Cadmium

CADMIUM-ako; m.[lat. cadmium mula sa Greek. kadmeia - zinc ore]

1. Chemical element (Cd), isang kulay-pilak-puting malambot, malleable na metal na matatagpuan sa zinc ores (bahagi ng maraming fusible alloy, na ginagamit sa industriya ng nuklear).

2. Artipisyal na dilaw na pintura sa iba't ibang kulay.

◁ Cadmium, ika, ika. K haluang metal. K-th dilaw(kulay).

kadmyum

(lat. Cadmium), isang kemikal na elemento ng pangkat II ng periodic system. Ang pangalan ay mula sa Greek kadméia, zinc ore. Pilak na metal na may mala-bughaw na tint, malambot at fusible; density 8.65 g / cm 3, t pl 321.1ºC. Ito ay minahan sa panahon ng pagproseso ng lead-zinc at copper ores. Ginagamit para sa cadmium plating, sa malalakas na baterya, nuclear power (control rods ng mga reactors), upang makakuha ng mga pigment. Kasama sa mababang pagkatunaw at iba pang mga haluang metal. Ang Cadmium sulfide, selenides at tellurides ay mga semiconductor na materyales. Maraming mga cadmium compound ay nakakalason.

CADMIUM

CADMIUM (lat. Cadmium), Cd (basahin ang "cadmium"), isang kemikal na elemento na may atomic number 48, atomic mass 112.41.
Ang natural na cadmium ay binubuo ng walong stable isotopes: 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%) at 116 Cd (12.75%). Ito ay matatagpuan sa ika-5 panahon sa pangkat IIB ng periodic system ng mga elemento. Pagsasaayos ng dalawang panlabas na layer ng elektron 4 s 2 p 6 d 10 5s 2 . Ang estado ng oksihenasyon ay +2 (valency II).
Ang radius ng atom ay 0.154 nm, ang radius ng Cd 2+ ion ay 0.099 nm. Sequential ionization energies - 8.99, 16.90, 37.48 eV. Electronegativity ayon kay Pauling (cm. PAULING Linus) 1,69.
Kasaysayan ng pagtuklas
Natuklasan ng propesor ng Aleman na si F. Stromeyer (cm. STROMEYER Friedrich) noong 1817. Magdeburg pharmacists sa pag-aaral ng zinc oxide (cm. ZINC (elemento ng kemikal)) Ang ZnO ay pinaghihinalaang naglalaman ng arsenic (cm. ARSENIC). Ang F. Stromeyer ay naghiwalay ng brown-brown oxide mula sa ZnO, binawasan ito ng hydrogen (cm. HYDROGEN) at nakatanggap ng isang kulay-pilak na puting metal, na tinatawag na cadmium (mula sa Greek kadmeia - zinc ore).
Ang pagiging nasa kalikasan
Ang nilalaman sa crust ng lupa ay 1.35 10 -5% sa pamamagitan ng masa, sa tubig ng mga dagat at karagatan 0.00011 mg / l. Ilang napakabihirang mineral ang kilala, halimbawa, greenockite GdS, otavite CdCO 3 , monteponite CdO. Ang Cadmium ay naipon sa polymetallic ores: sphalerite (cm. sphalerite)(0.01-5%), galena (cm. GALENA)(0.02%), chalcopyrite (cm. chalcopyrite)(0.12%), pyrite (cm. PYRITE)(0.02%), fahlore (cm. FAIL ORES) at kama (cm. STANIN)(hanggang 0.2%).
Resibo
Ang pangunahing pinagmumulan ng cadmium ay mga intermediate na produkto ng produksyon ng zinc, alikabok mula sa lead at copper smelters. Ang hilaw na materyal ay ginagamot ng puro sulfuric acid at ang CdSO 4 ay nakuha sa solusyon. Ang Cd ay nakahiwalay sa isang solusyon gamit ang zinc dust:
CdSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cd
Ang resultang metal ay dinadalisay sa pamamagitan ng muling pagtunaw sa ilalim ng isang layer ng alkali upang alisin ang mga dumi ng zinc at lead. Ang high purity cadmium ay nakukuha sa pamamagitan ng electrochemical refining na may intermediate purification ng electrolyte o sa pamamagitan ng zone melting (cm. ZONE MELTING).
Mga katangiang pisikal at kemikal
Ang Cadmium ay isang kulay-pilak na puting malambot na metal na may hexagonal na sala-sala ( a = 0,2979, kasama= 0.5618 nm). Natutunaw na punto 321.1 ° C, kumukulo na punto 766.5 ° C, density 8.65 kg / dm 3. Kung ang cadmium stick ay baluktot, pagkatapos ay isang mahinang basag ang maririnig - ito ay mga metal na microcrystal na kumakapit sa isa't isa. Ang karaniwang potensyal ng elektrod ng cadmium ay -0.403 V, sa isang serye ng mga karaniwang potensyal (cm. STANDARD CAPACITY) ito ay matatagpuan bago ang hydrogen (cm. HYDROGEN).
Sa isang tuyong kapaligiran, ang cadmium ay matatag; sa isang mahalumigmig na kapaligiran, unti-unti itong natatakpan ng isang pelikula ng CdO oxide. Sa itaas ng punto ng pagkatunaw, ang cadmium ay nasusunog sa hangin upang bumuo ng brown oxide CdO:
2Cd + O 2 \u003d 2CdO
Ang mga singaw ng cadmium ay tumutugon sa singaw ng tubig upang bumuo ng hydrogen:
Cd + H 2 O \u003d CdO + H 2
Kung ikukumpara sa grupong IIB na kapitbahay nito, ang Zn, mas mabagal ang reaksyon ng cadmium sa mga acid:
Сd + 2HCl \u003d CdCl 2 + H 2
Ang reaksyon ay nagpapatuloy nang pinakamadaling sa nitric acid:
3Cd + 8HNO 3 \u003d 3Cd (NO 3) 2 + 2NO - + 4H 2 O
Ang Cadmium ay hindi tumutugon sa alkalis.
Sa mga reaksyon, maaari itong kumilos bilang isang banayad na ahente ng pagbabawas, halimbawa, sa mga puro solusyon, nagagawa nitong bawasan ang ammonium nitrate sa NH 4 NO 2 nitrite:
NH 4 NO 3 + Cd \u003d NH 4 NO 2 + CdO
Ang Cadmium ay na-oxidized sa mga solusyon ng Cu (II) o Fe (III) na mga asin:
Cd + CuCl 2 \u003d Cu + CdCl 2;
2FeCl 3 + Cd \u003d 2FeCl 2 + CdCl 2
Sa itaas ng punto ng pagkatunaw nito, ang cadmium ay tumutugon sa mga halogens (cm. HALOGENS) sa pagbuo ng halides:
Cd + Cl 2 \u003d CdCl 2
Sa asupre (cm. SULPHUR) at iba pang mga chalcogens ay bumubuo ng chalcogenides:
Cd+S=CdS
Ang Cadmium ay hindi tumutugon sa hydrogen, nitrogen, carbon, silicon at boron. Ang Cd 3 N 2 nitride at CdH 2 hydride ay hindi direktang nakuha.
Sa mga may tubig na solusyon, ang mga cadmium ions na Cd 2+ ay bumubuo ng mga aqua complex na 2+ at 2+ .
Ang Cadmium hydroxide Cd (OH) 2 ay nakukuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng alkali sa isang solusyon ng cadmium salt:
СdSO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + Cd (OH) 2 Ї
Ang cadmium hydroxide ay halos hindi natutunaw sa alkalis, bagaman ang pagbuo ng hydroxide complexes 2– ay naitala sa matagal na pagkulo sa napakakonsentradong solusyon ng alkalis. Kaya, amphoteric (cm. AMPHOTERICITY) ang mga katangian ng cadmium oxide CdO at hydroxide Cd(OH) 2 ay mas mahina kaysa sa mga katumbas na zinc compound.
Ang Cadmium hydroxide Cd (OH) 2 dahil sa pagiging kumplikado ay madaling natutunaw sa may tubig na mga solusyon ng ammonia NH 3:
Cd (OH) 2 + 6NH 3 \u003d (OH) 2
Aplikasyon
40% ng ginawang cadmium ay ginagamit para sa anti-corrosion coatings sa mga metal. 20% ng cadmium ay ginagamit upang gumawa ng mga cadmium electrodes na ginagamit sa mga baterya, mga normal na Weston cell. Humigit-kumulang 20% ​​ng cadmium ang ginagamit para sa paggawa ng mga inorganikong colorant, espesyal na panghinang, semiconductor na materyales at phosphor. 10% cadmium - isang bahagi ng alahas at fusible alloys, plastik.
Aksyon ng pisyolohikal
Ang mga singaw ng cadmium at mga compound nito ay nakakalason, at ang cadmium ay maaaring maipon sa katawan. Sa inuming tubig ang MPC para sa cadmium ay 10 mg/m 3 . Ang mga sintomas ng matinding pagkalason sa mga cadmium salt ay pagsusuka at kombulsyon. Ang mga natutunaw na cadmium compound, pagkatapos na masipsip sa dugo, ay nakakaapekto sa central nervous system, atay at bato, at nakakagambala sa metabolismo ng phosphorus-calcium. Ang talamak na pagkalason ay humahantong sa anemia at pagkasira ng buto.

encyclopedic Dictionary. 2009 .

Mga kasingkahulugan:

Tingnan kung ano ang "cadmium" sa ibang mga diksyunaryo:

- (lat. cadmium). Isang malleable na metal, katulad ng kulay ng lata. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Chudinov A.N., 1910. Cadmium lat. cadmium, mula sa kadmeia gea, cadmium earth. Metal na katulad ng lata. Paliwanag ng 25,000 dayuhan ... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

CADMIUM- CADMIUM, Cadmium, chem. elemento, char. Cd, atomic weight 112.41, serial number 48. Ito ay nakapaloob sa maliliit na dami sa karamihan ng mga zinc ores at nakuha bilang isang by-product sa panahon ng pagmimina ng zinc; pwede din makuha...... Malaking Medical Encyclopedia

CADMIUM- tingnan ang CADMIUM (Cd). Ito ay nakapaloob sa sangay na tubig ng maraming pang-industriya na negosyo, lalo na ang lead-zinc at metalworking plants gamit ang electroplating. Ito ay naroroon sa mga phosphate fertilizers. Ang sulfuric acid ay natutunaw sa tubig, ... ... Mga Sakit sa Isda: Isang Handbook

Cadmium- (Cd) kulay-pilak na puting metal. Ito ay ginagamit sa nuclear power engineering at electroplating, ay bahagi ng mga haluang metal, ay ginagamit para sa paghahanda ng mga plate sa pag-print, solder, welding electrodes, sa produksyon ng mga semiconductors; ay isang sangkap... Russian encyclopedia ng proteksyon sa paggawa

- (Cadmium), Cd, elemento ng kemikal ng pangkat II ng periodic system, atomic number 48, atomic mass 112.41; metal, mp 321.1 shC. Ginagamit ang Cadmium upang maglapat ng mga anti-corrosion coatings sa mga metal, gumawa ng mga electrodes, kumuha ng mga pigment, ... ... Modern Encyclopedia

- (simbolo Cd), isang kulay-pilak na puting metal mula sa pangalawang pangkat ng periodic table. Unang ihiwalay noong 1817. Nakapaloob sa greenockite (sa anyo ng sulfide), ngunit pangunahing nakuha bilang isang by-product mula sa pagkuha ng zinc at lead. Madaling peke... Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo

Cd (mula sa Greek kadmeia zinc ore * a. cadmium; n. Kadmium; f. cadmium; i. cadmio), chem. elemento II pangkat na pana-panahon. sistema ng Mendeleev, at.s. 48, sa. m. 112.41. Sa kalikasan, mayroong 8 stable isotopes 106Cd (1.225%) 108Cd (0.875%), ... ... Geological Encyclopedia

Asawa. metal (isa sa mga prinsipyo ng kemikal o hindi nabubulok na elemento) na matatagpuan sa zinc ore. Cadmium, na nauukol sa cadmium. K admisty, naglalaman ng cadmium. Diksyunaryo ng Paliwanag ni Dahl. SA AT. Dal. 1863 1866 ... Diksyunaryo ng Paliwanag ni Dahl

Cadmium- (Cadmium), Cd, elemento ng kemikal ng pangkat II ng periodic system, atomic number 48, atomic mass 112.41; metal, mp 321.1°C. Ginagamit ang Cadmium upang maglapat ng mga anti-corrosion coatings sa mga metal, gumawa ng mga electrodes, kumuha ng mga pigment, ... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary

CADMIUM- chem. elemento, simbolo Cd (lat. Cadmium), at. n. 48, sa. m. 112.41; kulay-pilak na puti makintab na malambot na metal, density 8650 kg/m3, tmelt = 320.9°C. Ang Cadmium ay isang bihira at trace element, nakakalason, kadalasang matatagpuan sa mga ores kasama ng zinc, na ... ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia

- (lat. Cadmium) Cd, isang kemikal na elemento ng pangkat II ng periodic system, atomic number 48, atomic mass 112.41. Ang pangalan ay mula sa Greek kadmeia zinc ore. Pilak na metal na may mala-bughaw na tint, malambot at fusible; density 8.65 g/cm³,… … Malaking Encyclopedic Dictionary

Saan nagmula ang cadmium? Palaging matatagpuan ang Cadmium sa mga ores kung saan mina ang zinc, lead, at kung minsan sa copper ore. Samakatuwid, hindi maiiwasang mapunta ito sa mga basurang produkto ng paggawa ng mga metal na ito. Ngunit hindi sila itinatapon, ngunit sinusubukan nilang i-recycle, dahil maraming iba pang elemento na kailangan ng isang tao. Ang proporsyon ng cadmium ay napakataas - 0.3–0.5% ayon sa timbang ng zinc concentrate, at 95% ang napili mula doon. Sa totoo lang, natuklasan ang cadmium sa pag-aaral ng mga zinc compound. Sinasabi nila ang gayong kuwento (tingnan ang "Chemistry and Life", 1970, No. 9). Noong 1817, lumitaw ang isang salungatan sa Magdeburg: inutusan ng manggagamot ng distrito na si Rolov ang lahat ng paghahanda na may zinc oxide na bawiin mula sa pagbebenta, na pinaghihinalaan na mayroong arsenic dito. Ang mga parmasyutiko ay nanumpa din na walang arsenic sa mga paghahanda, maliban marahil sa iron oxide, na nagbibigay sa pamahid ng madilaw na kulay. Ang arbitrator ay si Propesor Friedrich Stromeyer ng Unibersidad ng Göttingen, na noon ay Chief Pharmaceutical Inspector. Talagang nagtagumpay siya sa paghiwalay ng isang madilaw na tambalan mula sa paghahanda. Gayunpaman, wala itong kinalaman sa alinman sa arsenic o bakal, ngunit naging isang oksido ng isang bagong elemento. Noong taglagas ng 1817, sa mga pakikipag-usap sa mga kasamahan, tinawag itong cadmium ni Strohmeyer, na binibigyan ng sumusunod na paliwanag. Ang maalamat na prinsipe ng Phoenician na si Cadmus, na dumating sa Boeotia upang hanapin ang kanyang kapatid na babae sa Europa, na ninakaw ni Zeus, ay nagtayo ng kuta ng Cadmeus doon. Pagkatapos ay lumaki sa paligid nito ang sinaunang Greek Thebes. Noong sinaunang panahon, isang tiyak na pinaghalong zinc compound ang natagpuan malapit sa lungsod na ito, na tinatawag na "Cadmeian earth" o cadmea. Ginamit ni Stromeyer ang pangalang ito.

Hindi nagtagal ay nakumbinsi din si Rolov na ang kahina-hinalang karumihan ay hindi arsenic, ngunit isang tambalan ng isang bagong metal. Ngunit ang kanyang artikulo ay ipinadala sa " Journal fur der praktischen Heilkunde”, ay naantala at lumabas noong Abril 1818, nang sa mga chemist ay alam na nila ang tungkol sa pagtuklas ng Stromeyer.

Paano nakaapekto sa interes sa cadmium ang dilaw na kulay ng tambalan? Sa pinakadirektang paraan: ilang sandali matapos ang pagtuklas kay Stromeyer, isang Carsten, senior adviser para sa metalurhiya sa planta sa Breslau (ngayon Wroclaw), natagpuan sa Silesian zinc ore isang elemento na nagbigay ng dilaw na namuo kapag dumaan sa isang solusyon ng hydrogen sulfide, at tinawag itong "melinium" mula sa salitang Latin na " mellis", ibig sabihin honey. Ito ay pareho pa rin ng cadmium, at ang sulfide nito ay naging isang mahusay na dilaw na pigment, una para sa mga artista, at pagkatapos, nang bumaba ang presyo, sa negosyo ng pintura. Ang pagkuha ng cadmium sulfide sa iba't ibang paraan, maaari kang gumawa ng magandang pintura ng iba't ibang kulay - mula sa lemon hanggang sa orange. Dahil ito ay lumalaban sa mga acid, alkalis at malakas na init, ang dilaw na cadmium ay angkop din para sa pagpipinta ng mga keramika. Bilang karagdagan, kapag ang cadmium sulfide ay halo-halong may ultramarine, isang mahusay na berdeng tina ay nabuo - cadmium green. Kapag nasusunog, ang cadmium ay nagbibigay ng asul na kulay, kaya ginamit din ito sa pyrotechnics. Kaya, noong 90s ng XX century, 17% ng cadmium ang ginamit para sa paghahanda ng mga pintura para sa iba't ibang layunin.

Ano ang pangunahing aplikasyon ng cadmium? Mga baterya ng Nickel-cadmium: ang isa sa mga electrodes sa kanila ay gawa sa cadmium o hydroxide nito, ang kanilang produksyon ay kumonsumo ng higit sa 60% ng lahat ng cadmium na minahan. Ang mga bateryang ito ay napakatibay: maaari silang magbigay ng ilang beses na mas maraming cycle ng discharge-charge kaysa sa kanilang pinakamalapit na mga kakumpitensya - mga lead na baterya, gayunpaman, nagkakahalaga sila ng sampung beses na mas mataas. At sa mga tuntunin ng ratio ng nakaimbak na kuryente sa timbang, ang Ni-Cd ay dalawang beses na mas mataas kaysa sa Pb, na ginagawang nangangako ang mga ito para sa mga de-kuryenteng sasakyan. Ang buhay ng mga modernong nickel-cadmium na baterya ay higit sa 30 taon. Mabilis silang nag-charge at mabilis na naglalabas ng enerhiya, at dahil sa kanilang mababang panloob na pagtutol, maaari silang magbigay ng mataas na kasalukuyang density nang walang pag-init. Samakatuwid, ginagamit ang mga ito kung saan kinakailangan ang mataas na kasalukuyang densidad - sa mga de-koryenteng sasakyan, trolleybus, tram, de-kuryenteng tren, mga distornilyador, gayundin sa mga kagamitan sa radyo at mga gamit sa bahay. Hanggang kamakailan lamang, nagbigay din sila ng kuryente sa mga computer at cell phone, ngunit ngayon ay pumapalit na ang mga baterya ng lithium-ion. Ang mga baterya ng nikel-cadmium ay dapat ding gamitin sa mga alternatibong sistema ng enerhiya, kung saan paminsan-minsan ay kinakailangan na mag-bomba ng labis na enerhiya sa isang lugar, na pagkatapos ay mabayaran ang kakulangan ng produksyon dahil sa masamang panahon: ang mga naturang baterya ay maaaring magbigay ng maaasahang pag-iimbak ng hanggang hanggang 6.5 MWh ng kuryente, na naglalagay sa kanila sa isang par ng lead at sodium sulfide.

Kabilang sa mga disadvantages ng mga nickel-cadmium na baterya ay isang malaking self-discharge at memory effect: kung sisingilin mo ang isang baterya na hindi ganap na na-discharge, ito ay mag-iipon ng mas kaunting enerhiya sa bawat oras. Ito ay pinaniniwalaan na ang epektong ito ay maaaring labanan kung ang naturang baterya ay napakalakas na pinalabas paminsan-minsan. Ngunit ang kanilang pangunahing disbentaha ay ang toxicity ng cadmium; dahil dito, ang paggamit ng mga baterya ng nickel-cadmium, gayunpaman, pati na rin ang mga pigment ng cadmium para sa mga pintura, mga stabilizer para sa polymers (10% ng produksyon ng metal), mga coatings para sa mga metal (5%), ay patuloy na bumababa.

Anong aplikasyon ng cadmium ang tumataas? Produksyon ng mga solar panel. Ang Cadmium telluride ay nagko-convert ng sikat ng araw sa elektrisidad, kahit na ito ay mas mababa kaysa sa mga baterya ng silikon: ang kahusayan ng mga module na magagamit sa merkado ay 8-9% at 13-16%, ayon sa pagkakabanggit. Gayunpaman, ang cadmium telluride ay idineposito bilang mga manipis na pelikula sa conductive glass, na nangangailangan ng mas kaunting enerhiya at mga materyales kaysa sa paggawa ng mga silicon na baterya. Ang resulta (" ”, 2012, 16, 5245–5259; doi:10.1016/j.rser.2012.04.034) ang mga gastos sa enerhiya para sa produksyon ng baterya ay nagbabayad sa pamamagitan ng pagbuo ng enerhiya sa isang taon, na dalawa hanggang tatlong beses (pati na rin ang mga paglabas ng carbon dioxide bawat kilowatt ng kuryente na ginagawa nito sa Europe) mas mababa kaysa sa mga baterya ng silikon. Sa madaling salita, ang mga baterya na gumagamit ng mga cadmium compound ay napaka-friendly sa kapaligiran. Sa paglago ng kahusayan, ang pagkakaibang ito ay tataas pa, at may mga prospect dito, dahil ang mga halaga ng rekord ng kahusayan para sa cadmium telluride noong 2011 ay 15.6 at 13.8% kapag inilapat ang manipis na pelikula nito sa salamin at nababaluktot na polyimide, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga polymer-based na baterya ay tumitimbang ng daan-daang beses na mas mababa kaysa sa mga glass na baterya at madaling nakakabit sa mga curved surface, na nakakaakit ng atensyon ng mga mananaliksik.

Ang mga manipis na pelikula ay hindi lahat. Ang mga elementong batay sa mga quantum dots mula sa chalcogenides - cadmium sulfide, telluride at selenide - ay mga promising na kinatawan ng ikatlong henerasyong solar cell, na, ayon sa mga eksperto, ay sa wakas ay nakakasiguro ng self-sufficiency para sa pinagmumulan ng enerhiya na ito. Ang mga tuldok ay nakakaakit ng pansin ng mga mananaliksik, dahil dahil sa pagtitiwala ng kanilang mga katangian sa laki, posible na makamit ang pagsipsip at conversion sa kuryente ng buong solar spectrum. Bilang karagdagan, sa ilang mga eksperimento, ang mga chalcogenide quantum dots ay nagpakita ng kakayahang makakuha ng ilang mga electron mula sa isang photon - ang epekto ng maraming henerasyon ng mga exciton. Malinaw, sa wastong paggamit, ito ay lubos na magtataas ng kahusayan ng light conversion, at ito ay nagpapahintulot sa amin na umasa sa convergence ng gastos ng kuryente mula sa Araw at nasusunog na karbon.

Sa ngayon, gayunpaman, ang potensyal ng mga quantum tuldok ay hindi pa ganap na isiwalat - isang record na kahusayan na 5.42% sa simula ng 2013 ay ipinakita ng isang elemento batay sa mga quantum dots mula sa cadmium sulfide at selenide na may mga additives ng manganese (“ Mga Review ng Renewable at Sustainable Energy”, 2013, 22, 148–167; doi:10.1016/j.rser.2013.01.030). Ito ay pinaniniwalaan na ang mga punto sa kanilang sarili ay hindi dapat sisihin para dito - ang pinakamainam na materyal ng mga electrodes ay hindi pa napili, na tinitiyak ang kumpletong pag-alis ng mga carrier ng singil mula sa kanila na nagreresulta mula sa photoreaction. Posible na ang cadmium ay magiging kapaki-pakinabang din sa paggawa ng mga electrodes - ang mga eksperimento na may electrode mula sa cadmium stannate CdSnO 3 para sa mga solar cell ay nagpapakita ng magagandang resulta (" Mga Materyales ng Solar Energy at Mga Solar Cell”, 2013, 117, 300–305; doi:10.1016/j.solmat.2013.06.009).

Ano ang iba pang nanoparticle na ginawa mula sa mga cadmium compound? Ang pinaka-magkakaibang: nanorods, nanotubes at kahit na mga istraktura na katulad ng mga sea urchin. Posible na ang ilan sa kanila ay makakahanap ng aplikasyon sa mga teknolohiya sa hinaharap.

Mayroon bang cadmium sa mga sundalo ng lata? Ito ay maaaring naroroon, dahil ang isang maliit na karagdagan ng cadmium ay lubos na binabawasan ang pagkatunaw ng iba pang mga metal at, nang naaayon, ay nagbibigay ng isang mas mahusay na pagpuno ng amag na may isang casting alloy. Ito ay hindi nakakagulat na ito ay bahagi ng sikat na haluang metal ng Wood at ang mga uri nito. Ang ganitong mga haluang metal ay malawakang ginagamit sa metallography (ibinubuhos ang mga ito sa manipis na mga seksyon, mga sample para sa mikroskopikong pagsusuri), sa precision casting, nagsisilbi silang mga investment rod sa paggawa ng mga guwang na figure, pati na rin ang fusible fuse. Tila, ang English engineer na si Barnaba Wood ang unang nakatuklas ng kakayahan ng cadmium na babaan ang pagkatunaw ng iba pang mga metal, dahil ang mga elemento na bumubuo sa haluang metal ng kanyang pangalan - pito hanggang walong bahagi ng bismuth, apat na tingga at dalawa sa bawat isa ng lata at cadmium - may mga melting point na 271, ayon sa pagkakabanggit, 327, 231 at 742°C. At lahat ay natutunaw nang magkasama sa 69°C! Ang resulta noong 1860 ay hindi inaasahan na ang editoryal board ng magazine " Ang American Journal of Science and Arts” idinagdag ang pahabol na ito sa artikulo ni Wood: “Nagkaroon kami ng panahon na ulitin ang ilang kawili-wiling mga eksperimento ni Dr. Wood na may kaugnayan sa kamangha-manghang epekto ng cadmium sa pagpapababa ng mga natutunaw na punto ng iba't ibang mga haluang metal.” Ngayon ang kakayahan ng cadmium na bawasan ang punto ng pagkatunaw ng mga metal ay ginagamit sa pamamagitan ng pagdaragdag nito sa mga panghinang - ito ay 2% ng produksyon ng metal sa mundo. Bukod dito, sa mga solder, hindi lamang pang-industriya, kundi pati na rin sa bahay. Dito, halimbawa, sa forum ng mga alahas, ang mga manggagawa ay nagbibigay ng mga sumusunod na rekomendasyon: "Magdagdag ng kaunting cadmium sa ginto, ang punto ng pagkatunaw nito ay magiging mas mababa kaysa sa metal ng produkto, at posible na maghinang ng kinakailangang bahagi. . Dahil ang cadmium ay malamang na sumingaw sa panahon ng paghihinang, ang sample ng produkto ay maaaring hindi magbago. Kailangan mo lamang maghinang sa ilalim ng draft, upang hindi makalason.

Ano ang daanan ng cadmium sa katawan?"Ang cadmium sa mga laruan ng mga bata ay imposible, ito ay lason," sasabihin ng mambabasa. At magiging tama siya, ngunit sa isang bahagi lamang, dahil malamang na ang cadmium mula sa isang sundalo ng lata (anumang pigurin na gawa sa pilak na mabibigat na metal na itinapon sa isang maliit na pagawaan) o mula sa isang dilaw na pattern sa isang mangkok ng salad ay maaaring kahit papaano ay makapasok sa katawan ng tao . Siya ay may ganap na magkakaibang mga landas. Tatlo sila. Una, sa usok ng sigarilyo: ang cadmium ay perpektong naipon sa mga dahon ng tabako. Pangalawa, mula sa himpapawid, lalo na sa hangin sa lunsod: naglalaman ito ng maraming alikabok sa kalsada na nagreresulta mula sa abrasion ng mga gulong at brake pad (at bahagi ng mga ito ang cadmium); kung mas malalanghap mo ang alikabok na ito, mas mataas ang nilalaman ng cadmium sa katawan. Kaya, para sa mga traffic controllers ito ay isa at kalahating beses na mas mataas kaysa sa mga manggagawa sa kalsada mula sa mga rural na lugar (“ Chemosphere”, 2013, 90, 7, 2077–2084). Ang Cadmium ay naroroon din sa usok ng mga thermal station, kung tumatakbo sila sa karbon, at sa usok mula sa nasusunog na kahoy na panggatong, dahil kinukuha ito ng mga puno mula sa lupa. Ang ikatlong pinagmumulan ay pagkain, lalo na ang mga ugat, dahon at butil ng mga halaman: dito nag-iipon ang cadmium. Ang mga pag-aaral na isinagawa ng mga siyentipiko mula sa Seattle ay nagpakita na sa mga kabataang babae na naninirahan sa mga lugar na hindi marumi ng cadmium, ang paninigarilyo ang pangunahing pinagmumulan ng cadmium, pinatataas nito ang nilalaman ng metal na ito ng isa at kalahating beses. Ngunit sa mga produktong pagkain, ang tofu ay naging isang makabuluhang mapagkukunan ng cadmium - isang bahagi nito bawat linggo ay nagpapataas ng nilalaman ng cadmium sa katawan ng 22% (" Agham ng Kabuuang Kapaligiran”, 2011, 409, 9, 1632–1637). Maraming cadmium ang matatagpuan sa mga mollusk at crustacean na kumakain ng plankton. Natuklasan ng mga biologist ng New Zealand na ang cadmium sa tubig dagat (ang konsentrasyon nito dito ay 0.11 μg / l) ay malamang na napunta doon dahil sa kasalanan ng tao. Ang Cadmium ay nakapaloob sa mga phosphate fertilizers, mula sa kung saan, sa pamamagitan ng paraan, ito ay pangunahing pumapasok sa mga nakakain na halaman. Ang mga pag-ulan ay naghuhugas ng mga pataba sa mga ilog, pagkatapos ay sa dagat. Ang Cadmium ay naglalakbay sa ibabaw ng microparticle. Kapag sa tubig-alat, ito ay inilabas at nagtatapos sa phytoplankton, at kasama nito sa mga talaba. Bilang isang resulta, ang mga mollusk na lumago nang mas mataas sa mga bukana ng ilog, kung saan ang cadmium ay hindi pa nahuhugasan mula sa mga microparticle, ay medyo dalisay, at ang mga mas mababa ay naglalaman lalo na ng maraming metal na ito (" Agham ng Kabuuang Kapaligiran”, 1996, 181, 1, 31–44). Ang cadmium na nilalaman ng mga talaba ay 13-26 micrograms bawat gramo ng dry weight. Para sa paghahambing: sa mga buto ng mirasol, na itinuturing ding mahalagang pinagmumulan ng cadmium, - 0.2-2.5 μg bawat gramo ng mga butil, sa mga dahon ng tabako - 0.5-1 μg bawat gramo ng tuyong timbang. Dahil hindi lang mga talaba ang kumakain ng plankton, nauuwi rin ang cadmium sa mga isda na nahuhuli sa maruruming dagat. At ang pinakamarumi ay ang Baltic Sea, kung saan maraming ilog ang dumadaloy mula sa mga industriyal na lugar at mga lugar na may masinsinang agrikultura.

Paano nakakapasok ang anthropogenic cadmium sa kapaligiran? Bilang karagdagan sa mga phosphate fertilizers, alikabok sa kalsada at pagkasunog ng gasolina, mayroong dalawang iba pang paraan. Ang una ay non-ferrous metalurgy: sa lahat ng pagsisikap na naglalayong linisin ang mga emisyon, ang isang tiyak na halaga nito ay hindi maiiwasang dumaan sa lahat ng mga filter. Ang pangalawa ay ang mga landfill at recycling site, halimbawa, kapag nasusunog ang plastic doon. Gayunpaman, sa isang landfill, kahit na walang pag-init, ang cadmium ay tumutulo at pumapasok sa lupa na may tubig. Sa pangkalahatan, ang non-ferrous metallurgy ay gumagawa ng 5 libong tonelada ng cadmium emissions bawat taon, pagsunog ng basura - 1.5, at ang paggawa ng mga phosphorus fertilizers at wood burning - 0.2 libong tonelada bawat isa sa higit sa pitong libong tonelada na ang isang tao ay nawawala sa kapaligiran. humigit-kumulang mula noong 30s ng XX siglo. Ang sariling mga posibilidad ng kalikasan ay mas katamtaman: ang mga bulkan ay nagbibigay ng 0.52 libong tonelada at 0.2 libong tonelada - mga dumi ng halaman, isang kabuuang 0.83 libong tonelada (tingnan ang "Chemistry and Life", 1979, No. 12). Sa madaling salita, hindi hihigit sa dalawang-katlo ng cadmium na nakuha mula sa loob ng lupa ang maaaring gawing metal (at ang output ng mundo ay nagbabago sa pagitan ng 17-20 libong tonelada bawat taon sa loob ng mga dekada), kaya ang mga prospect para sa paggamit dito ay napakalawak. Gayunpaman, walang insentibo, na tatalakayin pa.

Paano kikilos ang mga bagong materyales na naglalaman ng cadmium sa isang landfill? Magkaiba. Ang isang detalyadong pagsusuri ay isinagawa ni Vasily Ftenakos ng Brookhaven National Laboratory (USA), na inilarawan nang detalyado ang siklo ng buhay ng isang cadmium telluride na baterya (" Mga Review ng Renewable at Sustainable Energy”, 2004, 8, 303–334; doi:10.1016/j.rser.2003.12.001). Ganito siya magsalita. Sa isang solar cell, ang cadmium compound ay nasa pagitan ng mga layer ng salamin o plastik. Samakatuwid, ang mga particle na naglalaman ng cadmium ay maaari lamang lumitaw sa kapaligiran kapag ang elemento ay nawasak, na nangyayari alinman sa masyadong maalikabok na mga lugar o kapag ito ay nasira. Ngunit kahit na noon, tulad ng ipinakita ng eksperimento, walang ulan ang makakapaghugas ng anumang kapansin-pansing dami ng cadmium mula sa elemento. Ang temperatura ng evaporation ng CdTe ay lumampas sa 1000°C, at ang CdS, na naroroon din sa mga cell na ito, ay 1700°C, kaya walang evaporation sa panahon ng operasyon.

Ngunit paano kung ang elemento ay nasa bubong ng isang pribadong bahay kung saan nagkaroon ng sunog? Sa hangin, ang cadmium telluride ay nananatiling stable hanggang sa mga temperatura na 1050°C, na hindi gaanong pag-init sa panahon ng isang karaniwang sunog. Ipinakita ng mga direktang eksperimento na kung ang baterya ay ginawa sa isang glass substrate, halos lahat ng cadmium ay mananatili sa tinunaw na salamin - 0.6% lamang ng maliit na halaga nito (pagkatapos ng lahat, ito ay isang manipis na pelikula) ang maaaring ilabas. Ang ilang mga elemento, kapag nasira sa isang landfill, nasira, naglalabas ng cadmium, habang ang iba, mas moderno, ay hindi. Ang regulasyong pambatasan ay maaaring matiyak na ang mga hindi nakakapinsalang elemento lamang ang itatapon. At mas mabuti na huwag itapon ang mga ito, dahil naglalaman ang mga ito ng mahalagang tellurium.

Sa kasamaang palad, walang sinasabi ang Fthenakos tungkol sa mga elementong nakabatay sa polimer, na malamang na masunog, at walang pagsasama-sama ng cadmium sa salamin na magaganap. Ngunit sinabi niya na ang pagbabawal sa paggamit ng cadmium ay maaaring humantong sa mas masahol pang mga kahihinatnan: ang pagkawala ng isang merkado ng pagbebenta, ang mga tagagawa ng zinc, tingga at tanso ay titigil sa pagkuha ng cadmium mula sa basura at sila ay magpaparumi sa lahat ng bagay sa kanilang paligid nang higit pa kaysa sa mga landfill (tandaan ang isang ikatlong bahagi ng cadmium na lumilipad sa isang tubo ). Samakatuwid, ang paggamit ng cadmium ay dapat palawakin sa paghihigpit ng mga hakbang para sa pagtatapon ng mga produkto.

Hiwalay, mayroong isyu ng mga device batay sa nanodots: kapag nawasak, ang mga materyales na ito ay hindi maiiwasang magkalat ng mga nanoparticle na maaaring gumalaw sa kadena ng pagkain. May data (“ Journal ng Mapanganib na Materyal”, 2011, 192, 15, 192–199; doi:10.1016/j.jhazmat.2011.05.003) na hindi sila mananatiling hindi nagbabago: ang pagtaas ng libreng cadmium ay nabanggit sa atay at bato ng mga daga na na-injected ng cadmium selenide nanodots sa lukab ng tiyan. Ang epekto ay pinaka-binibigkas kung ang mga nanoparticle ay iluminado ng ultraviolet light bago gamitin (tila, ito ang magiging kaso sa nanodust sa ilalim ng natural na mga kondisyon). Malinaw, ang mga kinakailangan para sa pagtatapon ng mga solar cell at iba pang mga aparato batay sa naturang mga nanoparticle ay dapat na mas mahigpit kaysa kapag gumagamit ng mga monolitikong produkto.

Bakit mapanganib ang cadmium? Ang tanong ay mas kumplikado kaysa sa tila, dahil ang cadmium ay pumapasok sa katawan sa mga mikroskopikong dami at hindi kumikilos kaagad. Ang mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng North Dakota, pinangunahan ni Soisunwan Satarug, ay sumulat tungkol dito nang detalyado (“ ”, 2010, 118, 182–190; doi:10.1289/ehp.0901234). Suriin natin ang pagsusuring ito.

Maaari itong isaalang-alang na napatunayan na ang mga taong naninirahan sa mga lugar kung saan ang lupa ay naglalaman ng isang malaking halaga ng cadmium at ang pagkain ay patuloy na nahawahan dito, mayroong isang pagtaas ng hina ng mga buto. Tinawag ng mga Hapones ang sakit na ito na itai-itai: ito ay lumitaw noong 1940s sa Toyama Prefecture, kung saan ang mga magsasaka ay gumamit ng tubig mula sa isang minahan ng zinc upang patubigan ang kanilang mga bukid. Napakataas ng nilalaman ng cadmium ng bigas na ang pang-araw-araw na paggamit ay 600 micrograms bawat araw, o 4200 micrograms bawat linggo, o hanggang 2 gramo bawat tao sa buong buhay. Hindi mahirap tukuyin ang isang sanhi na relasyon dito, na hindi masasabi tungkol sa talamak na pagkonsumo ng cadmium sa maliliit na dosis. Ang lahat ay nagmumula sa porsyento ng panganib na makakuha ng isang partikular na sakit. Hindi pa rin ganap na nalalaman kung anong mga dosis ng cadmium ang maaaring ituring na hindi nakakapinsala. Pinangalanan ng World Health Organization noong 1989 ang maximum na pinapayagang paggamit ng cadmium bawat linggo bilang 400-500 micrograms, batay sa katotohanan na ang 2 g sa isang buhay ay marami, ay humahantong sa itai-itai. Noong 1992, ang pamantayan ay muling kinakalkula, umabot ito sa 7 micrograms bawat araw bawat kilo ng timbang. Madaling makita na ang lingguhang dosis para sa isang taong tumitimbang ng 70 kg ay pareho - 490 mcg. Kapag kinakalkula, ipinapalagay na ang katawan ay sumisipsip ng 5% ng cadmium na pumapasok dito, at 0.005% ng dami ng metal na nasa loob nito ay pinalabas sa ihi. Gayunpaman, kinukuwestiyon ng ilang doktor ang modelong ito, na itinuturo na nakakita sila ng mga kaso kapag ang katawan ay sumisipsip ng kahit 40% ng cadmium na pumasok dito. Bukod dito, ipinakita ng mga sukat na ang pagkonsumo ng kasingbaba ng 1 microgram bawat kg bawat araw ay humahantong sa 2 micrograms ng cadmium bawat gramo ng creatinine sa ihi, at ang mga hindi kasiya-siyang epekto ay lumilitaw kahit na sa mas mababang antas. (Ang nilalaman sa ihi ng cadmium at iba pang mapanganib na mga metal, ang konsentrasyon nito ay mababa, ay karaniwang ipinahayag sa micrograms bawat gramo ng creatinine - ang sangkap na ito ay nabuo sa panahon ng trabaho ng mga kalamnan at patuloy na pinalabas sa ihi. Ang resulta na ipinakita sa naturang mga yunit ay hindi nakasalalay sa pagbabanto ng sample. Karagdagan, ang salitang " creatinine" ay aalisin. Malinaw na ang pagsukat ng cadmium sa ihi ay mas madali kaysa sa paggamit nito mula sa iba't ibang mga mapagkukunan)

Ano ang mga epektong ito? Ang pagbabasa ng pagsusuri, ang isa ay nakakakuha ng impresyon na ang cadmium ay nagdudulot ng mga sintomas ng katandaan. Una sa lahat, ang pag-iipon sa mga bato, pinabilis nito ang pagkasira ng mga tubule ng bato. Ayon sa ilang data, kung ang 2-4 μg ng cadmium ay excreted sa ihi bawat araw, ang posibilidad ng pagkasira ng bato ay 10%; ayon sa iba, kapag hindi ang araw-araw na paglabas ang sinusukat, ngunit ang konsentrasyon sa sample ng pagsubok, ang nilalaman ng cadmium sa ihi na 0.67 μg / g ay mapanganib na. (Kung ipinapalagay namin na ang 1-2 gramo ng creatinine ay excreted sa ihi bawat araw, pagkatapos ay lumalabas na ang isang mapanganib na pang-araw-araw na dosis ng cadmium excretion ay tungkol sa 1 mcg.) Bilang resulta ng pagkasira ng mga tubules, ang kakayahan ng ang mga bato upang ibalik ang mga bitamina, mineral at iba pang mga kapaki-pakinabang na sangkap sa katawan ay humina, halimbawa na nauugnay sa metallothioneins zinc at tanso, calcium, phosphates, glucose, amino acids. Ang dalawang beses na pagtaas sa antas ng cadmium sa ihi ay nagpapataas ng nilalaman ng calcium dito ng 2 mg bawat araw. Hindi mahirap hulaan na ang pagkawala ng calcium ay nagdaragdag ng panganib ng osteoporosis. Sa katunayan, sa isang pangkat ng mga kababaihan na higit sa 50 na may higit sa 1 µg/g ng cadmium sa ihi, ang panganib ng osteoporosis ay 43% na mas mataas kaysa sa mga may mas mababa sa 0.5 µg/g. Sa nilalaman ng cadmium sa pagitan ng 1 at 2 µg/g, ang panganib ng mataas na glucose at ang pagbuo ng type 2 diabetes ay 1.48 at 1.24, ayon sa pagkakabanggit, kumpara sa mga may mas mababa sa 1 µg/g. Ang isang survey ng mga Koreano, isang-kapat sa kanila ay nagdusa mula sa mataas na presyon ng dugo, ay nagpakita na ang panganib ng karamdamang ito sa mga taong may mataas na nilalaman ng cadmium ay isa at kalahating beses na mas mataas kaysa sa isang mababa. Ang panganib ng atake sa puso sa mga babaeng may higit sa 0.88 mcg/g ng cadmium sa ihi ay 1.8 beses na mas mataas kumpara sa mga may mas mababa sa 0.43 mcg/g. Ang posibilidad ng kamatayan mula sa cancer sa mga lalaking may mas mababa sa 0.22 at higit sa 0.48 µg/g ng cadmium sa ihi ay nag-iiba ng 4.3 beses. May mga hinala na binabawasan ng cadmium ang pagkamayabong sa mga lalaki.

Sa pangkalahatan, mula sa data ng gawain ni Dr. Sataruga at mga kasamahan, sumusunod na ang polusyon sa kapaligiran na may cadmium ang dapat sisihin sa katotohanan na ang mga sakit na nauugnay sa edad ay naging "mas bata" sa paglipas ng ika-20 siglo. .

Mayroon ding kakaibang datos. Kaya, ang isang malakas na relasyon ay naobserbahan sa pagitan ng nilalaman ng cadmium sa ihi at ang panganib ng pagkakaroon ng mataas na presyon ng dugo sa mga Amerikano na hindi naninigarilyo, habang ang gayong relasyon ay hindi nakikita sa mga naninigarilyo. Samantala, ang pagkonsumo ng cadmium sa mga mahilig sa sigarilyo ay malinaw na mas mataas, at, bilang karagdagan, ang nilalaman ng cadmium sa ihi ng mga Amerikano ay karaniwang higit sa tatlong beses na mas mababa kaysa sa mga Koreanong nabanggit sa itaas. Ang mga naninigarilyo na may senile retinal degradation ay may urinary cadmium level na 1.18 µg/g, halos dalawang beses na mas mataas kaysa sa mga naninigarilyo na walang sakit at malusog na hindi naninigarilyo. Gayunpaman, kahit na ang mga hindi naninigarilyo na nagkaroon ng sakit ay may kasing liit na cadmium gaya ng mga malulusog na tao - na nangangahulugan na ito ay hindi lamang tungkol sa kanya. Ang ganitong magkasalungat na data ay nagtatanong: marahil ang tumaas na nilalaman ng cadmium sa ihi ay hindi sumasalamin sa sanhi, ngunit ang kinahinatnan ng ilang mga sistematikong proseso sa katawan? Pagkatapos ng lahat, ang pagkonsumo ng cadmium sa karamihan ng mga gawa na nabanggit sa pagsusuri ay hindi nasusukat, tanging ang output nito.

Paano haharapin ang cadmium sa katawan? Mayroong ilang mga siyentipikong pag-aaral sa paksang ito, at ang prinsipyo ay ipinahiwatig sa parehong gawain ng mga mananaliksik mula sa North Dakota. Ang Cadmium ay hindi isa sa mga mahahalagang elemento, kaya walang mga espesyal na mekanismo para sa pagsipsip nito sa katawan - ginagamit ng cadmium ang mga ibinigay para sa mabibigat na metal na katulad nito, na bumubuo ng mga divalent ions: zinc, iron, manganese at calcium. Ang kakulangan ng alinman sa mga elementong ito ay agad na humahantong sa pagtaas ng pagsipsip ng cadmium. Halimbawa, ang kakulangan sa iron ay nagpapataas ng mga antas ng cadmium sa mga babaeng Thai ng tatlo hanggang apat na beses. Ang parehong ay natagpuan sa isang pag-aaral ng Bangladeshi kababaihan, ngunit zinc ay din sa play. Ito ay sumusunod mula dito kung gaano kahalaga na mapanatili ang tamang balanse ng microelement sa katawan.

Mayroon ding iba pang mga ideya. Halimbawa, ipinakita ng mga taga-Brazil na makabuluhang binabawasan ng caffeine, higit sa dalawang beses, ang nilalaman ng cadmium kapwa sa dugo at sa mga tisyu, kabilang ang mga genital, sa mga eksperimentong daga (" Reproductive Toxicology”, 2013, 35, 137–143; doi:10.1016/j.reprotox.2012.10.009). Ayon sa mga mananaliksik, ang caffeine ay bumubuo ng mga complex na may cadmium, na pumipigil sa pagsipsip nito. Ang konklusyon ay nagpapahiwatig mismo: ang kaugalian ng pag-inom ng kape o tsaa na may pagkain, na naglalaman din ng caffeine, ay tama.

Minsan mayroong isang kabalintunaan: ang pagkain na may mataas na nilalaman ng cadmium ay hindi nakakaapekto sa katawan. Halimbawa, ang isang 1986 na pag-aaral ng mga umiinom ng talaba ay nakabuo ng isang sorpresa: sa maximum na paggamit ng 72 oysters bawat linggo, kumakain sila ng napakalaking 1,750 micrograms ng cadmium, ngunit hindi ito lumitaw sa alinman sa ihi o buhok. Kung saan napunta ang lahat ng cadmium na ito ay nananatiling isang misteryo. Mayroong isang palagay na ang siliniyum, na ang nilalaman nito sa mga talaba ay mataas, sa paanuman ay nakagambala sa pagsipsip ng cadmium, at tila lumabas siya kasama ang iba pang mga hindi nakakain na sangkap sa pamamagitan ng mga bituka. Gayunpaman, noong 2008, ang pagsunod sa pangkalahatang linya ay naibalik: sa mga manggagawang bukid ng talaba na kumakain ng 18 talaba bawat linggo nang higit sa 12 taon, ang nilalaman ng cadmium sa ihi ay tumaas ng 2.5 beses kumpara sa average sa Estados Unidos - hanggang sa 0 , 76 mcg/g.

O baka mas mabuting harapin ang cadmium bago ito pumasok sa katawan, halimbawa, siguraduhing hindi ito nakapasok sa lupa at hangin? Halos hindi posible na palayain ang mga phosphate fertilizers mula sa cadmium, mahaba at mahal ang pagpaparami ng mga halaman na may pinababang pagkatunaw ng cadmium, kahit na ang mga pagtatangka ay ginagawa na may kinalaman sa tabako, ngunit posible na linisin ang lupa gamit ang mga hyperaccumulator na halaman - sa kaso ng cadmium, ito ay itim na nightshade Solanum nigrum, siya ay isang nakakain na berry ng funnel, isang French variety ng bag ng pastol o mustasa ng mala-bughaw o alpine yarutka ( thlaspi caerulescens) at Chinese stonecrop Sedum alfredii. Totoo, hindi malinaw kung ano ang gagawin sa mga bahagi ng mga halaman na ito na pinayaman ng cadmium - malinaw na hindi sila angkop para sa compost at abo na nakuha sa hardin. Sa pang-industriyang pagkasunog ng tinatawag na solid biofuels - straw, brushwood, atbp. - may mga pagkakataon na mapupuksa ang nakakapinsalang metal: kinakailangan na paghiwalayin ang mataas na temperatura na mga fraction ng usok na naglalaman nito mula sa mga mababang temperatura - pagkatapos ang nagreresultang abo ay maaaring ligtas na maibalik sa bukid, na nagpapanumbalik ng pagkamayabong nito.

Ngunit ang pangunahing bagay na dapat linisin ay ang hangin. Ang pinaka-radikal na paraan ay pinili ng mga Amerikano, at ngayon ang mga awtoridad ng European Union - isang hindi kompromiso na paglaban sa paninigarilyo ng tabako (" Mga Pananaw sa Kalusugan sa Kapaligiran”, 2012, 120, 2, 204–209; doi:10.1289/ehp.1104020). Malinaw ang mga resulta: ang average na nilalaman ng cadmium sa ihi ng mga Amerikano ay bumaba mula 0.36 mcg/g noong 1988 hanggang 0.26 mcg/g noong 2008. Dahil kahit na para sa mga mabibigat na naninigarilyo (20 o higit pang mga pakete sa isang taon ayon sa mga pamantayan ng Amerika) ay bumaba ito mula 0.71 hanggang 0.49, at para sa mga hindi naninigarilyo mula 0.26 hanggang 0.19, dapat ipagpalagay na ang pagbabawal sa paninigarilyo sa mga pampublikong lugar ay makabuluhang nabawasan ang mga epekto ng secondhand smoke. . Dahil sa data sa itaas tungkol sa pinsala ng microdoses ng cadmium, ang mga naturang pagbabawal ay tila ang pinakamadaling ipatupad at napakalaking kontribusyon sa kalusugan ng publiko. Magiging kapaki-pakinabang din na higpitan ang mga kinakailangan para sa mga emisyon mula sa mga non-ferrous na metalurhiya na halaman, mga boiler house at mga kotse, at sa parehong oras siguraduhin na ang hindi gaanong nakakapinsalang alikabok ay lumilipad mula sa ilalim ng mga gulong na "sapatos" sa goma.

Cadmium- isang elemento ng isang side subgroup ng pangalawang grupo, ang ikalimang panahon ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ng D. I. Mendeleev, na may atomic number 48. Ito ay itinalaga ng simbolo na Cd (lat. Cadmium). Malambot malleable ductile silver-white transition metal.

Ang doktor ng distrito na si Rolov ay nakikilala sa pamamagitan ng isang matalim na init ng ulo. Kaya, noong 1817, iniutos niya na ang lahat ng paghahanda na may zinc oxide na ginawa sa pabrika ng Herman's Shenebek ay bawiin mula sa pagbebenta. Sa hitsura ng mga paghahanda, pinaghihinalaan niya na mayroong arsenic sa zinc oxide! (Ang zinc oxide ay ginagamit pa rin para sa mga sakit sa balat; ang mga pamahid, pulbos, emulsyon ay ginawa mula dito.)
Upang patunayan ang kanyang kaso, ang mahigpit na auditor ay nilusaw ang pinaghihinalaang oksido sa acid at ipinasa ang hydrogen sulfide sa pamamagitan ng solusyon na ito: isang dilaw na precipitate ang nahulog. Ang arsenic sulfide ay dilaw lang!
Ang may-ari ng pabrika ay nagsimulang hamunin ang desisyon ni Rolov. Siya mismo ay isang chemist at, nang personal na nasuri ang mga sample ng produkto, ay walang nakitang anumang arsenic sa kanila. Iniulat niya ang mga resulta ng pagsusuri kay Rolov, at sa parehong oras sa mga awtoridad ng lupain ng Hanover. Ang mga awtoridad, siyempre, ay humiling ng mga sample upang maipadala ang mga ito para sa pagsusuri sa isa sa mga kilalang chemist. Napagpasyahan na ang hukom sa pagtatalo sa pagitan nina Rolov at Herman ay dapat na si Propesor Friedrich Stromeyer, na mula noong 1802 ay naging tagapangulo ng kimika sa Unibersidad ng Göttingen at ang posisyon ng inspektor heneral ng lahat ng mga parmasya ng Hanoverian.
Ang Stromeyer ay ipinadala hindi lamang oksido, kundi pati na rin ang iba pang mga paghahanda ng zinc mula sa pabrika ng Herman, kabilang ang ZnCO3, kung saan nakuha ang oksido na ito. Ang pagkakaroon ng calcined zinc carbonate, nakuha ni Strohmeyer ang oksido, ngunit hindi puti, tulad ng nararapat, ngunit madilaw-dilaw. Ipinaliwanag ng may-ari ng pabrika ang pangkulay na may pinaghalong bakal, ngunit hindi nasisiyahan si Stromeyer sa paliwanag na ito. Ang pagkakaroon ng bumili ng higit pang mga paghahanda ng zinc, gumawa siya ng isang kumpletong pagsusuri sa mga ito at walang labis na kahirapan na ihiwalay ang elemento na nagdulot ng pag-yellowing. Sinabi ng pagsusuri na hindi ito arsenic (gaya ng inaangkin ni Rolov), ngunit hindi bakal (tulad ng inaangkin ni Herman).

Ito ay isang bago, dating hindi kilalang metal, kemikal na halos kapareho sa zinc. Tanging ang hydroxide nito, sa kaibahan sa Zn (OH) 2, ay hindi amphoteric, ngunit binibigkas ang mga pangunahing katangian.

48 elemento ng periodic table Sa malayang anyo nito, ang bagong elemento ay isang puting metal, malambot at hindi masyadong malakas, na natatakpan ng brownish oxide film sa itaas. Tinawag ni Stromeyer ang metal na cadmium na ito, malinaw na tinutukoy ang "sinc" na pinagmulan nito: ang salitang Griyego na καδμεια ay matagal nang tinutukoy ang zinc ores at zinc oxide.

Noong 1818, inilathala ni Stromeyer ang detalyadong impormasyon tungkol sa bagong elemento ng kemikal, at halos agad-agad na sinimulang ma-encroached ang priyoridad nito. Ang unang nagsalita ay ang parehong Rolov, na dati ay naniniwala na mayroong arsenic sa mga paghahanda mula sa pabrika ng Aleman. Di-nagtagal pagkatapos ng Stromeyer, isa pang German chemist, si Kersten, ang nakatuklas ng bagong elemento sa Silesian zinc ore at pinangalanan itong mellin (mula sa Latin na mellinus, "dilaw na parang quince") dahil sa kulay ng precipitate na nabuo sa pamamagitan ng pagkilos ng hydrogen sulfide. Ngunit ito ay cadmium na natuklasan na ni Strohmeyer. Nang maglaon, dalawa pang pangalan ang iminungkahi para sa elementong ito: klaprotium - bilang parangal sa sikat na chemist na si Martin Klaproth at junonium - pagkatapos matuklasan ang asteroid Juno noong 1804. Ngunit ang pangalan na ibinigay sa elemento ng natuklasan nito ay itinatag. Totoo, sa panitikan ng kemikal ng Russia noong unang kalahati ng ika-19 na siglo. Ang cadmium ay madalas na tinatawag na cadmium.

48 ← Cadmium→ Indium
Mga katangian ng atom
Pangalan, simbolo, numero	Cadmium / Cadmium (Cd), 48
Mass ng atom (molar mass)	112,411(8) a. e.m. (g/mol)
Electronic na pagsasaayos
Radius ng atom
Mga katangian ng kemikal
covalent radius
Ion radius
Electronegativity	1.69 (Pauling scale)
Potensyal ng elektrod
Mga estado ng oksihenasyon
Enerhiya ng ionization (unang elektron)	867.2 (8.99) kJ/mol (eV)
Thermodynamic properties ng isang simpleng substance
Densidad (sa n.a.)
Temperaturang pantunaw
Temperatura ng kumukulo
Oud. init ng pagsasanib	6.11 kJ/mol
Oud. init ng pagsingaw	59.1 kJ/mol
Kapasidad ng init ng molar	26.0 J/(K mol)
Dami ng molar	13.1 cm³/mol
Ang kristal na sala-sala ng isang simpleng sangkap
Istraktura ng sala-sala	heksagonal
Mga parameter ng sala-sala	a=2.979 c=5.618 Å
c/a ratio
Temperatura ni Debye
Iba pang mga katangian
Thermal conductivity	(300 K) 96.9 W/(m K)

Ang Cadmium ay isang malambot, malleable, ngunit mabigat na metal na kulay abo-pilak, isang simpleng elemento ng periodic table ng Mendeleev. Ang nilalaman nito sa crust ng lupa ay hindi matatawag na mataas, ngunit ang cadmium ay isang trace element: ito ay matatagpuan sa lupa, tubig sa dagat at maging sa hangin (lalo na sa mga lungsod). , bilang panuntunan, sinasamahan ang mga mineral ng zinc, bagaman mayroon ding mga mineral na cadmium. Gayunpaman, karamihan sa kanila ay walang pang-industriya na halaga. Ang Cadmium ay hindi bumubuo ng hiwalay na mga deposito at inilabas mula sa mga basurang ores pagkatapos na matunaw ang zinc, lead o tanso mula sa kanila.

Mga katangian ng cadmium

Ang Cadmium ay mahusay na naproseso, pinagsama at pinakintab. Sa tuyong hangin, ang cadmium ay tumutugon sa oxygen (nasusunog) lamang sa mataas na temperatura. Tumutugon sa mga inorganic acid upang bumuo ng mga asin. Hindi tumutugon sa mga solusyon sa alkali. Sa molten state, ito ay tumutugon sa mga halogens, sulfur, tellurium, selenium, at oxygen.
- Sa kabila ng katotohanan na ang cadmium ay naroroon sa mga bakas na halaga sa lahat ng nabubuhay na organismo at nakikilahok sa kanilang metabolismo, ang mga singaw at singaw ng mga compound nito ay lubhang nakakalason. Halimbawa, isang konsentrasyon ng 2.5 g / cu. m ng cadmium oxide sa hangin ay pumapatay pagkatapos ng 1 minuto. Lubhang mapanganib ang paglanghap ng hangin na naglalaman ng alikabok o mga usok na naglalaman ng cadmium,
- Ang Cadmium ay may kakayahang maipon sa katawan ng tao, sa mga halaman, fungi. Bilang karagdagan, ang mga cadmium compound ay mga carcinogens.
- Ang Cadmium ay itinuturing na isa sa mga pinaka-mapanganib na mabibigat na metal, ito ay inuri bilang isang hazard class 2 substance, tulad ng mercury at arsenic. Ito ay negatibong nakakaapekto sa enzymatic, hormonal, circulatory at central nervous system, nakakagambala sa metabolismo ng calcium-phosphorus (sinisira ang mga buto), kaya kapag nagtatrabaho dito, dapat kang gumamit ng proteksyon ng kemikal. Ang pagkalason sa cadmium ay nangangailangan ng agarang medikal na atensyon.

Aplikasyon

Karamihan sa mga minahan ng cadmium ay ginagamit para sa paggawa ng mga anti-corrosion coatings. Ang cadmium coating ay lumilikha ng isang mas malakas at mas ductile adhesion sa bahagi kaysa sa lahat ng iba pa, kaya ang cadmium plating ay ginagamit upang protektahan laban sa kaagnasan sa partikular na mahirap na mga kondisyon, halimbawa, sa pakikipag-ugnay sa tubig dagat, upang protektahan ang mga electrical contact.
- Ito ay may malaking pangangailangan sa paggawa ng mga baterya at nagtitipon.
- Ginamit bilang isang reagent para sa pananaliksik sa laboratoryo.
- Halos isang ikalimang bahagi ng nagresultang sangkap ay napupunta sa paggawa ng mga pigment - cadmium salts.
- Ito ay ginagamit upang bigyan ang mga haluang metal ng nais na mga katangian. Ang mga haluang metal na may cadmium ay fusible (may lead, lata, bismuth), ductile, at refractory (may nickel, copper, zirconium), wear-resistant. Ang mga haluang metal ay ginagamit upang makabuo ng mga wire para sa mga linya ng kuryente, mga hard solder para sa aluminyo, mga bearings para sa malalaki at makapangyarihang makina (barko, sasakyang panghimpapawid). Ang mga low-melting na haluang metal ay ginagamit para sa paggawa ng mga dyipsum casting, salamin at metal na paghihinang, at sa ilang mga pamatay ng apoy.
- Ang isang napakahalagang lugar ng aplikasyon ay ang industriya ng nukleyar. Ginagamit ang Cadmium upang makabuo ng mga rod upang kontrolin ang rate ng isang atomic na reaksyon sa isang reactor, pati na rin ang mga proteksiyon na screen mula sa neutron radiation.
- Kasama sa semiconductors, film solar cells, phosphors, stabilizers para sa PVC, dental fillings.
- Ang mga haluang metal na may ginto ay ginagamit sa alahas. Sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng ratio ng ginto at cadmium, maaaring makuha ang mga haluang metal ng iba't ibang kulay, mula sa dilaw hanggang sa maberde.
- Minsan ginagamit sa cryotechnics dahil sa mataas na thermal conductivity sa napakababang temperatura.
- Ang Cadmium ay maaaring maipon sa mga selula ng kanser, samakatuwid ito ay ginagamit sa ilang mga paraan ng anticancer therapy.

Ang tindahan ng PrimeChemicalsGroup ay nagbebenta ng mga produktong proteksyon ng kemikal, mga kemikal na reagent para sa pagsasaliksik sa laboratoryo, mga kagamitang babasagin at mga instrumento para sa kagamitan at pananaliksik sa laboratoryo. Mapapahalagahan ng mga mamimili ang abot-kayang presyo, paghahatid sa Moscow at sa rehiyon, mahusay na serbisyo.

Karamihan sa mga cadmium na ginawa sa mundo ay ginagamit para sa electroplating at para sa paghahanda ng mga haluang metal. Ang Cadmium bilang isang proteksiyon na patong ay may makabuluhang mga pakinabang sa zinc at nickel, dahil ito ay mas lumalaban sa kaagnasan sa isang manipis na layer; Ang cadmium ay mahigpit na nakatali sa ibabaw ng isang produktong metal at hindi nahuhuli kapag nasira ito.

Hanggang kamakailan lamang, ang mga cadmium coatings ay may "sakit" na nagpaparamdam sa sarili nito paminsan-minsan. Ang katotohanan ay sa panahon ng electrolytic deposition ng cadmium sa isang bahagi ng bakal, ang hydrogen na nakapaloob sa electrolyte ay maaaring tumagos sa metal. Ang napaka-hindi gustong panauhin na ito ay nagdudulot ng isang mapanganib na "sakit" sa mga bakal na may mataas na lakas - pagkasira ng hydrogen, na humahantong sa hindi inaasahang pagkasira ng metal sa ilalim ng pagkarga. Ito ay lumabas na, sa isang banda, mapagkakatiwalaang pinoprotektahan ng cadmium plating ang bahagi mula sa kaagnasan, at sa kabilang banda, lumikha ito ng banta ng napaaga na pagkabigo ng bahagi. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga taga-disenyo ay madalas na pinilit na tanggihan ang "mga serbisyo" ng cadmium.

Ang mga siyentipiko mula sa Institute of Physical Chemistry ng USSR Academy of Sciences ay pinamamahalaang alisin ang "sakit" na ito ng mga coatings ng cadmium. Ang titanium ay ang lunas. Ito ay lumabas na kung mayroon lamang isang titanium atom sa bawat libong mga cadmium atom sa cadmium layer, ang bahagi ng bakal ay nakaseguro laban sa paglitaw ng hydrogen embrittlement, dahil ang titanium ay kumukuha ng lahat ng hydrogen mula sa bakal sa panahon ng proseso ng patong.

Ginagamit din ang kadmium ng mga kriminologist sa Ingles: sa tulong ng pinakamanipis na layer ng metal na ito, na na-spray sa ibabaw na sinusuri, posible na mabilis na matukoy ang malinaw na mga fingerprint.

Ginagamit din ang cadmium sa paggawa ng mga cadmium-nickel na baterya. Ang papel na ginagampanan ng negatibong elektrod sa kanila ay ginagampanan ng mga iron grids na may spongy cadmium, at ang mga positibong plato ay pinahiran ng nickel oxide; ang electrolyte ay isang solusyon ng caustic potassium. Ang mga kasalukuyang mapagkukunan ay nakikilala sa pamamagitan ng mataas na mga katangian ng elektrikal, mataas na pagiging maaasahan, mahabang buhay ng serbisyo, at ang kanilang pag-recharge ay tumatagal lamang ng 15 minuto.

Ang pag-aari ng cadmium na sumipsip ng mga neutron ay humantong sa isa pang lugar ng aplikasyon ng cadmium - sa enerhiyang nuklear.

Kung paanong ang isang kotse ay hindi maaaring gumana nang walang preno, ang isang reactor ay hindi maaaring gumana nang walang control rods upang mapataas o bawasan ang neutron flux.

Ang bawat reactor ay mayroon ding isang napakalaking emergency rod na darating upang gumana kung sakaling ang mga control rod sa ilang kadahilanan ay hindi makayanan ang mga tungkulin na itinalaga sa kanila.

Isang nakapagtuturong kaso ang lumitaw sa isang nuclear power plant sa California. Dahil sa ilang mga problema sa istruktura, ang emergency rod ay hindi maaaring bumulusok sa boiler sa oras - ang chain reaction ay naging hindi makontrol, isang malubhang aksidente ang naganap. Ang reaktor na may nagngangalit na mga neutron ay nagdulot ng malaking panganib sa nakapaligid na populasyon. Kinailangan kong agarang ilikas ang mga tao mula sa danger zone hanggang sa mamatay ang nukleyar na "apoy". Sa kabutihang palad, walang mga nasawi, ngunit ang mga pagkalugi ay napakataas, at ang reaktor ay nawala sa ayos nang ilang panahon.

Ang pangunahing kinakailangan para sa materyal ng control at emergency rods ay ang kakayahang sumipsip ng mga neutron, at ang cadmium ay isa sa mga "pinakamalaking espesyalista" sa larangang ito. Sa pamamagitan lamang ng isang caveat: kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga thermal neutron, ang enerhiya na kung saan ay napakaliit (ito ay sinusukat sa hundredths ng isang electron volt). Sa mga unang taon ng panahon ng atomic, ang mga nuclear reactor ay gumana nang tumpak sa mga thermal neutron, at ang cadmium ay matagal nang itinuturing na "unang biyolin" sa mga materyales ng baras. Nang maglaon, gayunpaman, kailangan niyang ibigay ang nangungunang papel sa boron at mga compound nito. Ngunit para sa cadmium, ang mga atomic physicist ay nakakahanap ng higit at higit pang mga bagong lugar ng aktibidad: halimbawa, gamit ang isang cadmium plate na naka-install sa landas ng isang neutron beam, pinag-aaralan nila ang spectrum ng enerhiya nito, tinutukoy kung gaano ito homogenous, ano ang proporsyon ng mga thermal neutron sa loob.

Ang partikular na interes ng mga siyentipiko ay ang paglaki sa kawalan ng timbang ng isang CMT crystal, na isang solidong solusyon ng cadmium at mercury tellurides. Ang materyal na semiconductor na ito ay kailangang-kailangan para sa paggawa ng mga thermal imaging device - ang pinakatumpak na mga infrared na aparato na ginagamit sa medisina, geology, astronomy, electronics, radio engineering at marami pang ibang mahahalagang lugar ng agham at teknolohiya. Napakahirap makuha ang tambalang ito sa ilalim ng mga kondisyon ng terrestrial: dahil sa malaking pagkakaiba sa density, ang mga bahagi nito ay kumikilos tulad ng mga bayani ng sikat na pabula ni I. A. Krylov - isang swan, cancer at pike, at bilang isang resulta, sa halip na isang homogenous. haluang metal, isang puff "pie" ay nakuha. Para sa kapakanan ng isang maliit na kristal ng MCT, kailangan ng isang tao na palaguin ang isang malaking kristal at gupitin ang pinakamanipis na plato ng boundary layer mula dito, at lahat ng iba pa ay mauubos. Hindi ito maaaring maging iba: pagkatapos ng lahat, ang kadalisayan at homogeneity ng isang MCT na kristal ay tinatantya sa daang-milyong bahagi ng isang porsyento. Hindi nakakagulat na sa merkado ng mundo ang isang gramo ng mga kristal na ito ay nagkakahalaga ng "lamang" ng walong libong dolyar.

Ang pinakamahusay na dilaw na pintura ay isang kumbinasyon ng cadmium at sulfur. Malaking halaga ng cadmium ang natupok sa paggawa ng pinturang ito.

KONGKLUSYON

Sa multifaceted na aktibidad ng cadmium, mayroon ding mga negatibong aspeto. Ilang taon na ang nakalilipas, natuklasan ng isa sa mga opisyal ng kalusugan ng US na may direktang kaugnayan sa pagitan ng dami ng namamatay mula sa mga sakit na cardiovascular at. nilalaman ng cadmium sa kapaligiran. Ang konklusyong ito ay ginawa pagkatapos ng masusing pagsisiyasat sa mga residente ng 28 lungsod sa Amerika. Sa apat sa kanila - Chicago, New York, Philadelphia at Indianapolis - ang nilalaman ng cadmium sa hangin ay makabuluhang mas mataas kaysa sa ibang mga lungsod; mas mataas din ang proporsyon ng mga namamatay dahil sa sakit sa puso.

Habang tinutukoy ng mga doktor at biologist kung nakakapinsala ang cadmium at naghahanap ng mga paraan upang bawasan ang nilalaman nito sa kapaligiran, ginagawa ng mga kinatawan ng teknolohiya ang lahat ng hakbang upang mapataas ang produksyon nito. Kung sa buong ikalawang kalahati ng huling siglo ay 160 tonelada lamang ng cadmium ang mina, kung gayon sa pagtatapos ng 20s ng ating siglo ang taunang produksyon nito sa mga kapitalistang bansa ay halos 700 tonelada na, at noong 50s umabot ito sa 7000 tonelada ( pagkatapos ng lahat, ito ay sa panahong ito, nakuha ng cadmium ang katayuan ng isang madiskarteng materyal na inilaan para sa paggawa ng mga nuclear reactor rods). At sa ika-21 siglo, ang paggamit ng cadmium ay tataas lamang, salamat sa mga hindi mapapalitang katangian nito.

MGA SANGGUNIAN

1) Dzliev I.I. Metalurhiya ng cadmium. Moscow: Metallurgizdat, 1962.

2) Krestovnikov A.N. Cadmium. Moscow: Tsvetmetizdat, 1956.

3) Krestovnikov A.N. Karetnikova V.P. Mga bihirang metal. Moscow: Tsvetmetizdat, 1966.

4) Lebedev B.N. Kuznetsova V.A. Mga nonferrous na metal. Moscow: Nauka, 1976.

5) Lyubchenko V.A. Mga nonferrous na metal. Moscow: Nauka, 1963.

6) Maksimova G.V. Cadmium // Journal of Inorganic Chemistry, No. 3, 1959, P-98.

7) Plaksin I.N. Yukhtanov D.M. Hydrometallurgy. Moscow: Metallurgizdat, 1949.

8) Peisakhov I.L. Mga nonferrous na metal. Moscow: Nauka, 1950.

9) Glider V.I. Ang Cadmium bilang isang pangontra sa kaagnasan. Moscow: Tsvetmetizdat, 1952.