Кадмий химический элемент

Кадмий это серебристо-белый металл с чрезвычайно мягкой текстурой. Таким образом, металл может быть отлит в любую форму без разрушения или растрескивания.

Он имеет более низкую температуру плавления около 609,92 градусов по Фаренгейту или 321,07 градусов по Цельсию по сравнению с другими металлами, такими как цинк, и температуру кипения 767 градусов по Цельсию.

Однако он не присутствует в окружающей среде в виде чистого металла. Он главным образом доступен в осложненных оксидах, карбонатах и сульфидах цинка, меди или руководства.

Содержание страницы

Что такое кадмий

Это химический элемент (Cadmium) : от греческого — цинковая руда, Cd — химический элемент 12 группы (устаревшая классификация: II В группы) периодической системы элементов.

Атомный номер кадмия 48, атомная масса 112,40.

Серебристо-белый металл с синеватым отливом. В соединениях проявляет степень окисления +2.

Природный кадмий состоит из стабильных изотопов с массовыми числами ¹⁰⁶Cd (1,215%), ¹⁰⁸Cd (0,875%), ¹¹⁰Cd (12,390% ), ¹¹¹Cd (12,750%), ¹¹²Cd (24,070%) ¹¹³Cd (12,260%), ¹¹⁴Cd (28,860%) и ¹¹⁶Cd (7,580%).

Кадмий открыл в 1817 нем химик Ф. Штромейер при исследовании карбоната цинка. Промышленное применение К. относится к началу 19 в.

Содержание в земной коре

Содержание кадмия в земной коре 1,3•10^-5%. Находится в основном в виде примесей в полиметаллических рудах цинка, свинца и меди.

Иногда встречается в виде самостоятельных минералов:

Гринокита CdS.
Отавита CdCО₃.

Кристаллическая решетка кадмия — гексагональная с периодами а = 2,96 А и в = 5,63 А. Атомный радиус 1,56 А, ионный радиус Са2+ равен 1,03 А.

Это элемент, который токсичен, когда люди или растения вступают в тесный контакт или подвергаются воздействию.

В растениях он в первую очередь показывает медленный рост и развитие, тогда как в организме человека он канцерогенен.

Физические свойства

Плотность (т-ра20°С) 8,65 г/см³; t_пл 321° С t_кип С; коэфф. термического расширения (т-ра 25° С) 29,8х10^-6 х град-1.

Коэфф. теплопроводности (т-ра 0° С) 0,283 кал/см •сек•град; удельная теплоемкость (т-ра 25° С) 0,055 кал/г-град, удельное электрическое сопротивление (т-ра 25° С) 7,4•10^-6 ом•см.

Кадмий — мягкий тяжелый металл; легко куется и прокатывается. Предел прочности на растяжение 9,65 кгс/мм²; относительное удлинение 44%; НВ = 16—20.

Поверхностное натяжение жидкого при т-ре 350° С равно 628 дин/см. Нагретый до т-ры 80° С К. становится хрупким.

Химические свойства кадмия

На воздухе тускнеет, покрываясь пленкой окиси CdO, предохраняющей от дальнейшего окисления. При сильном нагревании сгорает в окись CdO — коричневый или бурый порошок.

С галогенами кадмий соединяется непосредственно, образуя бесцветные галогениды. При нагревании с серой получают сульфид кадмия CdS желтого цвета.

Трудно растворяется в неокисляющих к-тах, хорошо — в разбавленной азотной к-те, нерастворим в щелочах.

Металлический кадмий образует двойные, тройные и четверные легкоплавкие сплавы. Пары и его соединений, а также растворы этих соединений токсичны.

Количество изотопов, присутствующих в металлическом кадмии, составляет 48.

Получение кадмия

Основным источником получения кадмия служат полиметаллические цинковые руды. При обжиге руд часть (3—5%) в виде возгонов уносится вместе с окислами цинка.

Химический анализ проводят с помощью качественных реакций на кадмий.

Обожженная цинковая руда поступает на гидрометаллургическую переработку.

При которой обожженный концентрат и возгоны обрабатывают кислым электролитом, получаемым в производстве цинка.

Растворы сульфата цинка очищают от меди и кадмия цинковой пылью, получая т. н. медно-кадмиевый кек, из к-рого затем получают чистый раствор сульфата кадмия.

Из раствора выделяют электрохимическим способом (с нерастворимыми анодами) или методом вытеснения (металлическим цинком).

Образовавшийся металлический кадмий подвергают переплавке и рафинированию под расплавленной щелочью, разливая затем в слитки.

Металл высокой чистоты получают электрохимическим способом с применением глубокой очистки электролита от микропримесей, перегонкой кадмия и зонной плавкой.

Сочетанием этих способов получают металл чистотой 99,99995%.

Интересные факты: Согласно реестру токсичных веществ и болезней Агентства, батареи содержат около 83% кадмия, тогда как около 8% используется в пигментах.

Примерно 7% кадмия используется в покрытиях, 1% — в пластмассах, а оставшийся 1% — в сплавах.

Применение кадмия

Используют для покрытия изделий из стали и др. (см. Кадмирование), вводят в сплавы (см. Кадмий содержащие сплавы).

Добавка к меди (кадмиевая бронза) улучшает мех. св-ва, повышает срок эксплуатации медных проводов, мало снижая электропроводность.

Кадмий входит в состав антифрикционных подшипниковых сплавов, используемых в мощных двигателях (например., авиационных).

Применяют для изготовления одного из электродов щелочных никель кадмиевых аккумуляторов, в ядерных реакторах для регулирования и управления цепной (ядерной) реакцией.

Из соединений кадмия наиболее широкое применение находит сульфат кадмия, из к-рого готовят электролиты для кадмирования и получения кадмия.

Сульфат кадмия и амальгаму кадмия используют в нормальном элементе Вестона. Сульфид кадмия применяют для изготовления желтой прочной краски и др.

Страны Китай, Мексика, США, Корея, Нидерланды, Германия и Индия считаются наиболее значительными производителями кадмия.

В основном кадмий применяется в тех областях, где цинк очищается вместо добычи полезных ископаемых.

Другое применение кадмия

Свои применения в электростанциях, металлообрабатывающих промышленностях, и системах отопления, etc.
Использование металлического кадмия также присутствует в городском движении.
Он также используется в сплавах и ювелирных изделиях наряду с керамикой и эмалями.
Химические свойства кадмия полезны для пользы в пигментах для пластмасс и плакировки стали или утюга.
Он также используется в гальванике, никель-кадмиевых батареях и пластиковых стабилизаторах.
Он присутствует в мобильных телефонах, камерах, компьютерах, беспроводных устройствах и т. Д.
По мнению Коалиции образования минералов, кадмий используется в аварийном производстве электроэнергии и электроснабжении.
Он также находит свое применение в ядерных стержнях для поддержания ядерных реакций в пределах предела, поскольку он может поглощать нейтроны.
Соединения, содержащие кадмий, также находят свое применение в кинескопе телевизора.
Кадмий, наряду с другими соединениями, такими как теллур, идеально подходит для применения в производстве солнечных батарей, поскольку они относительно экономичны.
Кроме того, кадмий является важным элементом, используемым в гальванике и формировании различных сортов припоя.

Кадмий очень растворим в воде, и он быстро растворяется в овощах и растениях.

Он опасен для всех биотических видов и может привести к отравлению кадмием.

Кадмий и окружающая среда

Кадмий (Cd), побочный продукт цинка, может изменить здоровье человека и растений, когда они вступают в тесный контакт с ними.

Он присутствует в нашем окружении на низких уровнях. Однако его чрезмерное воздействие может привести к неблагоприятным последствиям для биотических видов.

А первичные источники возникают в результате потребления табака и продуктов питания.

Люди:

Кадмий (Cd) высокотоксичен для человеческого организма, когда он подвергается воздействию во время работы. После того, как он впитывается в человека, он остается в них на протяжении всей жизни.
Химические свойства кадмия изначально опасны для почечных органов (почек) и его проксимальных канальцевых клеток, когда он накапливается сначала.
Это элемент который имеет потенциал причинить уменьшение минералов в косточках, приводящ к от повреждения косточки или почечной дисфункции.
Из-за чрезмерного воздействия кадмия на человека в промышленности и на заводах он может нанести потенциальный ущерб правильному функционированию легких. Кроме того, он может представлять угрозу для человека, поскольку может привести к раку легких.
Кроме того, он может привести к проблемам со скелетом и дыханием у человека при длительном воздействии промышленных выбросов кадмия.
Он также получает описанным как человеческий канцероген потому что он может повысить раковые клетки в теле.
Беременные женщины, подвергшиеся воздействию кадмия, имеют возможность рожать детей с низким весом при рождении.
Экстремальное вдыхание этого металла в течение короткого времени может привести к симптомам гриппа, таким как озноб, лихорадка и острая боль в мышцах.

Растения:

Если вы знаете о том, что такое использование кадмия, то вы должны знать, что выбросы этого материала отрицательно влияют на рост растения.

Прежде всего, он препятствует переносу и поглощению различных элементов в растениях, таких как кальций, калий, магний и вода и т. д.
Он признан потенциальным загрязнителем, поскольку он хорошо растворим в воде и чрезвычайно токсичен. Растения поглощают этот металл и показывают замедленное развитие.
Металл может быть ответственен за изменение поглощения минерала растениями.
Кроме того, было видно, что открытие устьиц и синтез частиц пищи зависят от поглощения кадмия.
Если вы знаете, в чем используется кадмий, вы должны понимать, что его непрерывное излучение влияет на процесс транспирации в растениях.
Хлороз или неспособность растения производить достаточное количество хлорофилла наблюдается у растений из-за поступления этого токсичного металла.
Кроме того, свертывание и ограничение листьев приводит к воздействию химических свойств кадмия.
Он также уменьшает поглощение нитратов и их передачу от корней к другим частям растений через активность нитратредуктазы.
Кроме того, металл нарушает механизм хлоропластов и снижает активность фермента в растениях.

Снижение воздействия кадмия

Существует потенциальная угроза, когда вы подвергаетесь воздействию более высокого уровня кадмия в течение короткого времени.

Тем не менее, можно контролировать риск воздействия этого токсичного металла, следуя приведенным ниже пунктам:

Очень желательно бросить курить, так как сигаретный дым генерирует кадмий, который может накапливаться в легких.
Если ваша рабочая среда требует обращения с кадмием, всегда лучше использовать защитные меры.
Регулярно проверяйте уровень кадмия, посещая врача.

Часто задаваемые вопросы ответы об кадмии?

Какие продукты имеют высокое содержание кадмия?

Поскольку металлический кадмий хорошо растворим в воде, существуют специфические продукты, которые подвержены воздействию кадмия.

Некоторые из них-злаки, овощи, орехи, картофель и мясные продукты и т. д. Поскольку эти продукты имеют более высокий уровень потребления, следовательно, люди имеют потенциальный риск диетического воздействия.

Какова долговечность кадмия в организме человека после его приема?

Если вы знаете, для чего используется кадмий, становится легче понять, что он быстро усваивается людьми.

Однако потенциальная опасность металла возрастает, так как он остается в почечных органах на срок до 20-30 лет.

При вдыхании в более высоких пропорциях он может привести к острым респираторным проблемам и раку.

Где кадмий в основном присутствует на Земле?

Кадмий-серебристо-белый металл, доступный в небольших пропорциях в цинковых рудах, таких как сульфид цинка (ZnS).

В сравнительно больших количествах он присутствует в Иллинойсе, Вашингтоне, Венгрии, Боливии, Миссури и др.

Почему кадмий используется в ювелирных изделиях?

Кадмий находит свое применение в ювелирных изделиях, поскольку он может добавить вес объекту, оставляя после себя блеск.

Кроме того, он имеет более низкую температуру плавления по сравнению с цинковыми металлами, поэтому для изменения его формы требуется меньше энергии.