धातु के रूप में वर्गीकृत करना संभव हो जाता है। N. Reimers के वर्गीकरण के अनुसार, 8 g/cm3 से अधिक घनत्व वाली धातुओं को भारी माना जाना चाहिए। इस प्रकार, भारी धातुओं में Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg शामिल हैं। और हालांकि कैडमियम सीसा (घनत्व 11.34 ग्राम/सेमी3) या पारा (13.546 ग्राम/सेमी3) से हल्का है, यह टिन (7.31 ग्राम/सेमी3) से भारी है।
रासायनिक गुण
रासायनिक यौगिकों में, कैडमियम हमेशा वैधता 2 (बाहरी इलेक्ट्रॉन परत 5s2 का विन्यास) प्रदर्शित करता है - तथ्य यह है कि दूसरे समूह (जस्ता, कैडमियम, पारा) के द्वितीयक उपसमूह के तत्वों के परमाणु, तत्वों के परमाणुओं की तरह तांबे के उपसमूह में, दूसरी बाहरी इलेक्ट्रॉनिक परत का डी-उप-स्तर पूरी तरह से भरा हुआ है। हालांकि, जस्ता उपसमूह के तत्वों के लिए, यह उप-स्तर पहले से ही काफी स्थिर है, और इससे इलेक्ट्रॉनों को हटाने के लिए ऊर्जा के बहुत बड़े व्यय की आवश्यकता होती है। जस्ता उपसमूह के तत्वों की एक और विशेषता, जो उन्हें तांबे के उपसमूह के तत्वों के करीब लाती है, जटिल गठन की उनकी प्रवृत्ति है।
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कैडमियम आवधिक प्रणाली के एक ही समूह में जस्ता और पारा के साथ स्थित है, उनके बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर रहा है, इस कारण से इन सभी तत्वों के कई रासायनिक गुण समान हैं। उदाहरण के लिए, इन धातुओं के ऑक्साइड और सल्फाइड पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं।
शुष्क हवा में, कैडमियम स्थिर होता है, लेकिन नम हवा में, धातु की सतह पर सीडीओ ऑक्साइड की एक पतली फिल्म धीरे-धीरे बनती है, जो धातु को और ऑक्सीकरण से बचाती है। मजबूत गरमागरम के साथ, कैडमियम जल जाता है, कैडमियम ऑक्साइड में भी बदल जाता है - हल्के भूरे से गहरे भूरे रंग का एक क्रिस्टलीय पाउडर (रंग सरगम में अंतर आंशिक रूप से कण आकार के कारण होता है, लेकिन अधिक हद तक क्रिस्टल जाली दोषों का परिणाम होता है) ), सीडीओ घनत्व 8.15 ग्राम / सेमी 3; 900 o C से ऊपर कैडमियम ऑक्साइड वाष्पशील होता है, और 1570 o C पर यह पूरी तरह से उदात्त हो जाता है। कैडमियम के वाष्प जलवाष्प से क्रिया करके हाइड्रोजन छोड़ते हैं।
इस धातु के लवण बनाने के लिए अम्ल कैडमियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। नाइट्रिक एसिड HNO3 कैडमियम को आसानी से घोल देता है, जबकि नाइट्रिक ऑक्साइड निकलता है और नाइट्रेट बनता है, जो हाइड्रेट Cd (NO3) 2 * 4H2O देता है। अन्य एसिड से - हाइड्रोक्लोरिक और पतला सल्फ्यूरिक - कैडमियम धीरे-धीरे हाइड्रोजन को विस्थापित करता है, यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वोल्टेज की श्रृंखला में कैडमियम जस्ता से आगे है, लेकिन हाइड्रोजन से आगे है। जिंक के विपरीत, कैडमियम क्षार के घोल के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है। कैडमियम अमोनियम नाइट्रेट NH4NO3 को अमोनियम नाइट्राइट NH4NO2 के सांद्र विलयनों में अपचित करता है।
गलनांक के ऊपर, कैडमियम सीधे हैलोजन के साथ मिलकर रंगहीन यौगिक बनाता है - कैडमियम हैलाइड। CdCl2, CdBr2 और CdI2 पानी में बहुत आसानी से घुलनशील होते हैं (20 o C पर द्रव्यमान द्वारा 53.2%), कैडमियम फ्लोराइड CdF2 (20 o C पर द्रव्यमान द्वारा 4.06%) को भंग करना अधिक कठिन होता है, जो इथेनॉल में पूरी तरह से अघुलनशील होता है। यह धातु पर फ्लोरीन या कैडमियम कार्बोनेट पर हाइड्रोजन फ्लोराइड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। कैडमियम क्लोराइड 500 o C पर कैडमियम को सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड या धातु क्लोरीनीकरण के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है।
कैडमियम ब्रोमाइड धातु ब्रोमिनेशन द्वारा या कैडमियम कार्बोनेट पर हाइड्रोजन ब्रोमाइड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। गर्म होने पर, कैडमियम सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करके सीडीएस सल्फाइड (नींबू पीला से नारंगी लाल) बनाता है, पानी में अघुलनशील और एसिड को पतला करता है। जब कैडमियम को फॉस्फोरस और आर्सेनिक के साथ मिलाया जाता है, तो फॉस्फाइड्स और रचनाओं के आर्सेनाइड्स क्रमशः Cd3P2 और CdAs2 बनते हैं, सुरमा के साथ - कैडमियम एंटीमोनाइड। कैडमियम हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन और बोरॉन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। CdH2 हाइड्राइड और Cd3N2 नाइट्राइड, जो गर्म करने पर आसानी से विघटित हो जाते हैं, अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त किए गए थे।
कैडमियम लवण के विलयन हाइड्रोलिसिस के कारण अम्लीय होते हैं, कास्टिक क्षार उनसे सफेद हाइड्रॉक्साइड Cd (OH) 2 अवक्षेपित करते हैं। बहुत सांद्रित क्षार विलयनों की क्रिया के तहत, इसे Na2 जैसे हाइड्रोक्सोकैडमेट्स में बदल दिया जाता है। कैडमियम हाइड्रॉक्साइड अमोनिया के साथ प्रतिक्रिया करके घुलनशील संकुल बनाता है:
सीडी (ओएच) 2 + 6 एनएच 3 * एच 2 ओ → (ओएच) 2 + 6 एच 2 ओ
इसके अलावा, सीडी (ओएच) 2 क्षार साइनाइड की क्रिया के तहत समाधान में चला जाता है। 170 से ऊपर ओ इसके साथ सीडीओ में विघटित हो जाता है। एक जलीय घोल में हाइड्रोजन पेरोक्साइड (पेरोक्साइड) के साथ कैडमियम हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया से विभिन्न रचनाओं के पेरोक्साइड (पेरोक्साइड) बनते हैं।
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विषाक्त पदार्थ (जहर)
साँस लेना, त्वचा के संपर्क में आने या निगलने पर विषाक्तता का जोखिम। जलीय पर्यावरण या सीवरेज सिस्टम के लिए खतरनाक (पारा के परिवहन के लिए एडीआर खतरनाक माल के समान, कम खतरनाक)
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पर्यावरण के लिए खतरनाक पदार्थ (पारिस्थितिकी, पिघलने, घुलनशील, पाउडर और बहने वाली सामग्री सहित)
जलीय पर्यावरण या सीवरेज सिस्टम के लिए खतरनाक (पारा के परिवहन के लिए एडीआर खतरनाक माल के समान, कम खतरनाक)
| नाम, पदनाम, संख्या | कैडमियम, सीडी, 48 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| रासायनिक समूह | संक्रमण धातुओं | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| समूह, अवधि, ब्लॉक | 12, 5, दिन | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| घनत्व, कठोरता | 8650 किग्रा / मी³, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| प्रदर्शन | सिल्वर व्हाइट मेटैलिक | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| परमाणु गुण | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| परमाणु भार | 112.411 एमयू (जी/मोल) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| परमाणु त्रिज्या | 155 (161) अपराह्न | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| सहसंयोजक त्रिज्या | 148 अपराह्न | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| वैन डेर वाल्स त्रिज्या | 158 अपराह्न | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| इलेक्ट्रोनिक विन्यास | 4डी 10 5एस 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ई - ऊर्जा स्तर तक | 2, 8, 18, 18, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ऑक्सीकरण राज्य (ऑक्साइड) | 2 (मुख्य) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| जाली संरचना | हेक्सागोनल | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| भौतिक गुण | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| एकत्रीकरण की स्थिति | ठोस | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| पिघलने का तापमान | 594.22K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| उबलता तापमान | 1040K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| मोलर वॉल्यूम | 1.00 × 10 -6 m³/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| वाष्पीकरण की गर्मी | 100 केजे/मोल | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| संलयन की विशिष्ट ऊष्मा | 6.192 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| संतृप्त भाप दबाव | 14.8 पा 597 के पर | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ध्वनि की गति | 2310 मी/से 293.15 के . पर | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| विविध | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| वैद्युतीयऋणात्मकता | 1.69 (पॉलिंग के अनुसार) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| विशिष्ट ऊष्मा | 233 जम्मू/(किलो कश्मीर) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी | 13.8 जून 10 / (एम ओम) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ऊष्मीय चालकता | 96.8 डब्ल्यू/(एम के) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| मैं [आयनीकरण ऊर्जा]] | 867.8 केजे/मोल | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| II आयनीकरण क्षमता | 1631.4 केजे/मोल | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| III आयनीकरण क्षमता | 3,616 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| सर्वाधिक स्थायी समस्थानिक | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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आवर्त सारणी में रासायनिक तत्व जो प्रभावित करता है सीडी औरइसका परमाणु क्रमांक 48 और परमाणु द्रव्यमान 112.41 है। सिल्वर-व्हाइट सॉफ्ट मेटल जिसमें नीले रंग की टिंट, फ्लेक्सिबल, डक्टाइल, फ्यूसिबल, टॉक्सिक ट्रांजिशन मेटल होती है, जो जिंक रेड में पाई जाती है, जिसका इस्तेमाल बैटरी में व्यापक रूप से किया जाता है।
प्राकृतिक कैडमियम में द्रव्यमान संख्या 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114, 116 के साथ 8 स्थिर आइसोटोप का मिश्रण होता है। कैडमियम थर्मल न्यूट्रॉन को दृढ़ता से पकड़ लेता है, जिसमें 113 सीडी आइसोटोप सबसे अधिक अवशोषण क्रॉस सेक्शन होता है। लवण आसानी से हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, एक अम्लीय प्रतिक्रिया होती है, क्षार की क्रिया के तहत, हाइड्रोक्साइड सीडी (ओएच) 2 जारी किया जाता है। एकमात्र स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था 2 है। समन्वय संख्या 6 सीडी की विशेषता है, हालांकि 4 और 5 पाए जाते हैं। कैडमियम कार्बनिक यौगिक आर 2 सीडी पानी और ऑक्सीजन के लिए स्थिर नहीं हैं, अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हैं।
सामान्य जानकारी
एक साधारण पदार्थ कैडमियम है। नरम निंदनीय धातु, एलोट्रोपिक संशोधन मा नहीं हैं। एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। घुलनशील यौगिक जहरीले होते हैं। यह दुर्लभ खनिजों का निर्माण करता है: ग्रीनॉकाइट सीडीएस (77.7% सीडी), ओटावाइट सीडीसीओ 3, कैडमोसलाइट सीडीएसई, मोंटेपोनाइट सीडीओ (87.5% सीडी)। जिंक खनिजों में एक आइसोमॉर्फिक अशुद्धता के रूप में प्रवेश करता है, विशेष रूप से स्फालराइट में। सीडी का एक मिश्रण (एक%) हाइड्रोथर्मल अयस्कों में पाया जाता है, जहां यह स्फालराइट, गैलेना और अन्य में मौजूद होता है, मुख्य रूप से सल्फाइड खनिज। K. की बढ़ी हुई सामग्री 1.5% तक लो-आयरन स्पैलेराइट की विशेषता है।
नम हवा में, यह CdO के साथ एक सुरक्षात्मक ऑक्सीकरण फिल्म के साथ कवर किया जाता है, और CdO को दृढ़ता से गर्म करने पर जलता है। हैलोजन आसानी से हैलाइड में ऑक्सीकृत हो जाते हैं। खनिज एसिड में घुलनशील, घास के मैदान में अघुलनशील। गर्म होने पर ऑक्सीजन के साथ-साथ एसिड के साथ भी प्रतिक्रिया करता है।
कहानी
कैडमियम (लॅट. कैडमिया,यूनानी कदमीयासाधन जिंक अयस्क)जर्मनी में 1817 में फ्रेडरिक स्ट्रोगमीर द्वारा खोजा गया था। स्ट्रांगमीयर ने जिंक ऑक्साइड प्रदूषण में एक नया तत्व पाया, और लगभग 100 वर्षों तक जर्मनी धातु का आयात करने वाला एकमात्र देश था। वैज्ञानिक ने जस्ता के साथ अपने "पारिवारिक संबंधों" पर जोर देते हुए धातु कैडमियम का नाम दिया: ग्रीक शब्द "कैडमियम" का अर्थ "जस्ता अयस्क" था।
प्रकृति में वितरण
कैडमियम दुर्लभ बिखरे हुए तत्वों में से एक है, इसका क्लार्क (द्रव्यमान द्वारा सामग्री का प्रतिशत) पृथ्वी की पपड़ी में 1.3 * 10 -5% है। कैडमियम को गर्म भूजल में जस्ता और अन्य चॉकोफाइल तत्वों (यानी प्राकृतिक सल्फाइड, सेलेनाइड्स, टेलीविजन रेडियो, सल्फोसाल्ट्स, जो कभी-कभी एक मूल राज्य में पाए जाते हैं) के गठन के लिए प्रवण रासायनिक तत्वों के साथ प्रवास और हाइड्रोथर्मल जमा में एकाग्रता की विशेषता है। ज्वालामुखीय चट्टानों में प्रति किलोग्राम 0.2 मिलीग्राम कैडमियम होता है, तलछटी चट्टानों में कैडमियम में सबसे समृद्ध मिट्टी - 0.3 मिलीग्राम / किग्रा तक, चूना पत्थर में 0.035 मिलीग्राम / किग्रा, सैंडस्टोन - 0.03 मिलीग्राम / किग्रा होते हैं। मिट्टी में कैडमियम की औसत मात्रा 0.06 मिलीग्राम/किलोग्राम है।
हालांकि स्वतंत्र कैडमियम खनिजों को जाना जाता है - ग्रीनॉकाइट (सीडीएस), ओटावाइट (सीडीसीओ 3), मोंटेपोनाइट (सीडीओ) और सेलेनाइड (सीडीएसई), वे अपनी जमा राशि नहीं बनाते हैं, लेकिन जस्ता, सीसा, तांबा और पॉलीमेटेलिक अयस्कों में अशुद्धियों के रूप में मौजूद होते हैं। , और कैडमियम के औद्योगिक उत्पादन का मुख्य स्रोत हैं।
कुछ हद तक कैडमियम भी हवा में मौजूद होता है। हवा में कैडमियम की मात्रा ग्रामीण क्षेत्रों में 0.1 -5 एनजी / मी (1 एनजी या 10 -9 ग्राम), 2-15 एनजी / मी - शहरों में और 15 से 150 एनजी / मी - औद्योगिक क्षेत्रों में है। यह इस तथ्य के कारण है कि कई प्रकार के कोयले में अशुद्धियों के रूप में कैडमियम होता है और जब थर्मल पावर प्लांट में जलाया जाता है, तो यह वातावरण में प्रवेश करता है। साथ ही इसका अधिकांश भाग मिट्टी पर जम जाता है। इसके अलावा, मिट्टी में कैडमियम की मात्रा में वृद्धि खनिज उर्वरकों के उपयोग में योगदान करती है, क्योंकि इन सभी में कैडमियम की मामूली अशुद्धियाँ होती हैं।
कैडमियम पौधों (ज्यादातर कवक में) और जीवित जीवों (विशेषकर जलीय जीवों में) में जमा हो सकता है और आगे खाद्य श्रृंखला के साथ मनुष्यों को "आपूर्ति" की जा सकती है। सिगरेट के धुएँ में बहुत अधिक कैडमियम होता है।
आइसोटोप
प्राकृतिक कैडमियम में 6 स्थिर समस्थानिक होते हैं। सत्ताईस स्थिर रेडियोआइसोटोप की पहचान की गई है: सीडी-113 7.7 क्वाड्रिलियन साल के आधे जीवन के साथ, सीडी-109 462.6 दिनों के आधे जीवन के साथ, और सीडी-115 53.46 घंटे के आधे जीवन के साथ। अन्य सभी रेडियोधर्मी समस्थानिकों का आधा जीवन 2.5 घंटे से कम होता है और उनमें से अधिकांश का आधा जीवन 5 मिनट से कम होता है। इस तत्व में 8 मेटास्टेबल अवस्थाएँ हैं, उनमें से सबसे अधिक स्थिर हैं Cd-113 (t ½ 14.1 वर्ष), Cd-115 (t ½ 44.6 दिन) और Cd-117 (t ½ 3.36 घंटे)।
कैडमियम समस्थानिकों का परमाणु द्रव्यमान 96.935 दिन (Cd-97) से 129.934 दिन (Cd-138) तक होता है। सबसे आम स्थिर आइसोटोप सीडी-112 के क्षय का मुख्य तरीका एक इलेक्ट्रॉन और उसके बीटा विकिरण का कब्जा है। ऑपरेशन से पहले क्षय उत्पाद तत्व 47 (चांदी) है, और उसके बाद - तत्व 49 (इंडियम)।
रसीद
XXI सदी की शुरुआत में कैडमियम का विश्व उत्पादन। लगभग है। 20 मिलियन टन इनमें से एशियाई देश 45%, अमेरिका - 25%, यूरोप - 27% प्रदान करते हैं।
कैडमियम के मुख्य स्रोत जस्ता उत्पादन के मध्यवर्ती उत्पाद हैं, सीसा और तांबा स्मेल्टर से धूल। कच्चे माल को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड से उपचारित किया जाता है और घोल में CdSO 4 प्राप्त किया जाता है। जस्ता धूल का उपयोग कर एक समाधान से सीडी को अलग किया जाता है:
परिणामी धातु को जस्ता और सीसा की अशुद्धियों को दूर करने के लिए क्षार की एक परत के नीचे पिघलाकर शुद्ध किया जाता है। उच्च शुद्धता कैडमियम इलेक्ट्रोलाइट के मध्यवर्ती शुद्धिकरण के साथ विद्युत रासायनिक शोधन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
भौतिक गुण
कैडमियम एक नरम, लचीला, लचीला, चांदी-सफेद द्विसंयोजक धातु है जिसे आसानी से काटा जा सकता है। कई मायनों में, यह जस्ता के समान है, लेकिन यह जटिल यौगिक बनाने में सक्षम है।
रासायनिक गुण
रासायनिक गुणों से, कैडमियम जस्ता के समान है, लेकिन कम सक्रिय है। सामान्य हवा के तापमान पर, धातु कैडमियम की सतह एक ऑक्साइड फिल्म से ढकी होती है, जिससे प्रतिक्रियाएं करना मुश्किल हो जाता है - गर्म होने पर अधिकांश बातचीत होती है। जब कैडमियम को ऑक्सीजन के जेट में जलाया जाता है, तो इसका ऑक्साइड बनता है:
पानी के संपर्क में आने पर, सीडी (ओएच) 2 हाइड्रॉक्साइड फिल्मों की उपस्थिति के कारण कैडमियम निष्क्रिय हो जाता है, हालांकि, यह सक्रिय रूप से सुपरहिटेड जल वाष्प को विघटित करता है:
ऑक्सीजन के अलावा, धातु कैडमियम भी हैलोजन, सल्फर, सेलेनियम, फास्फोरस (अशुद्धियों के गठन के साथ) के साथ बातचीत करता है:
कैडमियम में कम करने वाले गुण जिंक की तुलना में कमजोर होते हैं, लेकिन यह कुछ गैर-धातुओं को ऑक्साइड और धातुओं से उनके लवण (समाधान में) में भी पुनर्स्थापित करता है:
कैडमियम एक जटिल एजेंट के रूप में कार्य कर सकता है, जो 3, 4 या 6 लिगैंड का समन्वय करता है:
आवेदन पत्र
अपने भौतिक गुणों के कारण, कैडमियम ने इंजीनियरिंग और उद्योग (विशेषकर 1950 के दशक से) में व्यापक आवेदन पाया है। इसके उपयोग के मुख्य क्षेत्र: लौह धातुओं के एंटी-जंग कोटिंग (तथाकथित कैडमियम चढ़ाना) के लिए, विशेष रूप से ऐसे मामलों में जहां वे समुद्र के पानी के संपर्क में आते हैं, साथ ही निकल-कैडमियम इलेक्ट्रिक संचायक के उत्पादन के लिए भी। और बैटरी। कैडमियम कई मिश्र धातुओं का एक घटक है, दोनों कम पिघलने वाले मिश्र धातुओं को मिलाप के रूप में उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, लकड़ी का धातु मिश्र धातु - 50% Bi, 25% Pb, 12.5% Sn, 12.5% Cd), और दुर्दम्य पहनने के लिए प्रतिरोधी (उदाहरण के लिए, निकल के साथ)। कैडमियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों की मॉडरेटर छड़ों में किया जाता है, कैडमियम के कुछ यौगिकों में अर्धचालक गुण होते हैं, आदि। कैडमियम का उपयोग लंबे समय से रंजक (रंगद्रव्य) के उत्पादन के लिए और एक स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है। प्लास्टिक का उत्पादन (उदाहरण के लिए, पॉलीविनाइल क्लोराइड), हालांकि, वर्तमान में, विषाक्तता के कारण, इन उद्देश्यों के लिए व्यावहारिक रूप से इसका उपयोग नहीं किया जाता है।
सेहत को खतरा
कैडमियम उन कुछ तत्वों में से एक है जो मानव शरीर में संरचनात्मक कार्य नहीं करता है। यह तत्व और इसके यौगिक कम सांद्रता में भी अत्यंत विषैले होते हैं। यह जीवों और पारिस्थितिक तंत्र में जमा हो जाता है।
कैडमियम धूल के साँस लेने से श्वसन तंत्र और गुर्दे (अक्सर गुर्दे की विफलता) की बीमारियां होती हैं, जो अक्सर घातक होती हैं। कैडमियम की किसी भी महत्वपूर्ण मात्रा के अवशोषण से लीवर और किडनी को तत्काल नुकसान होता है। कैडमियम युक्त यौगिक भी कार्सिनोजेनिक होते हैं। कैडमियम की कैंसरजन्यता पर डेटा सीमित हैं। जानवरों पर किए गए प्रयोगों में, कैडमियम के उपयोग से ट्यूमर की संख्या में कोई वृद्धि दर्ज नहीं की गई। यह प्रवृत्ति केवल अकार्बनिक कैडमियम यौगिकों वाले धूल के कणों के साँस लेने के साथ देखी गई थी।
कैडमियम विषाक्तता एक बीमारी का कारण है जिसे पहली बार 1950 के दशक में जापान में वर्णित किया गया था और इसे "इटाई-इटाई" कहा जाता था (जिसका शाब्दिक अर्थ है "यह दर्द होता है")।
कैडमियम- दूसरे समूह के एक पक्ष उपसमूह का एक तत्व, परमाणु संख्या 48 के साथ डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की पांचवीं अवधि। इसे प्रतीक सीडी (अव्य। कैडमियम) द्वारा नामित किया गया है। नरम निंदनीय नमनीय चांदी-सफेद संक्रमण धातु।
जिला चिकित्सक रोलोव एक तीखे स्वभाव से प्रतिष्ठित थे। इसलिए, 1817 में, उन्होंने आदेश दिया कि हरमन के शेनबेक कारखाने में उत्पादित जिंक ऑक्साइड के साथ सभी तैयारियां बिक्री से वापस ले ली जाएं। तैयारियों के आने से उन्हें शक हुआ कि जिंक ऑक्साइड में आर्सेनिक है! (जिंक ऑक्साइड अभी भी त्वचा रोगों के लिए प्रयोग किया जाता है; इससे मलहम, पाउडर, इमल्शन बनाए जाते हैं।)
अपने मामले को साबित करने के लिए, सख्त लेखा परीक्षक ने एसिड में संदिग्ध ऑक्साइड को भंग कर दिया और इस समाधान के माध्यम से हाइड्रोजन सल्फाइड पारित किया: एक पीला अवक्षेप गिर गया। आर्सेनिक सल्फाइड सिर्फ पीले होते हैं!
कारखाने के मालिक ने रॉलोव के फैसले को चुनौती देना शुरू कर दिया। वह स्वयं एक रसायनज्ञ थे और व्यक्तिगत रूप से उत्पाद के नमूनों का विश्लेषण करने के बाद, उनमें कोई आर्सेनिक नहीं मिला। उन्होंने रॉलोव को विश्लेषण के परिणामों की सूचना दी, और साथ ही साथ हनोवर की भूमि के अधिकारियों को भी। अधिकारियों ने, निश्चित रूप से, नमूनों का अनुरोध किया ताकि उन्हें एक प्रतिष्ठित रसायनज्ञ को विश्लेषण के लिए भेजा जा सके। यह निर्णय लिया गया कि रॉलोव और हरमन के बीच विवाद में न्यायाधीश प्रोफेसर फ्रेडरिक स्ट्रोमेयर होना चाहिए, जो 1802 से गौटिंगेन विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के अध्यक्ष थे और सभी हनोवेरियन फार्मेसियों के महानिरीक्षक का पद था।
स्ट्रोमेयर को न केवल ऑक्साइड भेजा गया था, बल्कि ZnCO3 सहित हरमन कारखाने से अन्य जस्ता की तैयारी भी थी, जिससे यह ऑक्साइड प्राप्त हुआ था। जिंक कार्बोनेट को कैलक्लाइंड करने के बाद, स्ट्रोमेयर ने ऑक्साइड प्राप्त किया, लेकिन सफेद नहीं, जैसा कि होना चाहिए था, लेकिन पीलापन लिए। कारखाने के मालिक ने रंग को लोहे के मिश्रण से समझाया, लेकिन स्ट्रोमेयर इस स्पष्टीकरण से संतुष्ट नहीं था। अधिक जस्ता की तैयारी खरीदने के बाद, उन्होंने उनका पूरा विश्लेषण किया और बिना किसी कठिनाई के उस तत्व को अलग कर दिया जो पीलेपन का कारण बनता है। विश्लेषण ने कहा कि यह आर्सेनिक नहीं था (जैसा कि रॉलोव ने दावा किया था), लेकिन लोहा नहीं (जैसा कि हरमन ने दावा किया था)।
यह एक नई, पहले अज्ञात धातु थी, जो रासायनिक रूप से जस्ता के समान थी। केवल इसका हाइड्रॉक्साइड, Zn(OH)2 के विपरीत, उभयधर्मी नहीं था, लेकिन मूल गुणों का उच्चारण करता था।
आवर्त सारणी के 48 तत्व अपने मुक्त रूप में, नया तत्व एक सफेद धातु था, नरम और बहुत मजबूत नहीं, शीर्ष पर एक भूरे रंग की ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर किया गया था। स्ट्रोमेयर ने इस धातु कैडमियम को स्पष्ट रूप से इसकी "जस्ता" उत्पत्ति की ओर इशारा करते हुए कहा: ग्रीक शब्द καδμεια ने लंबे समय तक जस्ता अयस्क और जिंक ऑक्साइड को दर्शाया है।
1818 में, स्ट्रोमेयर ने नए रासायनिक तत्व के बारे में विस्तृत जानकारी प्रकाशित की, और लगभग तुरंत ही इसकी प्राथमिकता का अतिक्रमण किया जाने लगा। सबसे पहले बोलने वाले रॉलोव थे, जो पहले मानते थे कि जर्मन कारखाने से तैयारियों में आर्सेनिक है। स्ट्रोमेयर के कुछ ही समय बाद, एक अन्य जर्मन रसायनज्ञ, केर्स्टन ने सिलेसियन जिंक अयस्क में एक नए तत्व की खोज की और हाइड्रोजन सल्फाइड की क्रिया द्वारा गठित अवक्षेप के रंग के कारण इसे मेलिन (लैटिन मेलिनस से, "पीला जैसा क्विन") नाम दिया। लेकिन यह कैडमियम पहले से ही स्ट्रोहमेयर द्वारा खोजा गया था। बाद में, इस तत्व के लिए दो और नाम प्रस्तावित किए गए: क्लेप्रोटियम - प्रसिद्ध रसायनज्ञ मार्टिन क्लैप्रोथ और जूनोनियम के सम्मान में - 1804 में क्षुद्रग्रह जूनो की खोज के बाद। लेकिन इसके खोजकर्ता द्वारा तत्व को दिया गया नाम फिर भी स्थापित हो गया। सच है, 19 वीं शताब्दी के पूर्वार्ध के रूसी रासायनिक साहित्य में। कैडमियम को अक्सर कैडमियम कहा जाता था।
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| परमाणु गुण | |||
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| नाम, प्रतीक, संख्या |
कैडमियम / कैडमियम (सीडी), 48 |
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| परमाणु भार (दाढ़ जन) |
112,411(8) ए. ईएम (जी/मोल) |
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| इलेक्ट्रोनिक विन्यास | |||
| परमाणु त्रिज्या | |||
| रासायनिक गुण | |||
| सहसंयोजक त्रिज्या | |||
| आयन त्रिज्या | |||
| वैद्युतीयऋणात्मकता |
1.69 (पॉलिंग स्केल) |
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| इलेक्ट्रोड क्षमता | |||
| ऑक्सीकरण अवस्था | |||
| आयनीकरण ऊर्जा (पहला इलेक्ट्रॉन) |
867.2 (8.99) kJ/mol (eV) |
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| एक साधारण पदार्थ के थर्मोडायनामिक गुण | |||
| घनत्व (एनए पर) | |||
| पिघलने का तापमान | |||
| उबलता तापमान | |||
| ऊद। फ्यूजन की गर्मी |
6.11 kJ/mol |
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| ऊद। वाष्पीकरण की गर्मी |
59.1 kJ/mol |
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| मोलर ताप क्षमता |
26.0 जे/(के मोल) |
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| मोलर वॉल्यूम |
13.1 सेमी³/मोल |
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| एक साधारण पदार्थ का क्रिस्टल जालक | |||
| जाली संरचना |
षट्कोणीय |
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| जाली पैरामीटर |
ए=2.979 सी=5.618 |
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| सी/ए अनुपात | |||
| डेबी तापमान | |||
| अन्य विशेषताएँ | |||
| ऊष्मीय चालकता |
(300 के) 96.9 डब्ल्यू/(एम के) |
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