Cádmio

CÁDMIO-EU; m.[lat. cádmio do grego. kadmeia - minério de zinco]

1. Elemento químico (Cd), um metal macio e maleável branco-prateado encontrado em minérios de zinco (parte de muitas ligas fusíveis, usadas na indústria nuclear).

2. Tinta amarela artificial em diferentes tons.

◁ Cádmio, th, th. ligas K. K-th amarelo(corante).

cádmio

(lat. Cádmio), um elemento químico do grupo II do sistema periódico. O nome vem do grego kadméia, minério de zinco. Metal prateado com um tom azulado, macio e fusível; densidade 8,65 g/cm3, t pl 321,1ºC. É extraído durante o processamento de minérios de chumbo-zinco e cobre. Utilizado para chapeamento de cádmio, em baterias potentes, energia nuclear (barras de controle de reatores), para obtenção de pigmentos. Incluído em ligas de baixo ponto de fusão e outras ligas. Sulfetos de cádmio, selenetos e teluretos são materiais semicondutores. Muitos compostos de cádmio são venenosos.

CÁDMIO

CÁDMIO (lat. Cádmio), Cd (leia-se "cádmio"), um elemento químico com número atômico 48, massa atômica 112,41.
O cádmio natural consiste em oito isótopos estáveis: 106 Cd (1,22%), 108 Cd (0,88%), 110 Cd (12,39%), 111 Cd (12,75%), 112 Cd (24,07%), 113 Cd (12,26%), 114 Cd (28,85%) e 116 Cd (12,75%). Está localizado no 5º período do grupo IIB do sistema periódico de elementos. Configuração de duas camadas externas de elétrons 4 s 2 p 6 d 10 5s 2 . O estado de oxidação é +2 (valência II).
O raio do átomo é 0,154 nm, o raio do íon Cd 2+ é 0,099 nm. Energias de ionização sequencial - 8,99, 16,90, 37,48 eV. Eletronegatividade segundo Pauling (cm. PAULING Linus) 1,69.
Histórico de descobertas
Descoberto pelo professor alemão F. Stromeyer (cm. StROMEYER Friedrich) em 1817. Farmacêuticos de Magdeburg no estudo do óxido de zinco (cm. ZINCO (elemento químico)) ZnO era suspeito de conter arsênico (cm. ARSÊNICO). F. Stromeyer isolou um óxido marrom-acastanhado de ZnO, reduziu-o com hidrogênio (cm. HIDROGÊNIO) e recebeu um metal branco prateado, que foi chamado de cádmio (do grego kadmeia - minério de zinco).
Estar na natureza
O conteúdo na crosta terrestre é de 1,35 10 -5% em massa, na água dos mares e oceanos 0,00011 mg / l. Vários minerais muito raros são conhecidos, por exemplo, greenockite GdS, otavite CdCO 3 , monteponite CdO. O cádmio se acumula em minérios polimetálicos: esfalerita (cm. esfalerita)(0,01-5%), galena (cm. GALENA)(0,02%), calcopirita (cm. calcopirita)(0,12%), pirita (cm. PIRITA)(0,02%), fahlore (cm. FALHA MINÉRIOS) e cama (cm. STANNIN)(até 0,2%).
Recibo
As principais fontes de cádmio são produtos intermediários da produção de zinco, poeira de fundições de chumbo e cobre. A matéria-prima é tratada com ácido sulfúrico concentrado e o CdSO4 é obtido em solução. Cd é isolado de uma solução usando pó de zinco:
CdSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cd
O metal resultante é purificado por refusão sob uma camada de álcali para remover as impurezas de zinco e chumbo. O cádmio de alta pureza é obtido por refinação eletroquímica com purificação intermediária do eletrólito ou por fusão por zona (cm. DERRETIMENTO DA ZONA).
Propriedades físicas e químicas
O cádmio é um metal macio branco prateado com uma rede hexagonal ( uma = 0,2979, Com= 0,5618 nm). Ponto de fusão 321,1 ° C, ponto de ebulição 766,5 ° C, densidade 8,65 kg / dm 3. Se o bastão de cádmio estiver dobrado, um leve estalo pode ser ouvido - são microcristais de metal esfregando uns contra os outros. O potencial padrão do eletrodo de cádmio é -0,403 V, em uma série de potenciais padrão (cm. CAPACIDADE PADRÃO) está localizado antes do hidrogênio (cm. HIDROGÊNIO).
Em uma atmosfera seca, o cádmio é estável; em uma atmosfera úmida, torna-se gradualmente coberto por um filme de óxido de CdO. Acima do ponto de fusão, o cádmio queima no ar para formar o óxido marrom CdO:
2Cd + O 2 \u003d 2CdO
Vapores de cádmio reagem com vapor de água para formar hidrogênio:
Cd + H 2 O \u003d CdO + H 2
Comparado ao seu vizinho do grupo IIB, Zn, o cádmio reage mais lentamente com os ácidos:
Сd + 2HCl \u003d CdCl 2 + H 2
A reação ocorre mais facilmente com ácido nítrico:
3Cd + 8HNO 3 \u003d 3Cd (NO 3) 2 + 2NO - + 4H 2 O
O cádmio não reage com álcalis.
Em reações, pode atuar como um agente redutor suave, por exemplo, em soluções concentradas, é capaz de reduzir o nitrato de amônio a nitrito NH 4 NO 2 :
NH 4 NO 3 + Cd \u003d NH 4 NO 2 + CdO
O cádmio é oxidado com soluções de sais de Cu (II) ou Fe (III):
Cd + CuCl 2 \u003d Cu + CdCl 2;
2FeCl 3 + Cd \u003d 2FeCl 2 + CdCl 2
Acima de seu ponto de fusão, o cádmio reage com halogênios (cm. HALOGÊNIOS) com a formação de haletos:
Cd + Cl 2 \u003d CdCl 2
Com enxofre (cm. ENXOFRE) e outros calcogênios formam calcogênios:
Cd+S=CdS
O cádmio não reage com hidrogênio, nitrogênio, carbono, silício e boro. O nitreto de Cd3N2 e o hidreto de CdH2 são obtidos indiretamente.
Em soluções aquosas, os íons de cádmio Cd 2+ formam complexos aqua 2+ e 2+ .
O hidróxido de cádmio Cd (OH) 2 é obtido pela adição de álcali a uma solução de sal de cádmio:
СdSO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + Cd (OH) 2 Ї
O hidróxido de cádmio praticamente não se dissolve em álcalis, embora a formação de complexos de hidróxido 2– tenha sido registrada durante a ebulição prolongada em soluções muito concentradas de álcalis. Assim, anfotérico (cm. ANFOTERICIDADE) as propriedades do óxido de cádmio CdO e do hidróxido Cd(OH) 2 são muito mais fracas do que as dos compostos de zinco correspondentes.
O hidróxido de cádmio Cd (OH) 2 devido à complexação dissolve-se facilmente em soluções aquosas de amônia NH 3:
Cd (OH) 2 + 6NH 3 \u003d (OH) 2
Inscrição
40% do cádmio produzido é usado para revestimentos anticorrosivos em metais. 20% de cádmio é usado para fazer eletrodos de cádmio usados ​​em baterias, células Weston normais. Cerca de 20% do cádmio é usado para a produção de corantes inorgânicos, soldas especiais, materiais semicondutores e fósforos. 10% de cádmio - um componente de joias e ligas fusíveis, plásticos.
Ação fisiológica
Os vapores de cádmio e seus compostos são tóxicos, e o cádmio pode se acumular no corpo. Na água potável, o MPC para cádmio é de 10 mg/m 3 . Os sintomas de envenenamento agudo com sais de cádmio são vômitos e convulsões. Os compostos solúveis de cádmio, depois de absorvidos pelo sangue, afetam o sistema nervoso central, fígado e rins e interrompem o metabolismo fósforo-cálcio. A intoxicação crônica leva à anemia e à destruição óssea.

dicionário enciclopédico. 2009 .

Sinônimos:

Veja o que é "cádmio" em outros dicionários:

- (lat. cádmio). Um metal maleável, de cor semelhante ao estanho. Dicionário de palavras estrangeiras incluído no idioma russo. Chudinov A.N., 1910. Cádmio lat. cádmio, de kadmeia gea, terra de cádmio. Metal semelhante ao estanho. Explicação de 25.000 estrangeiros ... ... Dicionário de palavras estrangeiras da língua russa

CÁDMIO- CÁDMIO, Cádmio, química. elemento, car. Cd, peso atômico 112,41, número de série 48. Está contido em pequenas quantidades na maioria dos minérios de zinco e é obtido como subproduto durante a mineração de zinco; também pode ser obtido ... ... Grande Enciclopédia Médica

CÁDMIO- ver CÁDMIO (Cd). Ele está contido nas águas ramificadas de muitas empresas industriais, especialmente fábricas de chumbo-zinco e metalurgia usando galvanoplastia. Está presente em fertilizantes fosfatados. O ácido sulfúrico se dissolve em água, ... ... Doenças dos Peixes: Um Manual

Cádmio- (Cd) metal branco prateado. É usado em engenharia de energia nuclear e galvanoplastia, faz parte de ligas, é usado para a preparação de chapas de impressão, soldas, eletrodos de soldagem, na produção de semicondutores; é um componente... Enciclopédia Russa de Proteção ao Trabalho

- (Cádmio), Cd, elemento químico do grupo II do sistema periódico, número atômico 48, massa atômica 112,41; metal, pf 321,1 shC. O cádmio é usado para aplicar revestimentos anticorrosivos em metais, fazer eletrodos, obter pigmentos, ... ... Enciclopédia Moderna

- (símbolo Cd), um metal branco prateado do segundo grupo da tabela periódica. Isolado pela primeira vez em 1817. Contido em greenockite (na forma de sulfeto), mas obtido principalmente como subproduto da extração de zinco e chumbo. Facilmente falsificado… Dicionário enciclopédico científico e técnico

Cd (do grego kadmeia zinco minério * a. cádmio; n. Cádmio; f. cádmio; i. cádmio), chem. elemento II grupo periódico. sistemas de Mendeleev, at.s. 48, em. m. 112,41. Na natureza, existem 8 isótopos estáveis ​​106Cd (1,225%) 108Cd (0,875%), ... ... Enciclopédia Geológica

Esposo. metal (um dos princípios químicos ou elementos indecomponíveis) encontrado no minério de zinco. Cádmio, relativo ao cádmio. K admissível, contendo cádmio. Dicionário explicativo de Dahl. DENTRO E. Dal. 1863 1866... Dicionário explicativo de Dahl

Cádmio- (Cádmio), Cd, elemento químico do grupo II do sistema periódico, número atômico 48, massa atômica 112,41; metal, p.f. 321,1°C. O cádmio é usado para aplicar revestimentos anticorrosivos em metais, fazer eletrodos, obter pigmentos, ... ... Dicionário Enciclopédico Ilustrado

CÁDMIO- química. elemento, símbolo Cd (lat. Cádmio), at. n. 48, em. c. 112,41; metal macio brilhante branco prateado, densidade 8650 kg/m3, tmelt = 320,9°C. O cádmio é um oligoelemento raro e venenoso, geralmente encontrado em minérios junto com o zinco, que ... ... Grande Enciclopédia Politécnica

- (lat. Cádmio) Cd, um elemento químico do grupo II do sistema periódico, número atômico 48, massa atômica 112,41. O nome vem do minério de zinco grego kadmeia. Metal prateado com um tom azulado, macio e fusível; densidade 8,65 g/cm³,… … Grande Dicionário Enciclopédico

De onde vem o cádmio? O cádmio é sempre encontrado em minérios dos quais zinco, chumbo são extraídos e, às vezes, em minério de cobre. Portanto, inevitavelmente acaba nos produtos residuais da produção desses metais. Mas eles não são jogados fora, mas estão tentando reciclar, porque há muitos outros elementos que uma pessoa precisa. A proporção de cádmio é muito alta - 0,3-0,5% em peso de concentrado de zinco, e 95% é selecionado a partir daí. Na verdade, o cádmio foi descoberto no estudo de compostos de zinco. Eles contam essa história (ver "Química e Vida", 1970, nº 9). Em 1817, surgiu um conflito em Magdeburg: o médico distrital Rolov ordenou que todas as preparações com óxido de zinco fossem retiradas da venda, suspeitando que houvesse arsênico nele. Os farmacêuticos juravam que não havia arsênico nas preparações, exceto talvez o óxido de ferro, que dá à pomada uma cor amarelada. O árbitro foi o professor Friedrich Stromeyer da Universidade de Göttingen, que era então inspetor-chefe farmacêutico. Ele realmente conseguiu isolar um composto amarelado da preparação. No entanto, não tinha nada a ver com arsênico ou ferro, mas acabou sendo um óxido de um novo elemento. No outono de 1817, em conversas com colegas, Strohmeyer o chamou de cádmio, que recebe a seguinte explicação. O lendário príncipe fenício Cadmo, vindo à Beócia em busca de sua irmã Europa, roubada por Zeus, construiu ali a fortaleza de Cadmeus. Então a antiga Tebas grega cresceu em torno dela. Nos tempos antigos, uma mistura específica de compostos de zinco foi encontrada perto desta cidade, chamada "terra de Cadmea" ou cadmea. Stromeyer usou este nome.

Rolov também logo se convenceu de que a impureza suspeita não era arsênico, mas um composto de um novo metal. Mas seu artigo enviado para “ Journal fur der praktischen Heilkunde”, foi adiado e saiu em abril de 1818, quando entre os químicos já sabiam da descoberta de Stromeyer.

Como a cor amarela do composto afetou o interesse pelo cádmio? Da maneira mais direta: logo após a descoberta de Stromeyer, um certo Carsten, consultor sênior de metalurgia da fábrica de Breslau (atual Wroclaw), encontrou no minério de zinco da Silésia um elemento que dava um precipitado amarelo ao passar por uma solução de sulfureto de hidrogénio, e chamou-lhe "melinium" da palavra latina " melissa", que significa mel. Ainda era o mesmo cádmio, e seu sulfeto tornou-se um excelente pigmento amarelo, primeiro para artistas e depois, quando o preço caiu, no ramo de tintas. Obtendo sulfeto de cádmio de diferentes maneiras, você pode fazer uma bela pintura de diferentes tons - de limão a laranja. Por ser resistente a ácidos, álcalis e calor forte, o amarelo cádmio também foi adequado para pintura de cerâmica. Além disso, quando o sulfeto de cádmio é misturado com ultramarino, forma-se um excelente corante verde - verde de cádmio. Ao queimar, o cádmio dá uma cor azul, por isso também foi usado em pirotecnia. Assim, na década de 90 do século XX, 17% de cádmio era utilizado para a preparação de tintas para diversos fins.

Qual é a principal aplicação do cádmio? Baterias de níquel-cádmio: um dos eletrodos nelas é feito de cádmio ou seu hidróxido, sua produção consome mais de 60% de todo o cádmio extraído. Essas baterias são muito duráveis: podem fornecer várias vezes mais ciclos de descarga e carga do que seus concorrentes mais próximos - baterias de chumbo, no entanto, custam dez vezes mais. E em termos da relação entre eletricidade armazenada e peso, o Ni-Cd é duas vezes superior ao Pb, o que os torna promissores para veículos elétricos. A vida útil das baterias modernas de níquel-cádmio é superior a 30 anos. Eles carregam rapidamente e liberam energia rapidamente e, devido à sua baixa resistência interna, podem fornecer alta densidade de corrente sem aquecimento. Portanto, eles são usados ​​sempre que são necessárias altas densidades de corrente - em carros elétricos, trólebus, bondes, trens elétricos, chaves de fenda, bem como em equipamentos de rádio e eletrodomésticos. Até recentemente, eles também forneciam energia para computadores e telefones celulares, mas agora as baterias de íons de lítio estão tomando seu lugar. Espera-se também que as baterias de níquel-cádmio sejam usadas em sistemas de energia alternativa, onde de vez em quando é necessário bombear o excesso de energia para algum lugar, o que compensa a falta de produção devido ao mau tempo: essas baterias podem fornecer armazenamento confiável de até a 6,5 ​​MWh de eletricidade, o que os equipara ao chumbo e ao sulfeto de sódio.

Entre as desvantagens das baterias de níquel-cádmio está um grande efeito de auto-descarga e memória: se você carregar uma bateria que não está completamente descarregada, ela acumulará cada vez menos energia. Acredita-se que esse efeito pode ser combatido se essa bateria for descarregada muito fortemente de tempos em tempos. Mas sua principal desvantagem é a toxicidade do cádmio; por isso, o uso de baterias de níquel-cádmio, no entanto, assim como pigmentos de cádmio para tintas, estabilizantes para polímeros (10% da produção de metal), revestimentos para metais (5%), está diminuindo constantemente.

Que aplicação de cádmio está em ascensão? Produção de painéis solares. O telureto de cádmio converte muito bem a luz solar em eletricidade, embora seja inferior às baterias de silício: a eficiência dos módulos disponíveis no mercado é de 8–9% e 13–16%, respectivamente. No entanto, o telureto de cádmio é depositado como filmes finos no vidro condutor, o que requer muito menos energia e materiais do que a produção de baterias de silício. Como resultado (" ”, 2012, 16, 5245-5259; doi:10.1016/j.rser.2012.04.034) os custos de energia para a produção da bateria compensam gerando energia em um ano, que é duas a três vezes (assim como as emissões de dióxido de carbono por quilowatt de eletricidade que produz em Europa) inferior ao das baterias de silício. Em outras palavras, as baterias que usam compostos de cádmio são muito ecológicas. Com o crescimento da eficiência, essa diferença aumentará ainda mais, e há perspectivas aqui, já que os valores recordes de eficiência para o telureto de cádmio foram 15,6 e 13,8% em 2011 ao aplicar seu filme fino em vidro e poliimida flexível, respectivamente. As baterias à base de polímero pesam centenas de vezes menos que as baterias de vidro e são facilmente montadas em superfícies curvas, o que atrai a atenção dos pesquisadores.

Filmes finos não são tudo. Elementos baseados em pontos quânticos de calcogenetos - sulfeto de cádmio, telureto e seleneto - são representantes promissores de células solares de terceira geração, que, segundo especialistas, são finalmente capazes de garantir a autossuficiência dessa fonte de energia. Os pontos atraem a atenção dos pesquisadores, pois devido à dependência de suas propriedades em relação ao tamanho, é possível obter absorção e conversão em eletricidade de todo o espectro solar. Além disso, em alguns experimentos, os pontos quânticos calcogenetos mostraram a capacidade de obter vários elétrons de um fóton - o efeito da geração múltipla de excitons. Obviamente, com o uso adequado, aumentará muito a eficiência da conversão da luz, e isso nos permite contar com a convergência do custo da eletricidade do Sol e da queima de carvão.

Até agora, no entanto, o potencial dos pontos quânticos não foi totalmente divulgado - uma eficiência recorde de 5,42% no início de 2013 foi demonstrada por um elemento baseado em pontos quânticos de sulfeto e seleneto de cádmio com aditivos de manganês (“ Revisões de energia renovável e sustentável”, 2013, 22, 148-167; doi:10.1016/j.rser.2013.01.030). Acredita-se que os próprios pontos não sejam os culpados por isso - o material ideal dos eletrodos ainda não foi selecionado, o que garante a remoção completa dos portadores de carga resultantes da fotorreação. É possível que o cádmio também seja útil na fabricação de eletrodos - experimentos com um eletrodo de estanato de cádmio CdSnO 3 para baterias solares mostram bons resultados (“ Materiais de energia solar e células solares”, 2013, 117, 300-305; doi:10.1016/j.solmat.2013.06.009).

Que outras nanopartículas são feitas de compostos de cádmio? As mais diversas: nanobastões, nanotubos e até estruturas semelhantes a ouriços-do-mar. É possível que alguns deles encontrem aplicação nas tecnologias do futuro.

Existe cádmio em soldadinhos de chumbo? Pode muito bem estar lá, porque uma pequena adição de cádmio reduz muito o ponto de fusão de outros metais e, consequentemente, proporciona um melhor preenchimento do molde com uma liga de fundição. Não é à toa que faz parte da famosa liga de madeira e suas variedades. Tais ligas são amplamente utilizadas em metalografia (são vazadas em seções finas, amostras para exame microscópico), em fundição de precisão, servem como hastes de revestimento na fabricação de figuras ocas, bem como fusíveis fusíveis. Aparentemente, foi o engenheiro inglês Barnaba Wood quem foi o primeiro a descobrir a capacidade do cádmio de baixar o ponto de fusão de outros metais, pois os elementos que compõem a liga de seu nome - sete a oito partes de bismuto, quatro chumbo e dois de estanho e cádmio - têm pontos de fusão de 271, respectivamente, 327, 231 e 742°C. E todos derretem juntos a 69°C! Esse resultado em 1860 foi tão inesperado que o conselho editorial da revista " O American Journal of Science and Arts” acrescentou este pós-escrito ao artigo de Wood: “Tivemos tempo para repetir apenas alguns experimentos interessantes do Dr. Wood relacionados ao efeito incrível que o cádmio tem na redução dos pontos de fusão de várias ligas”. Agora, a capacidade do cádmio de reduzir o ponto de fusão dos metais é usada adicionando-o às soldas - isso representa 2% da produção mundial de metal. Além disso, em soldas, não apenas industriais, mas também caseiras. Aqui, por exemplo, no fórum de joalheiros, os artesãos dão as seguintes recomendações: “Adicione um pouco de cádmio ao ouro, seu ponto de fusão será menor que o do metal do produto e será possível soldar a parte necessária . Como o cádmio pode evaporar durante a soldagem, a amostra do produto pode não mudar. Só você precisa soldar sob o rascunho, para não ser envenenado.

Qual é o caminho do cádmio para o corpo?“O cádmio nos brinquedos das crianças é impossível, é venenoso”, dirá o leitor. E ele estará certo, mas apenas em parte, já que é improvável que o cádmio de um soldado de chumbo (qualquer estatueta feita de metal pesado prateado em uma pequena oficina) ou de um padrão amarelo em uma saladeira possa de alguma forma entrar no corpo humano . Ele tem caminhos completamente diferentes. Há três deles. Em primeiro lugar, com a fumaça do cigarro: o cádmio é perfeitamente acumulado nas folhas do tabaco. Em segundo lugar, do ar, especialmente do ar urbano: contém muita poeira da estrada resultante da abrasão de pneus e pastilhas de freio (e cádmio faz parte deles); quanto mais você respira essa poeira, maior o teor de cádmio no corpo. Assim, para os controladores de tráfego é uma vez e meia mais do que para os trabalhadores rodoviários da zona rural (“ Quimiosfera”, 2013, 90, 7, 2077-2084). O cádmio também está presente na fumaça das usinas térmicas, se funcionarem a carvão, e na fumaça da queima de lenha, já que as árvores o extraem do solo. A terceira fonte são os alimentos, principalmente as raízes, folhas e grãos das plantas: é onde o cádmio se acumula. Estudos realizados por cientistas de Seattle mostraram que em mulheres jovens que vivem em locais não poluídos com cádmio, fumar é a principal fonte de cádmio, aumenta o teor desse metal em uma vez e meia. Mas entre os produtos alimentícios, o tofu acabou sendo uma fonte significativa de cádmio - uma porção por semana aumenta o conteúdo de cádmio no corpo em 22% (“ Ciência do Meio Ambiente Total”, 2011, 409, 9, 1632-1637). Muito cádmio é encontrado em moluscos e crustáceos que se alimentam de plâncton. Os biólogos da Nova Zelândia descobriram que o cádmio na água do mar (sua concentração é de 0,11 μg / l) provavelmente acabou lá por culpa do homem. O cádmio está contido em fertilizantes fosfatados, de onde, a propósito, entra principalmente em plantas comestíveis. As chuvas levam os fertilizantes para os rios e depois para o mar. O cádmio viaja na superfície das micropartículas. Uma vez na água salgada, ele é liberado e acaba no fitoplâncton, e com ele nas ostras. Como resultado, os moluscos que crescem mais alto na foz dos rios, onde o cádmio ainda não foi lavado das micropartículas, são relativamente puros, e aqueles mais abaixo contêm especialmente muito desse metal (“ Ciência do Meio Ambiente Total”, 1996, 181, 1, 31-44). O teor de cádmio das ostras é de 13 a 26 microgramas por grama de peso seco. Para comparação: nas sementes de girassol, que também são consideradas uma importante fonte de cádmio, - 0,2–2,5 μg por grama de grãos, nas folhas de tabaco - 0,5–1 μg por grama de peso seco. Como o plâncton não é apenas para ostras, o cádmio também acaba em peixes capturados em mares sujos. E o mais sujo é o Mar Báltico, onde muitos rios fluem de áreas industriais e áreas com agricultura intensiva.

Como o cádmio antropogênico entra no meio ambiente? Além de fertilizantes fosfatados, poeira rodoviária e combustão de combustível, existem outras duas maneiras. A primeira é a metalurgia não ferrosa: com todos os esforços voltados para a limpeza das emissões, uma certa quantidade dela passa inevitavelmente por todos os filtros. A segunda são aterros sanitários e locais de reciclagem, por exemplo, quando o plástico queima lá. No entanto, em um aterro, mesmo sem aquecimento, o cádmio lixivia e entra no solo com água. Em geral, a metalurgia não ferrosa produz 5 mil toneladas de emissões de cádmio por ano, a incineração de resíduos - 1,5, e a produção de fertilizantes fosfatados e queima de madeira - 0,2 mil toneladas cada uma das mais de sete mil toneladas que uma pessoa dissipa no meio ambiente aproximadamente desde os anos 30 do século XX. As próprias possibilidades da natureza são mais modestas: 0,52 mil toneladas são produzidas por vulcões e 0,2 mil toneladas - por excreções de plantas, um total de 0,83 mil toneladas (ver "Química e Vida", 1979, nº 12). Em outras palavras, não mais de dois terços do cádmio extraído do interior da Terra pode ser transformado em metal (e a produção mundial vem oscilando entre 17-20 mil toneladas por ano há décadas), então as perspectivas de utilização aqui são muito amplo. No entanto, não há incentivo, que será discutido mais adiante.

Como os novos materiais contendo cádmio se comportarão em um aterro sanitário? De forma diferente. Uma análise detalhada foi realizada por Vasily Ftenakos do Brookhaven National Laboratory (EUA), que descreveu em detalhes o ciclo de vida de uma bateria de telureto de cádmio (“ Revisões de energia renovável e sustentável”, 2004, 8, 303-334; doi:10.1016/j.rser.2003.12.001). Ele fala assim. Em uma célula solar, o composto de cádmio é colocado entre camadas de vidro ou plástico. Portanto, partículas contendo cádmio só podem aparecer no ambiente quando o elemento é destruído, o que acontece tanto em áreas muito empoeiradas quanto quando ele se rompe. Mas mesmo assim, como o experimento mostrou, nenhuma chuva é capaz de lavar qualquer quantidade perceptível de cádmio do elemento. A temperatura de evaporação do CdTe ultrapassa 1000°C, e o CdS, também presente nestas células, é de 1700°C, portanto não haverá evaporação durante a operação.

Mas e se o elemento estiver no telhado de uma casa particular em que houve um incêndio? No ar, o telureto de cádmio permanece estável até temperaturas de 1050°C, o que é menos aquecido durante um incêndio convencional. Experimentos diretos mostraram que, se a bateria for feita em um substrato de vidro, quase todo o cádmio permanecerá no vidro fundido - apenas 0,6% de sua já pequena quantidade (afinal, este é um filme fino) pode ser liberado. Alguns elementos, quando quebrados em um aterro sanitário, quebram, liberando cádmio, enquanto outros, mais modernos, não. A regulamentação legislativa pode garantir que apenas elementos inofensivos sejam jogados fora. E seria melhor não jogá-los fora, porque eles contêm telúrio valioso.

Infelizmente, Fthenakos não diz nada sobre elementos à base de polímeros, que provavelmente queimarão, e nenhuma fusão de cádmio no vidro ocorrerá. Mas ele observa que a proibição do uso de cádmio pode levar a consequências muito piores: tendo perdido um mercado de vendas, os fabricantes de zinco, chumbo e cobre deixarão de extrair cádmio dos resíduos e poluirão tudo ao seu redor muito mais do que os aterros (lembre-se de um terço de cádmio voando em um cano). Portanto, o uso do cádmio deve ser ampliado com o endurecimento das medidas de descarte dos produtos.

Separadamente, há a questão dos dispositivos baseados em nanopontos: quando destruídos, esses materiais inevitavelmente espalham nanopartículas que podem se mover ao longo da cadeia alimentar. Existem dados (“ Jornal de Materiais Perigosos”, 2011, 192, 15, 192-199; doi:10.1016/j.jhazmat.2011.05.003) que eles não permanecerão de forma alguma inalterados: um aumento no cádmio livre foi observado no fígado e nos rins de ratos injetados com nanopontos de seleneto de cádmio na cavidade abdominal. O efeito era mais pronunciado se as nanopartículas fossem iluminadas com luz ultravioleta antes do uso (aparentemente, esse será o caso do nanopó em condições naturais). Obviamente, os requisitos para o descarte de células solares e outros dispositivos baseados em tais nanopartículas devem ser mais rigorosos do que quando se usa produtos monolíticos.

Por que o cádmio é perigoso? A questão é muito mais complicada do que parece, pois o cádmio entra no corpo em quantidades microscópicas e não age instantaneamente. Pesquisadores da Universidade de Dakota do Norte, liderados por Soisunwan Satarug, escrevem sobre isso em detalhes (“ ”, 2010, 118, 182-190; doi:10.1289/ehp.0901234). Vamos rever esta revisão.

Pode-se considerar comprovado que as pessoas que vivem em áreas onde o solo contém uma quantidade significativa de cádmio e os alimentos estão constantemente contaminados com ele, há um aumento da fragilidade dos ossos. Os japoneses chamaram essa doença de itai-itai: ela apareceu na década de 1940 na província de Toyama, onde os agricultores usavam água de uma mina de zinco para irrigar seus campos. O teor de cádmio no arroz era tão alto que a ingestão diária era de 600 microgramas por dia, ou 4.200 microgramas por semana, ou até 2 gramas por pessoa por toda a vida. Não é difícil identificar aqui uma relação causal, o que não pode ser dito sobre o consumo crônico de cádmio em pequenas doses. Tudo se resume ao risco percentual de contrair uma determinada doença. Ainda não se sabe completamente quais doses de cádmio podem ser consideradas inofensivas. A Organização Mundial da Saúde em 1989 nomeou a ingestão máxima permitida de cádmio por semana como 400-500 microgramas, com base no fato de que 2 g na vida é muito, leva ao itai-itai. Em 1992, a norma foi recalculada, totalizando 7 microgramas por dia por quilograma de peso. É fácil ver que a dose semanal para uma pessoa de 70 kg é a mesma - 490 mcg. Ao calcular, assumiu-se que o corpo absorve 5% do cádmio que entra nele e 0,005% da quantidade de metal que já está nele é excretada na urina. No entanto, alguns médicos questionam esse modelo, apontando que viram casos em que o corpo absorveu até 40% do cádmio que entrou nele. Além disso, as medições mostraram que o consumo tão baixo quanto 1 micrograma por kg por dia leva a 2 microgramas de cádmio por grama de creatinina na urina, e efeitos desagradáveis ​​aparecem mesmo em níveis muito mais baixos. (O teor de cádmio e outros metais nocivos na urina, cuja concentração é baixa, geralmente é expresso em microgramas por grama de creatinina - esta substância é formada durante o trabalho dos músculos e é constantemente excretada na urina. O resultado apresentado em tais unidades não depende da diluição da amostra. Além disso, a palavra "creatinina" será omitida. É óbvio que medir o cádmio na urina é muito mais fácil do que sua ingestão de várias fontes)

Quais são esses efeitos? Lendo a resenha, fica-se com a impressão de que o cádmio causa sintomas da velhice. Em primeiro lugar, acumulando-se nos rins, acelera a degradação dos túbulos renais. De acordo com alguns dados, se 2–4 μg de cádmio são excretados na urina por dia, a probabilidade de degradação renal é de 10%; de acordo com outros, quando não é medida a excreção diária, mas a concentração na amostra de teste, o teor de cádmio na urina de 0,67 μg / g já é perigoso. (Se presumirmos que 1 a 2 gramas de creatinina são excretados na urina por dia, verifica-se que uma dose diária perigosa de excreção de cádmio é de cerca de 1 mcg.) Como resultado da degradação dos túbulos, a capacidade de os rins para devolver vitaminas, minerais e outras substâncias úteis para o corpo é enfraquecido, por exemplo, associado a metalotioneínas de zinco e cobre, cálcio, fosfatos, glicose, aminoácidos. Um aumento de duas vezes no nível de cádmio na urina aumenta o conteúdo de cálcio em 2 mg por dia. Não é difícil adivinhar que a perda de cálcio aumenta o risco de osteoporose. De fato, em um grupo de mulheres com mais de 50 anos com mais de 1 µg/g de cádmio na urina, o risco de osteoporose é 43% maior do que naquelas que tinham menos de 0,5 µg/g. Com um teor de cádmio entre 1 e 2 µg/g, o risco de glicose elevada e o desenvolvimento de diabetes tipo 2 é de 1,48 e 1,24, respectivamente, em comparação com aqueles com menos de 1 µg/g. Uma pesquisa com coreanos, um quarto dos quais sofria de pressão alta, mostrou que o risco dessa doença em pessoas com alto teor de cádmio é uma vez e meia maior do que com baixo. O risco de ataque cardíaco em mulheres com mais de 0,88 mcg/g de cádmio na urina é 1,8 vezes maior em comparação com aquelas com menos de 0,43 mcg/g. A probabilidade de morte por câncer em homens com menos de 0,22 e mais de 0,48 µg/g de cádmio na urina difere em 4,3 vezes. Há suspeitas de que o cádmio reduz a fertilidade nos homens.

Em geral, a partir dos dados do trabalho do Dr. Sataruga e colegas, conclui-se que a poluição ambiental com cádmio é a culpada pelo fato de as doenças relacionadas à idade se tornarem muito mais “jovens” ao longo do século XX .

Há também dados estranhos. Assim, uma forte relação foi observada entre o teor de cádmio na urina e o risco de contrair pressão alta em americanos que não fumam, enquanto tal relação não foi observada em fumantes. Enquanto isso, o consumo de cádmio entre os amantes de cigarro é obviamente maior e, além disso, o teor de cádmio na urina dos americanos é geralmente mais de três vezes menor que o dos coreanos mencionados acima. Fumantes com degradação retiniana senil apresentaram níveis de cádmio urinário de 1,18 µg/g, quase o dobro dos fumantes sem a doença e não fumantes saudáveis. No entanto, mesmo aqueles não fumantes que desenvolveram a doença tinham tão pouco cádmio quanto as pessoas saudáveis ​​– o que significa que não se trata apenas dele. Tais dados conflitantes fazem com que se faça a pergunta: talvez o aumento do teor de cádmio na urina reflita não a causa, mas a consequência de alguns processos sistêmicos no organismo? Afinal, o consumo de cádmio não foi medido na maioria dos estudos citados na revisão, apenas em sua produção.

Como lidar com cádmio no corpo? Existem poucos estudos científicos sobre o tema, e o princípio é indicado no mesmo trabalho de pesquisadores da Dakota do Norte. O cádmio não é um dos elementos vitais, portanto não há mecanismos especiais para sua absorção no corpo - o cádmio usa aqueles fornecidos por metais pesados ​​semelhantes a ele, que formam íons bivalentes: zinco, ferro, manganês e cálcio. A falta de qualquer um desses elementos leva imediatamente ao aumento da absorção de cádmio. Por exemplo, a deficiência de ferro aumenta os níveis de cádmio em mulheres tailandesas de três a quatro vezes. O mesmo foi encontrado em um estudo com mulheres de Bangladesh, mas o zinco também estava em jogo. Segue-se disso o quão importante é manter o equilíbrio correto de microelementos no corpo.

Existem outras ideias também. Por exemplo, os brasileiros mostram que a cafeína reduz significativamente, mais de duas vezes, o teor de cádmio tanto no sangue quanto nos tecidos, inclusive genitais, em ratos experimentais (“ Toxicologia Reprodutiva”, 2013, 35, 137-143; doi:10.1016/j.reprotox.2012.10.009). Segundo os pesquisadores, a cafeína forma complexos com o cádmio, impedindo sua absorção. A conclusão sugere-se: o costume de tomar café ou chá com uma refeição, que também contém cafeína, é correto.

Às vezes há um paradoxo: alimentos com alto teor de cádmio não afetam o corpo. Por exemplo, um estudo de 1986 com bebedores de ostras veio com uma surpresa: com uma ingestão máxima de 72 ostras por semana, eles comiam 1.750 microgramas de cádmio, mas isso não apareceu na urina ou no cabelo. Para onde foi todo esse cádmio, permanece um mistério. Há uma suposição de que o selênio, cujo teor naquelas ostras era alto, de alguma forma interferiu na absorção de cádmio, e ele aparentemente saiu com outras substâncias não comestíveis pelos intestinos. No entanto, em 2008, o cumprimento da linha geral foi restabelecido: entre os trabalhadores da fazenda de ostras que comiam 18 ostras por semana por mais de 12 anos, o teor de cádmio na urina aumentou 2,5 vezes em relação à média dos Estados Unidos - até 0 , 76 mcg/g.

Ou talvez seja melhor lidar com o cádmio antes de entrar no corpo, por exemplo, garantir que ele não entre no solo e no ar? Dificilmente é possível liberar os fertilizantes fosfatados do cádmio, é longo e caro cultivar plantas com digestibilidade reduzida do cádmio, embora estejam sendo feitas tentativas em relação ao tabaco, mas é possível limpar o solo com plantas hiperacumuladoras - no caso de cádmio, esta é a erva-moura preta Solanum nigrum, ele é uma baga comestível de um funil, uma variedade francesa de um saco de pastor ou mostarda de um yarutka azulado ou alpino ( thlaspi caerulescens) e pedra chinesa Sedum Alfredi. É verdade que não está claro o que fazer com as partes dessas plantas enriquecidas com cádmio - elas claramente não são adequadas para compostagem e cinzas obtidas no jardim. Com a combustão industrial dos chamados biocombustíveis sólidos - palha, mato, etc. - há oportunidades para se livrar do metal nocivo: é necessário separar as frações de fumaça de alta temperatura que o contêm das de baixa temperatura - então a cinza resultante pode ser trazida de volta ao campo com segurança, restaurando sua fertilidade.

Mas a principal coisa que deve ser limpa é o ar. O método mais radical foi escolhido pelas autoridades americanas e agora da União Européia - uma luta intransigente contra o tabagismo (“ Perspectivas de Saúde Ambiental”, 2012, 120, 2, 204-209; doi:10.1289/ehp.1104020). Os resultados são claros: o teor médio de cádmio na urina dos americanos diminuiu de 0,36 mcg/g em 1988 para 0,26 mcg/g em 2008. Como mesmo para fumantes pesados ​​(20 ou mais maços por ano pelos padrões americanos) caiu de 0,71 para 0,49, e para não fumantes de 0,26 para 0,19, deve-se supor que a proibição de fumar em locais públicos reduziu significativamente os efeitos do fumo passivo . Dados os dados acima sobre a nocividade das microdoses de cádmio, essas proibições parecem ser a contribuição mais fácil e muito significativa para a saúde pública. Também valeria a pena apertar os requisitos de emissões de usinas de metalurgia não ferrosa, caldeiras e carros e, ao mesmo tempo, garantir que poeira menos nociva voe sob as rodas “calçadas” em borracha.

Cádmio- um elemento de um subgrupo lateral do segundo grupo, o quinto período do sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev, com número atômico 48. É indicado pelo símbolo Cd (lat. Cádmio). Metal de transição branco prateado dúctil macio e maleável.

O médico distrital Rolov foi distinguido por um temperamento forte. Assim, em 1817, ele ordenou que todas as preparações com óxido de zinco produzidas na fábrica de Herman em Shenebek fossem retiradas da venda. Pela aparência das preparações, ele suspeitava que havia arsênico no óxido de zinco! (O óxido de zinco ainda é usado para doenças de pele; pomadas, pós, emulsões são feitas a partir dele.)
Para provar seu caso, o auditor rigoroso dissolveu o óxido suspeito em ácido e passou sulfeto de hidrogênio por essa solução: um precipitado amarelo caiu. Sulfetos de arsênico são apenas amarelos!
O dono da fábrica começou a contestar a decisão de Rolov. Ele próprio era químico e, tendo analisado pessoalmente amostras de produtos, não encontrou arsênico nelas. Ele relatou os resultados da análise a Rolov e, ao mesmo tempo, às autoridades da terra de Hanôver. As autoridades, é claro, solicitaram amostras para enviá-las para análise a um dos químicos respeitáveis. Foi decidido que o juiz na disputa entre Rolov e Herman deveria ser o professor Friedrich Stromeyer, que desde 1802 era o catedrático de química da Universidade de Göttingen e o cargo de inspetor geral de todas as farmácias hanoverianas.
Stromeyer foi enviado não só óxido, mas também outras preparações de zinco da fábrica Herman, incluindo ZnCO3, a partir do qual este óxido foi obtido. Tendo calcinado o carbonato de zinco, Strohmeyer obteve óxido, mas não branco, como deveria ser, mas amarelado. O dono da fábrica explicou a coloração com uma mistura de ferro, mas Stromeyer não ficou satisfeito com essa explicação. Tendo comprado mais preparações de zinco, fez uma análise completa delas e sem muita dificuldade isolou o elemento que causava o amarelecimento. A análise disse que não era arsênico (como Rolov afirmou), mas não ferro (como Herman afirmou).

Era um metal novo, até então desconhecido, quimicamente muito semelhante ao zinco. Apenas o seu hidróxido, ao contrário do Zn(OH)2, não era anfotérico, mas tinha propriedades básicas pronunciadas.

48 elemento da tabela periódica Em sua forma livre, o novo elemento era um metal branco, macio e pouco forte, recoberto por uma película de óxido acastanhado na parte superior. Stromeyer chamou esse metal de cádmio, claramente aludindo à sua origem "zinco": a palavra grega καδμεια há muito denota minérios de zinco e óxido de zinco.

Em 1818, Stromeyer publicou informações detalhadas sobre o novo elemento químico e quase imediatamente sua prioridade começou a ser invadida. O primeiro a falar foi o mesmo Rolov, que antes acreditava que havia arsênico nos preparativos da fábrica alemã. Pouco depois de Stromeyer, outro químico alemão, Kersten, descobriu um novo elemento no minério de zinco da Silésia e o denominou mellin (do latim mellinus, "amarelo como marmelo") por causa da cor do precipitado formado pela ação do sulfeto de hidrogênio. Mas era o cádmio já descoberto por Strohmeyer. Mais tarde, mais dois nomes foram propostos para este elemento: klaprotium - em homenagem ao famoso químico Martin Klaproth e junônio - após o asteróide Juno descoberto em 1804. Mas o nome dado ao elemento por seu descobridor foi, no entanto, estabelecido. É verdade que na literatura química russa da primeira metade do século XIX. o cádmio era frequentemente chamado de cádmio.

48 ← Cádmio→ Índio
Propriedades do átomo
Nome, símbolo, número	Cádmio / Cádmio (Cd), 48
Massa atômica (massa molar)	112.411(8) a. e.m. (g/mol)
Configuração eletronica
Raio do átomo
Propriedades quimicas
raio covalente
Raio do íon
Eletro-negatividade	1,69 (escala de Pauling)
Potencial do eletrodo
Estados de oxidação
Energia de ionização (primeiro elétron)	867,2 (8,99) kJ/mol (eV)
Propriedades termodinâmicas de uma substância simples
Densidade (em n.a.)
Temperatura de fusão
Temperatura de ebulição
Oud. calor de fusão	6,11 kJ/mol
Oud. calor de evaporação	59,1 kJ/mol
Capacidade de calor molar	26,0 J/(Kmol)
Volume molar	13,1 cm³/mol
A rede cristalina de uma substância simples
Estrutura de treliça	hexagonal
Parâmetros de rede	a=2,979 c=5,618 Å
relação c/a
Temperatura do Debye
Outras características
Condutividade térmica	(300 K) 96,9 W/(m K)

O cádmio é um metal macio, maleável, mas pesado, de cor cinza-prata, um elemento simples da tabela periódica de Mendeleev. Seu conteúdo na crosta terrestre não pode ser considerado alto, mas o cádmio é um oligoelemento: é encontrado no solo, na água do mar e até no ar (especialmente nas cidades). , via de regra, acompanha minerais de zinco, embora também existam minerais de cádmio. No entanto, a maioria deles não tem valor industrial. O cádmio não forma depósitos separados e é liberado dos minérios residuais depois que zinco, chumbo ou cobre são fundidos a partir deles.

Propriedades do cádmio

O cádmio é bem processado, laminado e polido. No ar seco, o cádmio reage com o oxigênio (queima) apenas em altas temperaturas. Reage com ácidos inorgânicos para formar sais. Não reage com soluções alcalinas. No estado fundido, reage com halogênios, enxofre, telúrio, selênio e oxigênio.
- Apesar do cádmio estar presente em pequenas quantidades em todos os organismos vivos e participar do seu metabolismo, seus vapores e vapores de seus compostos são extremamente tóxicos. Por exemplo, uma concentração de 2,5 g / cu. m de óxido de cádmio no ar mata após 1 minuto. É muito perigoso inalar ar contendo poeira ou fumos contendo cádmio,
- O cádmio tem a capacidade de se acumular no corpo humano, nas plantas, nos fungos. Além disso, os compostos de cádmio são cancerígenos.
- O cádmio é considerado um dos metais pesados ​​mais perigosos, é classificado como substância de classe de perigo 2, assim como o mercúrio e o arsênico. Afeta negativamente os sistemas enzimático, hormonal, circulatório e nervoso central, interrompe o metabolismo do cálcio-fósforo (destrói os ossos), portanto, ao trabalhar com ele, você deve usar proteção química. A intoxicação por cádmio requer atenção médica urgente.

Inscrição

A maior parte do cádmio extraído é utilizada para a produção de revestimentos anticorrosivos. O revestimento de cádmio cria uma adesão mais forte e dúctil à peça do que todas as outras, portanto, o revestimento de cádmio é usado para proteger contra a corrosão em condições particularmente difíceis, por exemplo, em contato com a água do mar, para proteger os contatos elétricos.
- Está em grande demanda na fabricação de baterias e acumuladores.
- Usado como reagente para pesquisas laboratoriais.
- Quase um quinto da substância resultante vai para a fabricação de pigmentos - sais de cádmio.
- É usado para dar às ligas as propriedades desejadas. As ligas com cádmio são de baixo ponto de fusão (com chumbo, estanho, bismuto), dúcteis e refratárias (com níquel, cobre, zircônio), resistentes ao desgaste. As ligas são usadas para produzir fios para linhas de energia, soldas duras para alumínio, rolamentos para motores grandes e potentes (navios, aeronaves). As ligas de baixo ponto de fusão são usadas para a fabricação de fundições de gesso, solda de vidro e metal e em alguns extintores de incêndio.
- Uma área de aplicação muito importante é a indústria nuclear. O cádmio é usado para produzir hastes para controlar a taxa de uma reação atômica em um reator, bem como telas protetoras da radiação de nêutrons.
- Incluído em semicondutores, células solares de filme, fósforos, estabilizadores para PVC, obturações dentárias.
- Ligas com ouro são usadas em joalheria. Variando a proporção de ouro e cádmio, podem ser obtidas ligas de diferentes tonalidades, do amarelo ao esverdeado.
- Às vezes usado em criotécnica devido à alta condutividade térmica em temperaturas muito baixas.
- O cádmio é capaz de se acumular nas células cancerígenas, por isso é usado em alguns métodos de terapia anticancerígena.

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A maior parte do cádmio produzido no mundo é utilizada para galvanoplastia e para a preparação de ligas. O cádmio como revestimento protetor apresenta vantagens significativas em relação ao zinco e ao níquel, pois é mais resistente à corrosão em camada fina; o cádmio está fortemente ligado à superfície de um produto metálico e não fica atrás dele quando é danificado.

Até recentemente, os revestimentos de cádmio tinham uma "doença" que se fazia sentir de tempos em tempos. O fato é que durante a deposição eletrolítica de cádmio em uma peça de aço, o hidrogênio contido no eletrólito pode penetrar no metal. Este convidado muito indesejado causa uma "doença" perigosa em aços de alta resistência - fragilização por hidrogênio, levando à destruição inesperada do metal sob carga. Descobriu-se que, por um lado, o revestimento de cádmio protegia de forma confiável a peça contra a corrosão e, por outro lado, criava uma ameaça de falha prematura da peça. É por isso que os designers foram muitas vezes forçados a recusar os "serviços" de cádmio.

Cientistas do Instituto de Química Física da Academia de Ciências da URSS conseguiram eliminar essa "doença" dos revestimentos de cádmio. O titânio é a cura. Descobriu-se que, se houver apenas um átomo de titânio por mil de átomos de cádmio na camada de cádmio, a peça de aço é segurada contra a ocorrência de fragilização por hidrogênio, pois o titânio retira todo o hidrogênio do aço durante o processo de revestimento.

O cádmio também é usado por criminologistas ingleses: com a ajuda da camada mais fina desse metal, pulverizada sobre a superfície examinada, é possível identificar rapidamente impressões digitais nítidas.

O cádmio também é usado na fabricação de baterias de cádmio-níquel. O papel do eletrodo negativo neles é desempenhado por grades de ferro com cádmio esponjoso, e as placas positivas são revestidas com óxido de níquel; o eletrólito é uma solução de potássio cáustico. Tais fontes de corrente se distinguem por altas características elétricas, alta confiabilidade, longa vida útil e sua recarga leva apenas 15 minutos.

A propriedade do cádmio de absorver nêutrons levou a outra área de aplicação do cádmio - na energia nuclear.

Assim como um carro não pode funcionar sem freios, um reator não pode funcionar sem hastes de controle para aumentar ou diminuir o fluxo de nêutrons.

Cada reator também possui uma enorme haste de emergência que entra em ação no caso de as hastes de controle, por algum motivo, não atenderem às tarefas atribuídas a elas.

Um caso instrutivo surgiu em uma usina nuclear na Califórnia. Devido a alguns problemas estruturais, a haste de emergência não pôde mergulhar na caldeira a tempo - a reação em cadeia tornou-se incontrolável, ocorreu um grave acidente. O reator com nêutrons furiosos representava um grande perigo para a população circundante. Eu tive que evacuar urgentemente as pessoas da zona de perigo até que o "fogo" nuclear se apagasse. Felizmente, não houve vítimas, mas as perdas foram muito altas e o reator ficou fora de serviço por algum tempo.

O principal requisito para o material das hastes de controle e emergência é a capacidade de absorver nêutrons, e o cádmio é um dos "maiores especialistas" nesse campo. Com apenas uma ressalva: se estamos falando de nêutrons térmicos, cuja energia é muito pequena (é medida em centésimos de elétron-volt). Nos primeiros anos da era atômica, os reatores nucleares operavam precisamente com nêutrons térmicos, e o cádmio foi por muito tempo considerado o "primeiro violino" entre os materiais das hastes. Mais tarde, porém, teve de ceder o protagonismo ao boro e seus compostos. Mas para o cádmio, os físicos atômicos encontram cada vez mais novas áreas de atividade: por exemplo, usando uma placa de cádmio instalada no caminho de um feixe de nêutrons, eles estudam seu espectro de energia, determinam quão homogêneo é, qual é a proporção de nêutrons térmicos iniciar.

De particular interesse para os cientistas foi o crescimento da ausência de peso de um cristal CMT, que é uma solução sólida de teluretos de cádmio e mercúrio. Este material semicondutor é indispensável para a fabricação de dispositivos de imagem térmica - os dispositivos infravermelhos mais precisos usados ​​em medicina, geologia, astronomia, eletrônica, engenharia de rádio e muitas outras áreas importantes da ciência e tecnologia. É extremamente difícil obter este composto em condições terrestres: devido à grande diferença de densidade, seus componentes se comportam como os heróis da famosa fábula de I. A. Krylov - um cisne, câncer e lúcio e, como resultado, em vez de um homogêneo liga, obtém-se uma "torta" folhada. Por causa de um minúsculo cristal MCT, é preciso cultivar um cristal grande e cortar a placa mais fina da camada limite, e todo o resto será desperdiçado. Não pode ser de outra forma: afinal, a pureza e a homogeneidade de um cristal MCT são estimadas em centésimos de milionésimos de por cento. Não é à toa que no mercado mundial um grama desses cristais custa "apenas" oito mil dólares.

A melhor tinta amarela é uma combinação de cádmio e enxofre. Grandes quantidades de cádmio são consumidas na fabricação desta tinta.

CONCLUSÃO

Na atividade multifacetada do cádmio, também há aspectos negativos. Alguns anos atrás, uma das autoridades de saúde dos EUA descobriu que existe uma relação direta entre mortalidade por doenças cardiovasculares e. teor de cádmio na atmosfera. Essa conclusão foi feita após uma pesquisa minuciosa com moradores de 28 cidades americanas. Em quatro delas - Chicago, Nova York, Filadélfia e Indianápolis - o teor de cádmio no ar era significativamente maior do que em outras cidades; a proporção de óbitos por doenças cardíacas também foi maior.

Enquanto médicos e biólogos determinam se o cádmio é nocivo e buscam formas de reduzir seu teor no meio ambiente, representantes da tecnologia estão tomando todas as medidas para aumentar sua produção. Se durante toda a segunda metade do século passado foram extraídas apenas 160 toneladas de cádmio, no final dos anos 20 do nosso século sua produção anual nos países capitalistas já era de cerca de 700 toneladas e nos anos 50 atingiu 7.000 toneladas ( afinal, foi nessa época que o cádmio adquiriu status de material estratégico destinado à fabricação de hastes de reatores nucleares). E no século 21, o uso de cádmio só aumentará, graças às suas propriedades insubstituíveis.

REFERÊNCIAS

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