kadmium(kadmium), Cd, chemický prvok skupiny II Mendelejevovej periodickej tabuľky; atómové číslo 48, atómová hmotnosť 112,40; biely, lesklý, ťažký, mäkký, tvárny kov. Prvok pozostáva zo zmesi 8 stabilných izotopov s hmotnostnými číslami: 106 (1,215 %), 108 (0,875 %), 110 (12,39 %), 111 (12,75 %), 112 (24,07 %), 113 (12,26 %) ), 114 (28,86 %), 116 (7,58 %).
Odkaz na históriu. V roku 1817 nemecký chemik F. Stromeyer pri revízii jednej z lekární zistil, že tam prítomný uhličitan zinočnatý obsahuje prímes neznámeho kovu, ktorý sa vo forme žltého sulfidu vyzráža sírovodíkom z kyslého roztoku. . Stromeyer nazval objavený kov kadmium (z gréckeho kadmeia – nečistý oxid zinočnatý, tiež zinková ruda). Nezávisle od neho objavili v roku 1818 kadmium v sliezskych zinkových rudách nemeckí vedci K. Hermann, K. Karsten a W. Meissner.
Distribúcia kadmia v prírode. Kadmium je vzácny a stopový prvok s čistotou litosféry 1,3·10 -5 % hmotnosti. Kadmium je charakterizované migráciou v horúcich podzemných vodách spolu so zinkom a inými chalkofilnými prvkami a koncentráciou v hydrotermálnych ložiskách. Minerál spelerit ZnS miestami obsahuje do 0,5-1% Cd, maximálne do 5%. Greenockite CdS je menej bežný. Kadmium sa koncentruje v morských sedimentárnych horninách – bridliciach (Mansfeld, Nemecko), v pieskovcoch, v ktorých je viazané aj na zinok a iné chalkofilné prvky. V biosfére sú známe tri veľmi vzácne nezávislé minerály kadmia - uhličitan CdCO 3 (stmel), oxid CdO (monteponit) a selenid CdSe.
Fyzikálne vlastnosti kadmia. Kryštalická mriežka kadmia je šesťuholníková, a = 2,97311 Á, c = 5,60694 Á (pri 25 °C); atómový polomer 1,56 Å, iónový polomer Cd 2+ 1,03 Å. Hustota 8,65 g / cm3 (20 ° C), t pl 320,9 ° C, t kip 767 ° C, koeficient tepelnej rozťažnosti 29,8 10 -6 (pri 25 ° C); tepelná vodivosť (pri 0 °C) 97,55 W/(mK) alebo 0,233 cal/(cm sec °C); merná tepelná kapacita (pri 25 °C) 225,02 J/(kg K) alebo 0,055 cal/(g °C); elektrický odpor (pri 20 °C) 7,4 10 -8 ohm m (7,4 10 -6 ohm cm); teplotný koeficient elektrického odporu 4,3 10 -3 (0-100 ° C). Pevnosť v ťahu 64 MN / m 2 (6,4 kgf / mm 2), ťažnosť 20 %, tvrdosť podľa Brinella 160 MN / m 2 (16 kgf / mm 2).
Chemické vlastnosti kadmia. V súlade s vonkajšou elektronickou konfiguráciou atómu 4d 10 5s 2 je valencia kadmia v zlúčeninách 2. Kadmium na vzduchu bledne a je pokryté tenkým filmom oxidu CdO, ktorý chráni kov pred ďalšou oxidáciou. Pri silnom zahriatí na vzduchu sa kadmium spáli na oxid CdO - kryštalický prášok svetlohnedej až tmavohnedej farby, hustota 8,15 g/cm 3 ; pri 700°C CdO sublimuje bez topenia. Kadmium sa zlučuje priamo s halogénmi; tieto zlúčeniny sú bezfarebné; CdCl 2, CdBr 2 a CdI 2 sú veľmi ľahko rozpustné vo vode (asi 1 diel bezvodej soli v 1 diele vody pri 20 °C), CdF 2 sa ťažšie rozpúšťa (1 diel v 25 dieloch vody). So sírou tvorí kadmium citrónovožltý až oranžovočervený sulfid CdS, nerozpustný vo vode a zriedených kyselinách. Kadmium sa ľahko rozpúšťa v kyseline dusičnej za uvoľňovania oxidov dusíka a tvorby dusičnanov, čím vzniká hydrát Cd (NOa) 2 4H 2 O. Z kyselín - chlorovodíková a zriedená sírová kadmium pomaly uvoľňuje vodík, pri odparovaní roztokov hydráty chloridov 2CdCl 2 z nich kryštalizuje 5H 2 O a síran 3CdSO 4 8H 2 O. Roztoky solí kadmia sú kyslé v dôsledku hydrolýzy; žieravé alkálie z nich vyzrážajú biely hydroxid Cd (OH) 2, nerozpustný v nadbytku činidla; pôsobením koncentrovaných alkalických roztokov na Cd(OH)2 sa však získali hydrooxokadmáty, napríklad Na2. Katión Cd 2+ ľahko tvorí komplexné ióny s amoniakom 2+ a s azúrovou 2- a 4-. Známe sú mnohé zásadité, podvojné a komplexné soli kadmia. Zlúčeniny kadmia sú jedovaté; obzvlášť nebezpečné je vdychovanie pár jeho oxidu.
Získanie kadmia. Kadmium sa získava z vedľajších produktov spracovania zinkových, olovo-zinkových a medeno-zinkových rúd. Tieto produkty (obsahujúce 0,2-7% kadmia) sú ošetrené zriedenou kyselinou sírovou, ktorá rozpúšťa oxidy kadmia a zinku. Kadmium sa z roztoku vyzráža zinkovým prachom; hubovitý zvyšok (zmes kadmia a zinku) sa rozpustí v zriedenej kyseline sírovej a kadmium sa izoluje elektrolýzou tohto roztoku. Elektrolytické kadmium sa roztaví pod vrstvou lúhu sodného a odleje do tyčiniek; čistota kovu - nie menej ako 99,98%.
Použitie kadmia. Kovové kadmium sa používa v jadrových reaktoroch, na antikorózne a dekoratívne nátery a v batériách. Kadmium slúži ako základ niektorých ložiskových zliatin, je súčasťou nízkotaviteľných zliatin (napríklad Woodova zliatina). Nízkotaviteľné zliatiny sa používajú na spájkovanie skla s kovom, v automatických hasiacich prístrojoch, na tenké a zložité odliatky do sadrových foriem a iné. Sulfid kademnatý (kadmiová žltá) - farba na maľovanie. V normálnej Westonovej bunke sa používa síran kademnatý a amalgám.
Kadmium v tele. Obsah kadmia v rastlinách je 10 -4 % (na sušinu); u niektorých živočíchov (huby, coelenteráty, červy, ostnatokožce a plášťovce) - 4-10 -5 - 3-10 -3 % sušiny. Nachádza sa u všetkých stavovcov. Pečeň je najbohatšia na kadmium. Kadmium ovplyvňuje metabolizmus uhľohydrátov, syntézu kyseliny hippurovej v pečeni a aktivitu niektorých enzýmov.
DEFINÍCIA
kadmium je štyridsiaty ôsmy prvok periodickej tabuľky. Označenie - Cd z latinského "kadmium". Nachádza sa v piatom období, skupina IIB. Vzťahuje sa na kovy. Základný náboj je 48.
Kadmium je svojimi vlastnosťami podobné zinku a zvyčajne sa nachádza ako nečistota v zinkových rudách. Z hľadiska prevalencie v prírode je výrazne horší ako zinok: obsah kadmia v zemskej kôre je len asi 10 -5 % (hm.).
Kadmium je striebristo biely (obr. 1), mäkký, kujný, kujný kov. V sérii napätí je ďalej ako zinok, ale predbieha vodík a vytláča posledné kyseliny. Keďže Cd (OH) 2 je slabý elektrolyt, kadmiové soli sú hydrolyzované a ich roztoky sú kyslé.
Ryža. 1. Kadmium. Vzhľad.
Atómová a molekulová hmotnosť kadmia
Relatívna molekulová hmotnosť látky(M r) je číslo, ktoré ukazuje, koľkokrát je hmotnosť danej molekuly väčšia ako 1/12 hmotnosti atómu uhlíka a relatívna atómová hmotnosť prvku(A r) - koľkokrát je priemerná hmotnosť atómov chemického prvku väčšia ako 1/12 hmotnosti atómu uhlíka.
Keďže kadmium existuje vo voľnom stave vo forme monoatomických molekúl Cd, hodnoty jeho atómových a molekulových hmotností sa zhodujú. Rovnajú sa 112,411.
Izotopy kadmia
Je známe, že kadmium sa v prírode môže vyskytovať vo forme ôsmich stabilných izotopov, z ktorých dva sú rádioaktívne (113 Cd, 116 Cd): 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd a 114 Cd. Ich hmotnostné čísla sú 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 a 116. Jadro atómu izotopu kadmia 106 Cd obsahuje štyridsaťosem protónov a päťdesiatosem neutrónov a zvyšné izotopy sa od neho líšia len počtom neutrónov.
Kadmiové ióny
Na vonkajšej energetickej úrovni atómu kadmia sú dva valenčné elektróny:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 .
V dôsledku chemickej interakcie sa kadmium vzdáva svojich valenčných elektrónov, t.j. je ich donorom a mení sa na kladne nabitý ión:
Cd0-2e → Cd2+.
Molekula a atóm kadmia
Vo voľnom stave existuje kadmium vo forme monatomických molekúl Cd. Tu sú niektoré vlastnosti, ktoré charakterizujú atóm a molekulu kadmia:
Zliatiny kadmia
Kadmium je súčasťou niektorých zliatin. Napríklad zliatiny medi obsahujúce asi 1% kadmia (kadmiový bronz) sa používajú na výrobu telegrafných, telefónnych, trolejbusových drôtov, pretože tieto zliatiny majú väčšiu pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu ako meď. Množstvo ľahkých zliatin, ako sú tie, ktoré sa používajú v automatických hasiacich prístrojoch, obsahuje kadmium.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
PRÍKLAD 2
| Cvičenie | Aký komplex prevláda v roztoku obsahujúcom 1 x 10 -2 M kadmia (II) a 1 M amoniaku? |
| Riešenie | V roztoku obsahujúcom ióny kadmia a amoniak sa ustanovia tieto rovnováhy: Cd2+ + NH3↔Cd (NH3)2+; Cd (NH 3) 2+ + NH3 ↔ Cd (NH 3) 2 2+; Cd (NH 3) 3 2+ + NH 3 ↔ Cd (NH 3) 4 2+. Z vyhľadávacích tabuliek b 1 = 3,24 × 10 2 , b 2 = 2,95 × 10 4 , b 3 = 5,89 × 10 5 , b 4 = 3,63 × 10 6 . Vzhľadom na to, že c(NH 3) >> c(Cd), predpokladáme, že \u003d c (NH 3) \u003d 1M. Vypočítame 0: |
Kadmium – menej časté toxické a neznáme
široký sortiment strieborných nebezpečných kovov
Toxické a jedovaté kamene a minerály
kadmium(lat. Kadmium, označované symbolom Cd) je prvok s atómovým číslom 48 a atómovou hmotnosťou 112,411. Je to prvok sekundárnej podskupiny druhej skupiny, piateho obdobia periodického systému chemických prvkov D.I. Mendelejev. Za normálnych podmienok je jednoduchá látka kadmium ťažký (hustota 8,65 g / cm3 - ľahší ako urán) mäkký kujný tvárny prechodný kov strieborná biela farby (nepožiera dužinu, ako „Kerbersky kameň“ z ukrajinskej Žytomyrskej oblasti – nie smola oxidu uránu, hnedý nebezpečný kameň). Na obrázku - sulfid kademnatý, greenockit(zemité kôry žltá farby).
Prírodné kadmium sa skladá z ôsmich izotopov, z ktorých šesť je stabilných: 106Cd (početnosť izotopu 1,22 %), 108Cd (0,88 %), 110Cd (12,39 %), 111Cd (12,75 %), 112Cd (24, 0147,85 %) %). Rádioaktivita bola zistená pre dva ďalšie prirodzené izotopy: 113Cd (početnosť izotopu 12,22 %, β-rozpad s polčasom rozpadu 7,7∙1015 rokov) a 116Cd (početnosť izotopu 7,49 %, dvojitý β-rozpad s polčasom rozpadu 33,0 rokov 1019 rokov).
Kadmium periodického systému čiastočne opísal nemecký profesor Friedrich Stromeyer v roku 1817 (odlíšené od zinku). Magdeburskí lekárnici pri štúdiu prípravkov s obsahom oxidu zinočnatého ZnO mali podozrenie na prítomnosť arzénu (oxidačný katalyzátor zo sulfidu). Keďže oxid zinočnatý je obsiahnutý v mnohých mastiach, práškoch a emulziách používaných pri rôznych kožných ochoreniach, inšpektori kategoricky zakázali predaj podozrivých liekov.
Prirodzene, výrobca liekov, obhajujúci svoje osobné záujmy, požadoval vyšetrenie. Stromeyer pôsobil ako odborník. Zo ZnO izoloval hnedohnedý oxid, redukoval ho vodíkom a získal strieborno-biely kov, ktorý nazval „kadmium“ (z gréckeho kadmeia – oxid zinočnatý, tiež zinková ruda). Bez ohľadu na profesora Stromeyera kadmium objavila v sliezskych zinkových rudách (satelite) skupina vedcov - K. Hermann, K. Carsten a W. Meisner v roku 1818.
Kadmium absorbuje pomalé neutróny, z tohto dôvodu sa v jadrových reaktoroch používajú kadmiové tyče na riadenie rýchlosti reťazovej reakcie (ChNPP). Kadmium sa používa v alkalických batériách a je súčasťou niektorých zliatin. Napríklad zliatiny medi obsahujúce asi 1% Cd (kadmiový bronz) sa používajú na výrobu telegrafných, telefónnych, trolejbusových a električkových drôtov, káblov metra, pretože tieto zliatiny majú väčšiu pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu ako meď.
Greenockit (žltý dope) na kalcite. Yunnan, Čína. 7x5 cm.Foto: A.A. Evseev.
Množstvo taviteľných zliatin, ako sú zliatiny používané v hasiacich prístrojoch, obsahuje kadmium. Okrem toho je kadmium súčasťou nekvalitných šperkárskych zliatin (spájkovanie po odparení amalgámovej zložky z amalgámových zliatin, ktoré vplyvom teploty praskli a sú vo voľnom predaji zakázané - amalgámy zlata, striebra a platiny s toxickou ortuťou).
Tento kov sa používa na pokovovanie oceľových výrobkov kadmiom, pretože na svojom povrchu nesie oxidový film, ktorý má ochranný účinok. Faktom je, že v morskej vode a v mnohých iných médiách je kadmiovanie účinnejšie ako galvanizácia. Kadmium má dlhú históriu používania v homeopatickej (základná liečba bylinami a mikrodávkami – tzv. „Dietary Supplements in Food“ – doplnky stravy a krmivo pre zvieratá) medicíne. Široké uplatnenie našli aj zlúčeniny kadmia – sulfid kademnatý sa používa na výrobu žltej farby a farebných skiel a fluoroboritan kadmia je tavivo používané na spájkovanie hliníka a iných kovov.
Kadmium sa nachádza v tele stavovcov (kosti, väzy, šľachy a svaly), je preukázané, že ovplyvňuje metabolizmus uhlíka, aktivitu mnohých enzýmov a syntézu kyseliny hippurovej v pečeni. Zlúčeniny kadmia sú však jedovaté a samotný kov je karcinogén. Nebezpečné je najmä vdychovanie pár oxidu kademnatého CdO, ojedinelé nie sú ani smrteľné prípady. Prenikanie kadmia do gastrointestinálneho traktu je tiež škodlivé, ale neboli zaznamenané žiadne prípady smrteľnej otravy, s najväčšou pravdepodobnosťou je to spôsobené tým, že telo sa snaží zbaviť toxínu (vracanie).
Biologické vlastnosti
Ukazuje sa, že kadmium je prítomné takmer vo všetkých živých organizmoch - v suchozemskom obsahu kadmia sa rovná približne 0,5 mg na 1 kg hmotnosti, v morských organizmoch (huby, coelenteráty, ostnokožce, červy Tichého oceánu) - od 0,15 do 3 mg / kg, obsah kadmia v rastlinách je asi 10-4% (na sušinu). Napriek prítomnosti kadmia vo väčšine živých organizmov nebol jeho špecifický fyziologický význam úplne preukázaný (rastový hormón). Vedcom sa podarilo zistiť, že tento prvok ovplyvňuje metabolizmus uhľohydrátov, syntézu kyseliny hippurovej v pečeni, činnosť množstva enzýmov, ale aj metabolizmus zinku, medi, železa a vápnika v tele (obľúbený kameň kulturistov, ktorí pri športe zväčšujú svalovú hmotu a posilňujú kosti – v mikrodávkach).
Greenockit (žltý). Kučeravá sopka, asi. Iturup, Kurilské ostrovy, Rusko. Foto: A.A. Evseev.
Môže sa vydať pre mastenec, síru a iné minerály podobné greenoctitu
Existuje návrh podporený výskumom, že mikroskopické množstvá kadmia v potrave môžu stimulovať telesný rast u cicavcov. Z tohto dôvodu vedci už dlho zaraďujú kadmium medzi podmienečne esenciálny stopový prvok, teda životne dôležitý, ale toxické v určitých dávkach. Telo zdravého človeka obsahuje malé množstvo kadmia. Spievané v starom gréckom a rímskom epose - Cadmeus(miesto obchod s jedmi na juhovýchode Európy ("Štít na bránach Caragradu", Istanbul), v Grécku (portiká a amfiteátre) a v Stredomorí pri Turecku - droga). Na slang baníci a ťažiari kameňa kadmium s názvom " hadí jed" (žargón).
Kadmium je jedným z najviac toxické ťažké kovy- v Rusku (metrológia) je zaradený do 2. triedy nebezpečnosti - vysoko nebezpečné látky - medzi ktoré patrí antimón, stroncium, fenol a iné toxické látky (ekvivalent ADR nebezpečný tovar N 6 - jed, lebka a skrížené kosti v kosoštvorci). V Bulletine Ruskej federácie o environmentálnej bezpečnosti a technológiách prepravy jedov „Problémy chemickej bezpečnosti“ z 29. apríla 1999 sa kadmium objavuje ako „najnebezpečnejšia ekotoxická látka na prelome tisícročí“!
Rovnako ako ostatné ťažké kovy, aj kadmium je kumulatívny jed, to znamená, že sa môže hromadiť v tele - jeho polčas rozpadu je od 10 do 35 rokov. Do päťdesiatky je ľudské telo schopné akumulovať od 30 do 50 mg kadmia. Hlavnými „skladmi“ kadmia v ľudskom tele sú obličky, ktoré obsahujú 30 až 60 % z celkového množstva tohto kovu v tele, a pečeň (20 – 25 %). V menšej miere sú schopné akumulovať kadmium: pankreas, slezina, tubulárne kosti a iné orgány a tkanivá. Malé množstvá kadmia sú prítomné dokonca aj v krvi. Na rozdiel od olova alebo ortuti sa však kadmium do mozgu nedostane.
Kadmium je v organizme väčšinou vo viazanom stave – v kombinácii s proteínom metalotioneínom – ide o akýsi ochranný mechanizmus, reakcia organizmu na prítomnosť ťažkého kovu. V tejto forme je kadmium menej toxické, avšak ani po viazaní sa nestane neškodným – tento kov, ktorý sa v priebehu rokov hromadí, môže viesť k narušeniu funkcie obličiek a zvýšeniu pravdepodobnosti obličkových kameňov. Oveľa nebezpečnejšie je kadmium, ktoré je v iónovej forme, pretože je chemicky veľmi blízke zinku a je schopné ho nahradiť v biochemických reakciách, pričom pôsobí ako pseudoaktivátor alebo naopak inhibítor bielkovín a enzýmov obsahujúcich zinok.
Kadmium sa viaže na cytoplazmatický a jadrový materiál buniek živého organizmu a poškodzuje ich, mení aktivitu mnohých hormónov a enzýmov, čo sa vysvetľuje jeho schopnosťou viazať sulfhydrylové (-SH) skupiny. Okrem toho je kadmium v dôsledku blízkosti iónových polomerov vápnika a kadmia schopné nahradiť vápnik v kostnom tkanive. Rovnaká situácia je so železom, ktoré je schopné nahradiť aj kadmium. Z tohto dôvodu môže nedostatok vápnika, zinku a železa v organizme viesť k zvýšeniu absorpcie kadmia z gastrointestinálneho traktu až o 15-20%. Predpokladá sa, že neškodná denná dávka kadmia pre dospelého človeka je 1 μg kadmia na 1 kg telesnej hmotnosti, veľké množstvá kadmia sú mimoriadne nebezpečné pre zdravie.
Aké sú mechanizmy vstupu kadmia a jeho zlúčenín do organizmu? K otravám dochádza pri kontaminácii pitnej vody (maximálny koncentračný limit pre pitnú vodu je 0,01 mg/l) odpadom s obsahom kadmia, ako aj pri konzumácii zeleniny a obilnín pestovaných na pozemkoch v blízkosti ropných rafinérií a hutníckych podnikov. Používanie húb z takýchto území je obzvlášť nebezpečné, pretože podľa niektorých informácií sú schopné akumulovať viac ako 100 mg kadmia na kg vlastnej hmotnosti. Fajčenie je ďalším zdrojom príjmu kadmia do tela, a to ako u samotného fajčiara, tak aj u jeho okolia, pretože kov sa nachádza v tabakovom dyme.
Charakteristickými znakmi chronickej otravy kadmiom sú, ako už bolo spomenuté, poškodenie obličiek, bolesť svalov, deštrukcia kostného tkaniva a anémia. Akútna otrava jedlom kadmiom nastáva, keď sa veľké jednotlivé dávky užijú s jedlom (15-30 mg) alebo s vodou (13-15 mg). Súčasne sa pozorujú príznaky akútnej gastroenteritídy - vracanie, bolesť a kŕče v epigastrickej oblasti, avšak prípady smrteľnej otravy zlúčeninami kadmia, ktoré sa dostali do tela s jedlom, veda nepozná, ale podľa odhadov WHO smrteľná jednotlivá dávka môže byť 350-3500 mg.
Oveľa nebezpečnejšia je otrava kadmiom vdýchnutím jeho pár (CdO) alebo prachu s obsahom kadmia (spravidla sa to vyskytuje v odvetviach súvisiacich s používaním kadmia) - podobne ako kvapalná ortuť a červená rumelka (toxicitou). Symptómy takejto otravy sú pľúcny edém, bolesť hlavy, nevoľnosť alebo vracanie, triaška, slabosť a hnačka (hnačka). V dôsledku takejto otravy boli zaznamenané úmrtia.
Protijed na otravu kadmiom je selén, ktorý pomáha znižovať vstrebávanie kadmia (fungujú na kopírkach a tlačiarňach v moderných dátových centrách a dopĺňajú náplne do kancelárskej techniky). Stále je však potrebný vyvážený príjem selénu, je to spôsobené tým, že jeho nadbytok v organizme vedie k zníženiu obsahu síry (tvorí sírnik - viaže ho), a to určite povedie k tomu, že kadmium budú opäť absorbované telom.
Zaujímavosti
Zistilo sa, že jedna cigareta obsahuje 1 až 2 mikrogramy kadmia. Ukazuje sa, že človek, ktorý vyfajčí krabičku cigariet denne (20 ks), dostane asi 20 mikrogramov kadmia! Nebezpečenstvo spočíva v tom, že kadmium sa vstrebáva pľúcami maximálne- od 10 do 20%, teda v tele fajčiara sa z každého balenia cigariet vstrebú 2 až 4 mikrogramy kadmia! Karcinogénny účinok nikotínu obsiahnutého v tabakovom dyme je zvyčajne spojený s prítomnosťou kadmia a nezadržia ho ani uhlíkové filtre – rakovina pľúc.
Príklad chronickej otravy kadmiom s početnými smrteľnými následkami bol opísaný koncom 50. rokov 20. storočia. Na území Japonska sa vyskytli prípady choroby, ktorú miestni nazývali „itai-itai“ („talianska choroba“), čo sa dá do miestneho dialektu preložiť aj ako „ach, ako to bolí!“ (otrava). Symptómy ochorenia boli silné bolesti v bedrovej oblasti, ktoré, ako sa neskôr ukázalo, boli spôsobené nezvratným poškodením obličiek; silná bolesť svalov. Rozsiahle rozšírenie choroby a jej ťažký priebeh spôsobilo vtedajšie vysoké znečistenie životného prostredia v Japonsku a špecifická strava Japoncov (ryža a morské plody hromadia veľké množstvo kadmia). Zistilo sa, že tí, ktorí ochoreli na túto chorobu, skonzumovali denne asi 600 mikrogramov kadmia!
Napriek tomu, že kadmium je uznávané ako jedna z najtoxickejších látok, našlo uplatnenie aj v medicíne! Nikel-kadmiová batéria, vložená do hrudníka pacienta so srdcovým zlyhaním, poskytuje energiu mechanickému stimulátoru srdca. Výhodou takejto batérie je, že pacient nemusí ležať na operačnom stole, aby ju dobil alebo vymenil. Pre neprerušovanú výdrž batérie stačí nosiť špeciálnu magnetizovanú bundu raz týždenne len na hodinu a pol.
Kadmium sa používa v homeopatii, experimentálnej medicíne a v poslednej dobe sa používa na výrobu nových protirakovinových liekov.
Woodovu kovovú zliatinu, ktorá obsahuje 50 % bizmutu, 12,5 % cínu, 25 % olova, 12,5 % kadmia, možno roztaviť vo vriacej vode. Zliatinu vynašiel v roku 1860 inžinier B. Wood ) Niekoľko zaujímavých faktov je spojených s táto zliatina s nízkou teplotou topenia: po prvé, prvé písmená komponentov Woodovej zliatiny tvoria skratku „WAX“ a po druhé, vynález sa pripisuje aj menovcovi B. Wooda – americkému fyzikovi Robertovi Williamsovi Woodovi, ktorý sa narodil o osem rokov neskôr (rovesníci bojovali na VAK).
Nie je to tak dávno, čo sa kadmium periodického systému dostalo do „výzbroje“ polície a súdnych znalcov: pomocou najtenšej vrstvy kadmia nanesenej na skúmanom povrchu je možné identifikovať ľudské odtlačky prstov.
Vedci zistili taký zaujímavý fakt: kadmium cín v atmosfére vidieckych oblastí má oveľa väčšiu odolnosť proti korózii ako v atmosfére priemyselných oblastí. Takýto povlak zlyhá obzvlášť rýchlo, ak sa vo vzduchu zvýši obsah síry alebo anhydridov síry.
V roku 1968 jeden z amerických zdravotníckych úradníkov (Dr. Carroll) objavil priamu súvislosť medzi úmrtnosťou na kardiovaskulárne choroby a obsahom kadmia v atmosfére. K takýmto záverom dospel analýzou údajov 28 miest. V štyroch z nich – New York, Chicago, Philadelphia a Indianapolis – bol obsah kadmia vo vzduchu vyšší ako v iných mestách; vyšší bol aj podiel úmrtí na srdcové choroby.
Vedci popri „štandardných“ opatreniach na obmedzenie emisií kadmia do ovzdušia, vody a pôdy (filtre a čističe v podnikoch, odstraňovanie obydlí a polí s plodinami z takýchto podnikov) vyvíjajú aj nové – perspektívne. Vedci teda v zálive rieky Mississippi vysadili vodné hyacinty, pretože verili, že s ich pomocou bude možné vyčistiť vodu od prvkov ako kadmium a ortuť.
Príbeh
História pozná mnoho „objavov“, ku ktorým došlo pri fiktívnych kontrolách, previerkach a revíziách. Takéto nálezy však majú skôr kriminálny než vedecký charakter. A predsa sa vyskytol taký prípad, keď revízia, ktorá sa začala, nakoniec viedla k objavu nového chemického prvku. Stalo sa to v Nemecku začiatkom 19. storočia. Obvodný lekár R. Rolov skontroloval lekárne svojho obvodu, pri audite - vo viacerých lekárňach pri Magdeburgu - objavil oxid zinočnatý, ktorého výskyt vzbudzoval podozrenie a naznačoval, že obsahuje arzén (farmakolyt). Na potvrdenie predpokladov Rolov rozpustil zaistenú drogu v kyseline a nechal ju prejsť cez roztok sírovodíka, čo viedlo k vyzrážaniu žltej zrazeniny podobnej sírniku arzénu. Všetky podozrivé lieky – masti, prášky, emulzie, prášky – boli okamžite stiahnuté z predaja.
Takýto krok pobúril majiteľa továrne v Schenebeku, ktorá vyrábala všetky Rolovom odmietané lieky. Tento obchodník - Herman, ktorý je povolaním chemik, vykonal vlastnú kontrolu tovaru. Po vyskúšaní všetkých v tom čase známych arzenál experimentov na detekciu arzénu bol presvedčený, že jeho výrobky sú v tomto ohľade čisté, a železo, čo zmiatlo audítora, dalo žlté sfarbenie oxidu zinočnatého.
Po tom, čo Herman oznámil výsledky svojich experimentov Rolovovi a orgánom krajiny Hannover, požiadal o nezávislé vyšetrenie a úplnú „rehabilitáciu“ svojho produktu. V dôsledku toho bolo rozhodnuté zistiť názor profesora Stromeyera, ktorý viedol Katedru chémie na univerzite v Göttingene a súčasne zastával funkciu generálneho inšpektora všetkých hannoverských lekární. Prirodzene, Stromeyer bol zaslaný na overenie nielen oxidu zinočnatého, ale aj iných prípravkov zinku z továrne Shenebek, vrátane uhličitanu zinočnatého, z ktorého bol tento oxid získaný.
Kalcináciou uhličitanu zinočnatého ZnCO3 získal Friedrich Stromeyer oxid, nie však biely, ako by mal byť, ale žltkastý. V dôsledku ďalšieho výskumu sa ukázalo, že drogy neobsahujú ani arzén, ako navrhoval Rolov, ani železo, ako si myslel German. Dôvodom nezvyčajnej farby bol úplne iný kov – predtým neznámy a svojimi vlastnosťami veľmi podobný zinku. Jediný rozdiel bol v tom, že jeho hydroxid na rozdiel od Zn (OH) 2 nebol amfotérny, ale mal výrazné zásadité vlastnosti.
Stromeyer pomenoval nový kov kadmium, čo naznačuje silnú podobnosť nového prvku so zinkom - grécke slovo καδμεια (kadmeia) dlho označovalo zinkové rudy (napríklad smithsonit ZnCO3) a oxid zinočnatý. Toto slovo zase pochádza z mena fénického Kadma, ktorý podľa legendy ako prvý našiel zinkový kameň a objavil jeho schopnosť dať medi (keď sa vytavila z rudy) zlatú farbu. Podľa starovekých gréckych mýtov existoval ďalší Kadmus - hrdina, ktorý porazil Draka a na území ním porazeného nepriateľa postavil pevnosť Cadmeus, okolo ktorej následne vyrástlo veľké sedembránové mesto Théby. V semitských jazykoch "kadmos" znamená "východný" alebo "had" (Fergana, Kirgizsko, Stredná Ázia - tam sú miesta, kde sa hromadia hady), čo možno vytvára názov minerálu z miest jeho ťažby alebo vývozu. z ktorejkoľvek východnej krajiny alebo provincie.
V roku 1818 Friedrich Stromeyer publikoval podrobný popis kovu, ktorého vlastnosti už dobre študoval. Vo svojej voľnej forme bol novým prvkom biely kov, mäkký a nie veľmi pevný, pokrytý hnedastým oxidovým filmom na vrchu. Čoskoro, ako sa to často stáva, Strohmeyerova priorita pri objavovaní kadmia začala byť spochybňovaná, ale všetky tvrdenia boli zamietnuté. O niečo neskôr ďalší chemik Kersten našiel v sliezskej zinkovej rude nový prvok a pomenoval ho mellin (z latinského mellinus, „žltá ako dule“). Dôvodom tohto názvu bola farba zrazeniny, ktorá vznikla pôsobením sírovodíka.
Na rozhorčenie Kersten sa ukázalo, že „mellin“ je Stromeyerovo „kadmium“. Ešte neskôr boli navrhnuté iné názvy pre štyridsiaty ôsmy prvok: v roku 1821 John navrhol pomenovať nový prvok „klaprotium“ – na počesť slávneho chemika Martina Klaprotha – objaviteľa uránu, zirkónu a titánu a Gilberta „junonium“ - po objavení asteroidu v roku 1804 Juno. Ale bez ohľadu na to, aké veľké Klaprothove zásluhy o vedu mal, jeho meno nebolo predurčené na to, aby sa presadilo v zozname chemických prvkov: kadmium zostalo kadmiom. Pravda, v ruskej chemickej literatúre prvej polovice 19. storočia sa kadmium často nazývalo kadmium.
Byť v prírode
Kadmium je typicky vzácny a skôr rozptýlený prvok, priemerný obsah tohto kovu v zemskej kôre (clarke) sa odhaduje na asi 1,3 * 10–5 % alebo 1,6 * 10–5 % hmotnosti, ukazuje sa, že kadmium v litosféry je približne 130 mg/t. V útrobách našej planéty je kadmia tak málo, že aj germánia, ktoré sa považuje za vzácne, je 25-krát viac! Približne rovnaké pomery pre kadmium a iné vzácne kovy: berýlium, cézium, skandium a indium. Kadmium má blízko k antimónu (2 * 10–5 %) a dvakrát častejšie ako ortuť (8 * 10–6 %).
Kadmium sa vyznačuje migráciou v horúcich podzemných vodách spolu so zinkom (kadmium sa nachádza ako izomorfná nečistota v mnohých mineráloch a vždy v mineráloch zinku) a inými chalkofilnými prvkami, teda chemickými prvkami náchylnými na tvorbu prírodných sulfidov, selenidov, teluridov, sulfosali a niekedy sa vyskytujú v prirodzenom stave. Okrem toho sa kadmium koncentruje v hydrotermálnych ložiskách. Sopečné horniny sú dosť bohaté na kadmium, obsahujú až 0,2 mg kadmia na kg; spomedzi sedimentárnych hornín je hlina najbohatšia na štyridsiaty ôsmy prvok - až 0,3 mg / kg (pre porovnanie, vápence obsahujú kadmium 0,035 mg / kg, pieskovce - 0,03 mg / kg). Priemerný obsah kadmia v pôde je 0,06 mg/kg.
Tento vzácny kov je prítomný aj vo vode - v rozpustenej forme (síran, chlorid, dusičnan kademnatý) a v suspenzii ako súčasť organo-minerálnych komplexov. V prirodzených podmienkach sa kadmium dostáva do podzemných vôd v dôsledku vylúhovania rúd neželezných kovov, ako aj v dôsledku rozkladu vodných rastlín a organizmov schopných ho akumulovať. Od začiatku 20. storočia sa antropogénna kontaminácia prírodných vôd kadmiom stala prevládajúcim faktorom vstupu kadmia do vôd a pôdy. Obsah kadmia vo vode výrazne ovplyvňuje pH média (v alkalickom prostredí sa kadmium vyzráža vo forme hydroxidu), ako aj sorpčné procesy. Z rovnakého antropogénneho dôvodu je vo vzduchu prítomné aj kadmium.
Vo vidieckych oblastiach je obsah kadmia vo vzduchu 0,1 - 5,0 ng / m3 (1 ng alebo 1 nanogram = 10 - 9 gramov), v mestách - 2 - 15 ng / m3, v priemyselných oblastiach - od 15 do 150 ng. /m3. Kadmium sa do ovzdušia uvoľňuje najmä vďaka tomu, že mnohé uhlie spaľované v tepelných elektrárňach tento prvok obsahuje. Kadmium sa ukladá zo vzduchu a dostáva sa do vody a pôdy. Zvýšenie obsahu kadmia v pôde je uľahčené použitím minerálnych hnojív, pretože takmer všetky obsahujú menšie nečistoty tohto kovu. Z vody a pôdy sa kadmium dostáva do rastlín a živých organizmov a ďalej v potravinovom reťazci sa môže „dodávať“ aj ľuďom.
Kadmium má svoje minerály: howliit, otavit CdCO3, montemponit CdO (obsahuje 87,5 % Cd), greenockit CdS (77,8 % Cd), xantochroit CdS(H2O)x (77,2 % Cd) kadmoselit CdSe (47 % Cd ). Netvoria však vlastné ložiská, ale sú prítomné ako nečistoty v zinku, medi, olova a polymetalických rudách (viac ako 50), ktoré sú hlavným zdrojom priemyselnej výroby kadmia. Okrem toho hlavnú úlohu zohrávajú zinkové rudy, kde sa koncentrácia kadmia pohybuje od 0,01 do 5 % (v sfalerite ZnS). Vo väčšine prípadov obsah kadmia v sfalerite nepresahuje 0,4 - 0,6%. Kadmium sa hromadí v galenite (0,005 - 0,02%), stanite (0,003 - 0,2%), pyrite (do 0,02%), chalkopyrite (0,006 - 0,12%), z týchto sulfidov sa získava kadmium.
Kadmium sa dokáže hromadiť v rastlinách (najviac v hubách) a živých organizmoch (najmä vo vode), preto sa kadmium nachádza v morských sedimentárnych horninách – bridliciach (Mansfeld, Nemecko).
Aplikácia
Hlavným spotrebiteľom kadmia je výroba chemických zdrojov prúdu: nikel-kadmiové a strieborno-kadmiové batérie, oloveno-kadmiové a ortuť-kadmiové články v záložných batériách, normálne články Weston. Kadmiumniklové batérie (AKN) používané v priemysle sú jedny z najpopulárnejších spomedzi ostatných chemických zdrojov prúdu.
Záporné dosky takýchto akumulátorov sú vyrobené zo železných mriežok s kadmiovou špongiou ako aktívnou látkou a kladné dosky sú potiahnuté oxidom niklu. Elektrolytom je roztok hydroxidu draselného. Nikl-kadmiové alkalické batérie sú spoľahlivejšie ako olovené batérie. Chemické zdroje prúdu využívajúce kadmium sa vyznačujú dlhou životnosťou, stabilnou prevádzkou a vysokými elektrickými charakteristikami. Navyše nabíjanie týchto batérií trvá menej ako jednu hodinu! AKN sa však nedajú dobiť bez úplného predbežného vybitia a v tomto sú, samozrejme, horšie ako kovové hydridové batérie.
Ďalšou širokou oblasťou použitia kadmia je nanášanie ochranných antikoróznych povlakov na kovy (kadmiovanie). Kadmiový povlak spoľahlivo chráni výrobky zo železa a ocele pred atmosférickou koróziou. V minulosti sa pokovovanie kadmiom vykonávalo ponorením kovu do roztaveného kadmia, moderný proces sa vykonáva výlučne elektrolýzou. Kadmiovanie sa aplikuje na najkritickejšie časti lietadiel, lodí, ako aj časti a mechanizmy určené na prevádzku v tropickom podnebí.
Je známe, že niektoré vlastnosti zinku a kadmia sú podobné, ale povlak kadmia má oproti pozinkovanému povlaku určité výhody: po prvé je odolnejší voči korózii a po druhé, je jednoduchšie ho urobiť rovnomerným a hladkým. Navyše, na rozdiel od zinku, kadmium je stabilné v alkalickom prostredí. Kadmiový cín sa používa pomerne široko, existuje však oblasť, v ktorej je používanie kadmiového povlaku prísne zakázané - ide o potravinársky priemysel. Je to spôsobené vysokou toxicitou kadmia.
Do istého bodu bolo šírenie kadmiových povlakov obmedzené aj z iného dôvodu - pri elektrolytickom nanášaní kadmia na oceľový diel môže vodík obsiahnutý v elektrolyte prenikať do kovu, a ako je známe, tento prvok spôsobuje vodíkové skrehnutie v vysokopevnostné ocele, čo vedie k neočakávanému zničeniu kovu pri zaťažení . Problém vyriešili sovietski vedci z Ústavu fyzikálnej chémie Akadémie vied ZSSR. Ukázalo sa, že zanedbateľný prídavok titánu (jeden atóm titánu na tisíc atómov kadmia) chráni oceľový diel pokovovaný kadmiom pred výskytom vodíkového krehnutia, pretože titán absorbuje všetok vodík z ocele počas procesu nanášania povlaku.
Asi desatina svetovej produkcie kadmia sa vynakladá na výrobu zliatin. Nízka teplota topenia je jedným z dôvodov širokého používania kadmia v zliatinách s nízkou teplotou topenia. Takou je napríklad Woodova zliatina obsahujúca 12,5 % kadmia. Takéto zliatiny sa používajú ako spájky, ako materiál na získavanie tenkých a zložitých odliatkov, v automatických hasiacich systémoch, na spájkovanie skla s kovom. Spájky obsahujúce kadmium sú celkom odolné voči teplotným výkyvom.
Ďalšou charakteristickou črtou kadmiových zliatin sú ich vysoké klzné vlastnosti. Zliatina obsahujúca 99 % kadmia a 1 % niklu sa teda používa na výrobu ložísk prevádzkovaných v automobilových, leteckých a lodných motoroch. Keďže kadmium nie je dostatočne odolné voči kyselinám, vrátane organických kyselín obsiahnutých v mazivách, ložiskové zliatiny na báze kadmia sú potiahnuté indiom. Legovanie medi s malými prídavkami kadmia (menej ako 1 %) umožňuje vyrábať drôty odolnejšie voči opotrebovaniu na elektrických dopravných linkách. Takéto zanedbateľné prídavky kadmia môžu výrazne zvýšiť pevnosť a tvrdosť medi, prakticky bez zhoršenia jej elektrických vlastností. Amalgám kadmia (roztok kadmia v ortuti) sa používa v zubárskej technike na výrobu zubných výplní.
V štyridsiatych rokoch XX storočia získalo kadmium novú úlohu - začali z neho vyrábať riadiace a havarijné tyče jadrových reaktorov. Dôvodom, prečo sa kadmium rýchlo stalo strategickým materiálom, bolo to, že veľmi dobre absorbuje tepelné neutróny. Ale prvé reaktory začiatku „atómového veku“ pracovali výlučne na tepelných neutrónoch. Neskôr sa ukázalo, že rýchle neutrónové reaktory sú perspektívnejšie ako energeticky, tak aj na získavanie jadrového paliva - 239Pu a kadmium je proti rýchlym neutrónom bezmocné, nezdržuje ich. V časoch tepelných neutrónových reaktorov stratilo kadmium svoju dominantnú úlohu a ustúpilo bóru a jeho zlúčeninám (v skutočnosti uhliu a grafitu).
Asi 20 % kadmia (vo forme zlúčenín) sa používa na výrobu anorganických farbív. Sulfid kademnatý CdS je dôležité minerálne farbivo, predtým nazývané kadmiová žltá. Už na začiatku 20. storočia bolo známe, že kadmiovú žltú je možné získať v šiestich odtieňoch, od citrónovo žltej po oranžovú. Výsledné farby sú odolné voči slabým zásadám a kyselinám a sú úplne necitlivé na sírovodík.
Farby na báze CdS sa používali v mnohých oblastiach - maľovanie, tlač, maľovanie na porcelán, pokrývali osobné vozne, chránili ich pred dymom z lokomotív. Farbivá obsahujúce sulfid kademnatý sa používali v textilnom a mydlovom priemysle. V súčasnosti sa však pomerne drahý sulfid kademnatý často nahrádza lacnejšími farbivami – kadmopónom (zmes sulfidu kademnatého a síranu bárnatého) a zinočnato-kadmiovým litopónom (zloženie ako kadmopón plus sulfid zinočnatý).
Ďalšia zlúčenina kadmia, selenid kadmia CdSe, sa používa ako červené farbivo. Zlúčeniny kadmia však našli svoje uplatnenie nielen pri výrobe farbív – sulfid kademnatý sa napríklad používa aj na výrobu fóliových solárnych článkov, ktorých účinnosť je asi 10 – 16 %. Okrem toho je CdS celkom dobrý termoelektrický materiál, ktorý sa používa ako súčasť polovodičových materiálov a fosforov. Niekedy sa kadmium používa v kryogénnej technológii, čo je spojené s jeho maximálnou tepelnou vodivosťou (v porovnaní s inými kovmi) blízkou absolútnej nule (vákuum).
Výroba
Hlavnými „dodávateľmi“ kadmia sú vedľajšie produkty spracovania zinkových, medeno-zinkových a oloveno-zinkových rúd. Čo sa týka pôvodných minerálov kadmia, jediným zaujímavým pri získavaní kadmia je greenockit CdS, takzvaná "kadmiová zmes". Greenockit sa ťaží spolu s faeritom pri vývoji zinkových rúd. Počas procesu recyklácie sa kadmium hromadí vo vedľajších produktoch procesu, odkiaľ sa následne získava.
Pri spracovaní polymetalických rúd, ako už bolo spomenuté, je kadmium často vedľajším produktom výroby zinku. Sú to buď medeno-kadmiové koláče (kovové zrazeniny získané ako výsledok čistiacich roztokov síranu zinočnatého ZnSO4 pôsobením zinkového prachu), ktoré obsahujú od 2 do 12 % Cd, alebo kundičky (prchavé frakcie vznikajúce pri destilácii zinku) s obsahom od 0,7 do 1,1 % kadmia.
Najbohatšie na štyridsiaty ôsmy prvok sú koncentráty získané pri rektifikačnom čistení zinku, môžu obsahovať až 40 % kadmia. Z medeno-kadmiových koláčov a iných produktov s vysokým obsahom kadmia sa zvyčajne lúhuje kyselinou sírovou H2SO4 za súčasného prevzdušňovania vzduchu. Proces sa uskutočňuje v prítomnosti oxidačného činidla - mangánovej rudy alebo recyklovaného mangánového kalu z elektrolýznych kúpeľov.
Okrem toho sa kadmium získava z prachu z tavieb olova a medi (môže obsahovať 0,5 až 5 % a 0,2 až 0,5 % kadmia). V takýchto prípadoch sa prach zvyčajne spracuje koncentrovanou kyselinou sírovou H2SO4 a potom sa výsledný síran kademnatý vylúhuje vodou. Zo vzniknutého roztoku síranu kademnatého sa pôsobením zinkového prachu vyzráža kadmiová huba, následne sa rozpustí v kyseline sírovej a roztok sa prečistí od nečistôt pôsobením uhličitanu sodného Na2CO3 alebo oxidu zinočnatého ZnO, je možné použiť aj metódy iónovej výmeny.
Kovové kadmium sa izoluje elektrolýzou na hliníkových katódach alebo redukciou zinkom (vytesnenie oxidu kademnatého CdO z roztokov CdSO4 zinkom) pomocou odstredivých separačných reaktorov. Rafinácia kovového kadmia zvyčajne spočíva v roztavení kovu pod vrstvou alkálie (na odstránenie zinku a olova), pričom je možné použiť Na2CO3; úprava taveniny hliníkom (na odstránenie niklu) a chloridom amónnym NH4Cl (na odstránenie tália).
Kadmium vyššej čistoty sa získava elektrolytickou rafináciou s prechodným čistením elektrolytu, ktoré sa uskutočňuje pomocou iónovej výmeny alebo extrakcie; rektifikáciou kovu (zvyčajne za zníženého tlaku), zónovým tavením alebo inými kryštalizačnými metódami. Kombináciou vyššie uvedených metód čistenia je možné získať kovové kadmium s obsahom hlavných nečistôt (zinok, meď a iné) len 10-5% hmotnosti. Okrem toho možno na čistenie kadmia použiť metódy elektrotransferu v kvapalnom kadmiu, elektrorafináciu v tavenine hydroxidu sodného NaOH a amalgámovú elektrolýzu. Keď sa zónové tavenie kombinuje s elektrotransferom, môže spolu s čistením nastať separácia izotopov kadmia.
Svetová produkcia kadmia do značnej miery súvisí s rozsahom výroby zinku a za posledné desaťročia sa výrazne zvýšila - podľa údajov z roku 2006 sa vo svete vyrobilo asi 21 tisíc ton kadmia, zatiaľ čo v roku 1980 to bolo len 15 tisíc ton . Rast spotreby kadmia pokračuje aj v súčasnosti. Hlavnými producentmi tohto kovu sú ázijské krajiny: Čína, Japonsko, Kórea, Kazachstan. Tvoria 12-tisíc ton celkovej produkcie.
Za hlavných producentov kadmia možno považovať aj Rusko, Kanadu a Mexiko. Posun masovej výroby kadmia smerom k Ázii je spôsobený tým, že v Európe došlo k zníženiu používania kadmia a naopak v ázijskom regióne rastie dopyt po nikel-kadmiových prvkoch, čo si vynucuje mnohí presunúť výrobu do ázijských krajín.
Fyzikálne vlastnosti
Kadmium je strieborno-biely kov, ktorý sa po čerstvom rezaní leskne na modro, ale na vzduchu bledne v dôsledku tvorby ochranného oxidového filmu. Kadmium je pomerne mäkký kov - je tvrdší ako cín, ale mäkší ako zinok, je celkom možné ho rezať nožom. V kombinácii s mäkkosťou má kadmium také dôležité vlastnosti pre priemysel ako ťažnosť a ťažnosť - dokonale sa valcuje do plechov a ťahá do drôtu a dá sa bez problémov leštiť.
Pri zahriatí nad 80 o C stráca kadmium svoju elasticitu, a to natoľko, že sa dá ľahko rozdrviť na prášok. Tvrdosť kadmia podľa Mohsa sa rovná dvom, podľa Brinella (pre žíhanú vzorku) 200-275 MPa. Pevnosť v ťahu 64 MN/m2 alebo 6,4 kgf/mm2, pomerné predĺženie 50 % (pri 20 o C), medza klzu 9,8 MPa.
Kadmium má šesťuholníkovú tesne zbalenú kryštálovú mriežku s periódami: a = 0,296 nm, c = 0,563 nm, pomer c/a = 1,882, z = 2, energia kryštálovej mriežky 116 μJ/kmol. Priestorová grupa С6/mmmm, atómový polomer 0,156 nm, iónový polomer Cd2+ 0,099 nm, atómový objem 13,01∙10-6 m3/mol.
Tyč z čistého kadmia pri ohnutí vydáva slabé praskanie ako cín („plechový výkrik“) – ide o kovové mikrokryštály, ktoré sa o seba trú, avšak akékoľvek nečistoty v kove tento efekt ničia. Vo všeobecnosti patrí kadmium svojimi fyzikálnymi, chemickými a farmakologickými vlastnosťami do skupiny ťažkých kovov, ktoré sa najviac podobajú zinku a ortuti.
Teplota topenia kadmia (321,1 °C) je pomerne nízka a dá sa porovnať s teplotami topenia olova (327,4 °C) alebo tália (303,6 °C). Od teplôt tavenia kovov podobných sa však líši mnohými vlastnosťami – nižšími ako má zinok (419,5 o C), no vyššími ako cín (231,9 o C). Teplota varu kadmia je tiež nízka - len 770 o C, čo je celkom zaujímavé - olovo, ako väčšina iných kovov, má veľký rozdiel medzi bodmi topenia a varu.
Takže olovo má bod varu (1745 o C) 5-krát vyšší ako bod topenia a cín, ktorého bod varu je 2620 °C, je 11-krát vyšší ako bod topenia! Zároveň má zinok, podobne ako kadmium, bod varu len 960 o C pri teplote topenia 419,5 o C. Koeficient tepelnej rozťažnosti pre kadmium je 29,8 * 10-6 (pri teplote 25 o C) . Pod 0,519 K sa kadmium stáva supravodičom. Tepelná vodivosť kadmia pri 0 o C je 97,55 W / (m * K) alebo 0,233 cal / (cm * sec * o C).
Merná tepelná kapacita kadmia (pri teplote 25 o C) je 225,02 j/(kg * K) alebo 0,055 cal/(g * o C). Teplotný koeficient elektrického odporu kadmia v teplotnom rozsahu od 0 o C do 100 o C je 4,3 * 10-3, merný elektrický odpor kadmia (pri teplote 20 o C) je 7,4 * 10-8 ohm * m (7,4 * 10-6 ohm * cm). Kadmium je diamagnetické, jeho magnetická susceptibilita je -0,176,10-9 (pri teplote 20 o C). Štandardný elektródový potenciál je -0,403 V. Elektronegativita kadmia je 1,7. Efektívny prierez záchytu tepelných neutrónov je 2450-2900-10 ~ 28 m2. Pracovná funkcia elektrónov = 4,1 eV.
Hustota (pri izbovej teplote) kadmia je 8,65 g/cm3, čo umožňuje klasifikovať kadmium ako ťažký kov. Podľa klasifikácie N. Reimersa by sa za ťažké mali považovať kovy s hustotou vyššou ako 8 g/cm3. Medzi ťažké kovy teda patrí Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. A hoci je kadmium ľahšie ako olovo (hustota 11,34 g/cm3) alebo ortuť (13,546 g/cm3), je ťažšie ako cín (7,31 g/cm3).
Chemické vlastnosti
V chemických zlúčeninách má kadmium vždy valenciu 2 (konfigurácia vonkajšej elektrónovej vrstvy 5s2) - faktom je, že atómy prvkov sekundárnej podskupiny druhej skupiny (zinok, kadmium, ortuť) ako atómy prvkov medenej podskupiny majú d-podúroveň druhej vonkajšej elektronickej vrstvy úplne vyplnenú. Pre prvky podskupiny zinku je však táto podúroveň už celkom stabilná a odstránenie elektrónov z nej vyžaduje veľmi veľké výdavky na energiu. Ďalšou charakteristickou črtou prvkov podskupiny zinku, ktorá ich približuje k prvkom podskupiny medi, je ich sklon ku komplexnej tvorbe.
Ako už bolo spomenuté, kadmium sa nachádza v rovnakej skupine periodického systému so zinkom a ortuťou a zaujíma medzi nimi strednú polohu, z tohto dôvodu sú mnohé chemické vlastnosti všetkých týchto prvkov podobné. Napríklad oxidy a sulfidy týchto kovov sú prakticky nerozpustné vo vode.
V suchom vzduchu je kadmium stabilné, ale vo vlhkom vzduchu sa na povrchu kovu pomaly vytvára tenký film oxidu CdO, ktorý chráni kov pred ďalšou oxidáciou. Pri silnom žiarení kadmium vyhorí a tiež sa zmení na oxid kademnatý - kryštalický prášok svetlohnedej až tmavohnedej farby (rozdiel vo farebnom gamute je čiastočne spôsobený veľkosťou častíc, ale vo väčšej miere je výsledkom defektov kryštálovej mriežky ), hustota CdO 8,15 g/cm3; nad 900 o C je oxid kademnatý prchavý a pri 1570 o C úplne sublimuje. Pary kadmia reagujú s vodnou parou a uvoľňujú vodík.
Kyseliny reagujú s kadmiom za vzniku solí tohto kovu. Kyselina dusičná HNO3 ľahko rozpúšťa kadmium, pričom sa uvoľňuje oxid dusnatý a vzniká dusičnan, ktorý dáva hydrát Cd (NO3) 2 * 4H2O. Z ostatných kyselín - chlorovodíkovej a zriedenej sírovej - kadmium pomaly vytláča vodík, čo sa vysvetľuje tým, že v sérii napätí je kadmium ďalej ako zinok, ale pred vodíkom. Na rozdiel od zinku kadmium neinteraguje s alkalickými roztokmi. Kadmium redukuje dusičnan amónny NH4NO3 v koncentrovaných roztokoch na dusitan amónny NH4NO2.
Nad teplotou topenia sa kadmium spája priamo s halogénmi, pričom vznikajú bezfarebné zlúčeniny - halogenidy kadmia. CdCl2, CdBr2 a CdI2 sú veľmi ľahko rozpustné vo vode (53,2 % hm. pri 20 o C), oveľa ťažšie sa rozpúšťa fluorid kademnatý CdF2 (4,06 % hm. pri 20 o C), ktorý je úplne nerozpustný v etanole. Dá sa získať pôsobením fluóru na kov alebo fluorovodíka na uhličitan kademnatý. Chlorid kademnatý sa získava reakciou kadmia s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou alebo chloráciou kovu pri 500 o C.
Bromid kademnatý sa získava bromáciou kovov alebo pôsobením bromovodíka na uhličitan kademnatý. Kadmium pri zahrievaní reaguje so sírou za vzniku sulfidu CdS (citrónovo žltej až oranžovej červenej), nerozpustný vo vode a zriedených kyselinách. Keď sa kadmium fúzuje s fosforom a arzénom, tvoria sa fosfidy a arzenidy zloženia Cd3P2 a CdAs2 s antimónom - antimonidom kadmia. Kadmium nereaguje s vodíkom, dusíkom, uhlíkom, kremíkom a bórom. Nepriamo sa získali hydrid CdH2 a nitrid Cd3N2, ktoré sa ľahko rozkladajú zahrievaním.
Roztoky kadmiových solí sú v dôsledku hydrolýzy kyslé, žieravé alkálie z nich vyzrážajú biely hydroxid Cd (OH) 2. Pôsobením veľmi koncentrovaných alkalických roztokov sa mení na hydroxokadmáty, ako je Na2. Hydroxid kademnatý reaguje s amoniakom za vzniku rozpustných komplexov:
Cd(OH)2 + 6NH3 * H20 -> (OH)2 + 6H20
Okrem toho Cd(OH)2 prechádza do roztoku pôsobením alkalických kyanidov. Nad 170 o S ním sa rozkladá na CdO. Interakcia hydroxidu kademnatého s peroxidom vodíka (peroxidom) vo vodnom roztoku vedie k tvorbe peroxidov (peroxidov) rôzneho zloženia.
Použitie materiálov z webovej stránky http://i-think.ru/
ADR 6.1
Toxické látky (jed)
Riziko otravy vdýchnutím, kontaktom s pokožkou alebo po požití. Nebezpečný pre vodné prostredie alebo kanalizačný systém (podobne ako nebezpečný tovar ADR na prepravu ortuti, menej nebezpečný)
Použite masku núdzového východu
Biely diamant, číslo ADR, čierna lebka so skríženými hnátmi
ADR Ryby
Látky nebezpečné pre životné prostredie (ekológia vrátane topiacich sa, rozpustných, práškových a tekutých materiálov)
Nebezpečný pre vodné prostredie alebo kanalizačný systém (podobne ako nebezpečný tovar ADR na prepravu ortuti, menej nebezpečný)
| Meno, Označenie, Číslo | Kadmium, Cd, 48 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemická skupina | prechodné kovy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skupina, Obdobie, Blok | 12, 5, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hustota, tvrdosť | 8650 kg / m³, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Šou | Strieborná biela metalíza | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atómové vlastnosti | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Atómová hmotnosť | 112,411 amu (g/mol) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Polomer atómu | 155 (161) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| kovalentný polomer | 148 hod | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waalsov polomer | 158 hod | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronická konfigurácia | 4d 10 5s 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e - na energetickú hladinu | 2, 8, 18, 18, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidačné stavy (oxid) | 2 (hlavný) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| mriežková konštrukcia | Šesťhranné | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fyzikálne vlastnosti | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stav agregácie | Pevné | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Teplota topenia | 594,22 tis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Teplota varu | 1040 tis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molárny objem | 1,00 x 10-6 m³/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Teplo odparovania | 100 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Špecifické teplo topenia | 6,192 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tlak nasýtenej pary | 14,8 Pa pri 597 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rýchlosť zvuku | 2310 m/s pri 293,15 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zmiešaný | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativita | 1,69 (podľa Paulinga) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Špecifické teplo | 233 J/(kg K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrická vodivosť | 13.8 júna 10 / (m ohm) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tepelná vodivosť | 96,8 W/(m K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I [Ionizačná energia]] | 867,8 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| II POTENCIÁL IONIZÁCIE | 1631,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| III POTENCIÁL IONIZÁCIE | 3 616 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Najperzistentnejšie izotopy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Chemický prvok v periodickej tabuľke, ktorý ovplyvňuje CD a má atómové číslo 48 a atómovú hmotnosť 112,41. Strieborno-biely mäkký kov s modrastým odtieňom, pružný, ťažný, taviteľný, toxický prechodový kov, nachádzajúci sa v zinkovej červenej, široko používaný v batériách.
Prírodné kadmium pozostáva zo zmesi 8 stabilných izotopov s hmotnostnými číslami 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114, 116. Kadmium silne zachytáva tepelné neutróny, pričom izotop 113 Cd má najväčší absorpčný prierez. Soli sa ľahko hydrolyzujú, majú kyslú reakciu, pôsobením zásad sa uvoľňuje hydroxid Cd (OH) 2. Jediným stabilným oxidačným stavom je 2. Pre Cd je charakteristické koordinačné číslo 6, aj keď sa nachádzajú 4 a 5. Kadmium organické zlúčeniny R2Cd nie sú stabilné voči vode a kyslíku, sú vysoko reaktívne.
všeobecné informácie
Jednoduchá látka je kadmium. Mäkký kujný kov, alotropné modifikácie NIE SÚ ma. Reaguje s kyselinami. Rozpustné zlúčeniny sú jedovaté. Tvorí vzácne minerály: greenockit CdS (77,7 % Cd), otavit CdCO 3, kadmoselit CdSe, monteponit CdO (87,5 % Cd). Vstupuje vo forme izomorfnej nečistoty do minerálov zinku, najmä do sfaleritu. Prímes Cd (tisíciny a %) sa nachádza v hydrotermálnych rudách, kde je prítomný v sfalerite, galenite a iných, hlavne sulfidických mineráloch. Pre nízkoželezitý sfalerit je charakteristický zvýšený obsah K. do 1,5 %.
Vo vlhkom vzduchu je pokrytý ochranným oxidačným filmom s CdO a pri silnom zahriatí horí na CdO. Halogény sa ľahko oxidujú na halogenidy. Rozpustný v minerálnych kyselinách, nerozpustný na lúkach. Pri zahrievaní reaguje s kyslíkom, ako aj s kyselinami.
Príbeh
Kadmium (lat. kadmia, grécky Kadmeia znamená zinková ruda) bol objavený v Nemecku v roku 1817 Friedrichom Strogmeerom. Strongmeer našiel nový prvok v kontaminácii oxidom zinočnatým a asi 100 rokov bolo Nemecko jedinou krajinou, ktorá tento kov dovážala. Vedec pomenoval kov kadmium, pričom zdôraznil jeho „rodinné väzby“ so zinkom: grécke slovo „kadmium“ znamenalo „zinková ruda“.
Distribúcia v prírode
Kadmium je jeden zo vzácnych rozptýlených prvkov, jeho Clark (percento obsahu hmotnosti) v zemskej kôre je 1,3 * 10 -5%. Kadmium je charakterizované migráciou v horúcich podzemných vodách spolu so zinkom a inými chalkofilnými prvkami (t. j. chemickými prvkami náchylnými na tvorbu prírodných sulfidov, selenidov, televízneho rádia, sulfosolí, ktoré sa niekedy nachádzajú v prirodzenom stave) a koncentráciou v hydrotermálnych ložiskách. Vulkanické horniny obsahujú do 0,2 mg kadmia na kg, spomedzi sedimentárnych hornín najbohatšie íly na kadmium - do 0,3 mg / kg, vápence obsahujú 0,035 mg / kg, pieskovce - 0,03 mg / kg. Priemerný obsah kadmia v pôde je 0,06 mg/kg.
Hoci sú známe samostatné minerály kadmia - greenockit (CdS), otavit (CdCO 3), monteponit (CdO) a selenid (CdSe), netvoria vlastné ložiská, ale sú prítomné ako nečistoty v zinku, olove, medi a polymetalických rudách. a sú hlavným zdrojom priemyselnej výroby kadmia.
V určitej miere sa v ovzduší vyskytuje aj kadmium. Obsah kadmia vo vzduchu je 0,1 - 5 ng / m vo vidieckych oblastiach (1 ng alebo 10 - 9 g), 2 - 15 ng / m - v mestách a od 15 do 150 ng / m - v priemyselných oblastiach. Je to spôsobené tým, že mnohé druhy uhlia obsahujú kadmium vo forme nečistôt a pri spaľovaní v tepelných elektrárňach sa dostáva do atmosféry. Zároveň sa väčšina usadzuje na pôde. K používaniu minerálnych hnojív prispieva aj zvýšenie obsahu kadmia v pôde, pretože všetky obsahujú menšie nečistoty kadmia.
Kadmium sa môže hromadiť v rastlinách (najviac v hubách) a živých organizmoch (najmä vo vodných) a ďalej v potravinovom reťazci sa môže „dodávať“ aj človeku. Veľa kadmia v cigaretovom dyme.
izotopy
Prírodné kadmium pozostáva zo 6 stabilných izotopov. Identifikovalo sa 27 stabilných rádioizotopov: Cd-113 s polčasom rozpadu 7,7 kvadriliónov rokov, Cd-109 s polčasom rozpadu 462,6 dňa a Cd-115 s polčasom rozpadu 53,46 hodín. Všetky ostatné rádioaktívne izotopy majú polčas rozpadu menší ako 2,5 hodiny a väčšina z nich má polčas rozpadu menší ako 5 minút. Tento prvok má 8 metastabilných stavov, najstabilnejšie z nich sú Cd-113 (t ½ 14,1 roka), Cd-115 (t ½ 44,6 dňa) a Cd-117 (t ½ 3,36 hodiny).
Izotopy kadmia majú atómovú hmotnosť v rozmedzí od 96,935 dňa (Cd-97) do 129,934 dňa (Cd-138). Hlavným spôsobom rozpadu najbežnejšieho stabilného izotopu Cd-112 je záchyt elektrónu a jeho beta žiarenia. Produktom rozpadu pred operáciou je prvok 47 (striebro) a potom prvok 49 (indium).
Potvrdenie
Svetová produkcia kadmia na začiatku XXI storočia. je cca. 20 miliónov ton.Z toho ázijské krajiny poskytujú 45%, Amerika - 25%, Európa - 27%.
Hlavnými zdrojmi kadmia sú medziprodukty výroby zinku, prach z olovených a medených tavieb. Surovina sa spracuje koncentrovanou kyselinou sírovou a CdS04 sa získa v roztoku. Cd sa izoluje z roztoku pomocou zinkového prachu:
Výsledný kov sa čistí pretavením pod vrstvou alkálie, aby sa odstránili nečistoty zinku a olova. Kadmium vysokej čistoty sa získava elektrochemickou rafináciou so stredným čistením elektrolytu.
Fyzikálne vlastnosti
Kadmium je mäkký, tvárny, pružný, striebristo-biely dvojmocný kov, ktorý sa dá ľahko rezať. V mnohých ohľadoch je podobný zinku, ale je schopný vytvárať zložité zlúčeniny.
Chemické vlastnosti
Chemickými vlastnosťami je kadmium podobné zinku, ale menej aktívne. Pri bežnej teplote vzduchu je povrch kovového kadmia pokrytý oxidovým filmom, čo sťažuje uskutočňovanie reakcií – väčšina interakcií prebieha pri zahrievaní. Keď sa kadmium spaľuje v prúde kyslíka, vytvára sa jeho oxid:
Pri kontakte s vodou sa kadmium pasivuje v dôsledku vzniku povlakov hydroxidu Cd (OH) 2, aktívne však rozkladá prehriatu vodnú paru:
Kovové kadmium okrem kyslíka interaguje aj s halogénmi, sírou, selénom, fosforom (za vzniku nečistôt):
Redukčné vlastnosti v kadmiu sú slabšie ako v zinku, ale tiež obnovuje niektoré nekovy z oxidov a kovov v ich soliach (v roztokoch):
Kadmium môže pôsobiť ako komplexotvorné činidlo, ktoré koordinuje 3, 4 alebo 6 ligandov:
Aplikácia
Kadmium našlo vďaka svojim fyzikálnym vlastnostiam široké uplatnenie v strojárstve a priemysle (najmä od 50. rokov 20. storočia). Hlavné oblasti použitia: na antikorózny náter (tzv. kadmiovanie) železných kovov najmä v prípadoch, kde prichádzajú do styku s morskou vodou, ako aj na výrobu nikel-kadmiových elektrických akumulátorov. a batérie. Kadmium je súčasťou mnohých zliatin, a to ako nízkotaviteľné zliatiny používané ako spájky (napríklad Woodova kovová zliatina - 50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 12,5% Cd), tak aj žiaruvzdorné zliatiny odolné voči opotrebovaniu ( napríklad s niklom).Kadmium sa používa v moderátorových tyčiach jadrových reaktorov, niektoré zlúčeniny kadmia majú polovodičové vlastnosti a pod. Kadmium sa dlho používa na výrobu farbív (pigmentov) a ako stabilizátor v výroba plastov (napríklad polyvinylchlorid), v súčasnosti sa však pre toxicitu na tieto účely prakticky nepoužíva.
hazard so zdravím
Kadmium je jedným z mála prvkov, ktoré v ľudskom tele neplnia štrukturálne funkcie. Tento prvok a jeho zlúčeniny sú extrémne toxické už pri nízkych koncentráciách. Má tendenciu sa hromadiť v organizmoch a ekosystémoch.
Vdychovanie kadmiového prachu rýchlo vedie k ochoreniam, často smrteľným, dýchacích ciest a obličiek (najčastejšie k zlyhaniu obličiek). Absorpcia akéhokoľvek významného množstva kadmia spôsobuje okamžité poškodenie pečene a obličiek. Karcinogénne sú aj zlúčeniny obsahujúce kadmium. Údaje o karcinogenite kadmia sú obmedzené. Pri pokusoch na zvieratách nebol zaznamenaný nárast počtu nádorov z použitia kadmia. Tento trend bol pozorovaný len pri vdychovaní prachových častíc obsahujúcich anorganické zlúčeniny kadmia.
Otrava kadmiom je príčinou choroby, ktorá bola prvýkrát popísaná v Japonsku v 50. rokoch minulého storočia a nazývala sa „Itai-itai“ (čo doslova znamená „bolí to“).
kadmium- prvok vedľajšej podskupiny druhej skupiny, piatej periódy periodickej sústavy chemických prvkov D. I. Mendelejeva, s atómovým číslom 48. Označuje sa symbolom Cd (lat. Kadmium). Mäkký, tvárny strieborno-biely prechodový kov.
Obvodný lekár Rolov sa vyznačoval ostrou povahou. V roku 1817 teda nariadil stiahnuť z predaja všetky prípravky s oxidom zinočnatým vyrábané v továrni Herman's Shenebek. Podľa objavenia sa prípravkov mal podozrenie, že v oxide zinočnatém je arzén! (Na kožné ochorenia sa stále používa oxid zinočnatý, vyrábajú sa z neho masti, prášky, emulzie.)
Na dôkaz svojho prípadu prísny audítor rozpustil podozrivý oxid v kyseline a cez tento roztok nechal prejsť sírovodík: vypadla žltá zrazenina. Sulfidy arzénu sú len žlté!
Majiteľ továrne začal napádať rozhodnutie Rolova. Sám bol chemikom a po osobnej analýze vzoriek produktov v nich nenašiel žiadny arzén. Výsledky analýzy oznámil Rolovovi a zároveň úradom krajiny Hannover. Úrady si samozrejme vyžiadali vzorky, aby ich poslali na analýzu jednému z renomovaných chemikov. Rozhodlo sa, že sudcom v spore medzi Rolovom a Hermanom by mal byť profesor Friedrich Stromeyer, ktorý bol od roku 1802 predsedom chémie na univerzite v Göttingene a funkciou generálneho inšpektora všetkých hannoverských lekární.
Stromeyerovi bol zaslaný nielen oxid, ale aj ďalšie prípravky zinku z továrne Herman, vrátane ZnCO3, z ktorého sa tento oxid získaval. Po kalcinácii uhličitanu zinočnatého získal Strohmeyer oxid, ale nie biely, ako by mal byť, ale žltkastý. Majiteľ továrne vysvetľoval zafarbenie prímesou železa, no Stromeyer sa s týmto vysvetlením neuspokojil. Po zakúpení ďalších zinkových prípravkov urobil ich kompletnú analýzu a bez väčších problémov izoloval prvok, ktorý spôsobil žltnutie. Rozbor povedal, že to nebol arzén (ako tvrdil Rolov), ale ani železo (ako tvrdil Herman).
Bol to nový, dovtedy neznámy kov, chemicky veľmi podobný zinku. Len jeho hydroxid na rozdiel od Zn(OH)2 nebol amfotérny, ale mal výrazné zásadité vlastnosti.
48 prvok periodickej sústavy prvkov Vo svojej voľnej forme bol novým prvkom biely kov, mäkký a málo pevný, navrchu pokrytý hnedastým oxidovým filmom. Stromeyer nazval tento kov kadmium, čím jasne narážal na jeho „zinkový“ pôvod: grécke slovo καδμεια dlho označovalo zinkové rudy a oxid zinočnatý.
V roku 1818 Stromeyer zverejnil podrobné informácie o novom chemickom prvku a takmer okamžite sa začalo zasahovať do jeho priority. Prvý hovoril ten istý Rolov, ktorý predtým veril, že v prípravkoch z nemeckej továrne je arzén. Krátko po Stromeyerovi objavil ďalší nemecký chemik Kersten nový prvok v sliezskej zinkovej rude a nazval ho mellin (z latinského mellinus, „žltá ako dule“) pre farbu zrazeniny, ktorá vznikla pôsobením sírovodíka. Bolo to však kadmium, ktoré objavil už Strohmeyer. Neskôr boli pre tento prvok navrhnuté ďalšie dve mená: klaprotium - na počesť slávneho chemika Martina Klaprotha a junonium - podľa asteroidu Juno objaveného v roku 1804. Ale názov, ktorý dal prvku jeho objaviteľ, bol napriek tomu stanovený. Pravda, v ruskej chemickej literatúre prvej polovice 19. storočia. kadmium sa často nazývalo kadmium.
|
|||
| Vlastnosti atómu | |||
|---|---|---|---|
| Meno, symbol, číslo |
Kadmium / Kadmium (Cd), 48 |
||
| Atómová hmotnosť (molárna hmota) |
112,411(8) a. e.m. (g/mol) |
||
| Elektronická konfigurácia | |||
| Polomer atómu | |||
| Chemické vlastnosti | |||
| kovalentný polomer | |||
| Polomer iónov | |||
| Elektronegativita |
1,69 (Paulingova stupnica) |
||
| Elektródový potenciál | |||
| Oxidačné stavy | |||
| Ionizačná energia (prvý elektrón) |
867,2 (8,99) kJ/mol (eV) |
||
| Termodynamické vlastnosti jednoduchej látky | |||
| Hustota (v n.a.) | |||
| Teplota topenia | |||
| Teplota varu | |||
| Oud. teplo fúzie |
6,11 kJ/mol |
||
| Oud. teplo vyparovania |
59,1 kJ/mol |
||
| Molárna tepelná kapacita |
26,0 J/(K mol) |
||
| Molárny objem |
13,1 cm³/mol |
||
| Kryštálová mriežka jednoduchej látky | |||
| Mriežková štruktúra |
šesťuholníkový |
||
| Parametre mriežky |
a=2,979 c=5,618 Á |
||
| pomer c/a | |||
| Debyeho teplota | |||
| Iné vlastnosti | |||
| Tepelná vodivosť |
(300 K) 96,9 W/(m K) |
||
