CADMIUM 113 Specifična aktivnost u prirodi. Kadmij: Činjenice i faktori. Opće hemijske karakteristike kadmijuma

Kadmijum - Element bočne podskupine druge grupe, peti period periodični sistem Hemijski elementi D. I. Mendeleev, sa atomskim brojem 48. označava se simbolom CD-a (lat. Kadmijum). Mekana patka bubnja tranzicija metala srebrna-bijela boja.

Okružni doktor štapova razlikovao je strmim temperamentom. Dakle, 1817. godine naredio je da ukloni sve droge sa cinkovim oksidom generiranim u tvornici škljoki Hermana. Pojavljujući drogu, sumnjao je da postoji Arsenić u cink oksidu! (Cink oksid se još uvijek koristi pod kožnim bolestima; mast, puderi, emulzija su od njega.)
Da bi dokazao svoju pravu, rastvoren je strogi revizor koji je osumnjičen oksidiran u kiselini, a propustit je vodonik sulfid kroz ovo rješenje: pao je žuti talog. Sulfidi Arsenić samo žuta!
Vlasnik fabrike počeo je osporiti Rolova odluku. Sam je bio hemičar i vlastiti analizom uzoraka proizvoda, u njima nije pronađen Arsenić. Najavio je rezultate analize, a istovremeno su vlasti zemlje Hannovera. Vlasti su prirodno zatražile uzorke da ih pošalju na analizu bilo kojeg od autoritativnih hemičara. Odlučili smo da profesor Friedrich Schtromeyer, koji je služio kao Odjel za hemiju na Univerzitetu u Göttingenu i položaju generalnog inspektora svih Hannover ljekarne iz 1802.
Strogeruer je poslao ne samo oksid, već i druge cinkove lijekove iz njemačke tvornice, uključujući ZNCO3, iz kojeg je dobijen ovaj oksid. Čišćenje cinkovog karbonata, štroke je dobio oksid, ali ne i bijelog, kao što je to trebalo, ali žućkast. Vlasnik fabrike objasnio je sliku dodavanja željeza, ali moždanik nije zadovoljio takvo objašnjenje. Kupovinom više droga cinka, napravio je potpunu analizu i bez velikih poteškoća izdvojio je element koji je izazvao žuti. Analiza je rekla da to nije arsensko (jer se riječi tvrde), ali ne i željezo (dok je Hermann tvrdio).

Bio je to novi, nepoznati metal, za hemijska svojstva vrlo slična cinka. Samo hidroksid, za razliku od Zn (oh) 2, nije bio amfoter, ali imao je jarko izražene osnovne nekretnine.

48 Mendeleev element stola u slobodnom obliku Novi element je bio bijeli metal, mekan i nije baš izdržljiv, prekriven smeđeg oksidnog filma. Metal Ovaj štroker nazvao je kadmijum, očito nagovještavanje u svom "cink" porijeklu: grčka riječ καδμεια je dugo naznačila cink rude i cinkovog oksida.

1818. Stromeer je objavio detaljne informacije o novom hemijskom elementu, a gotovo odmah u njegovom prioritetu počeo je pokušavati. Prvi su izvršili sva ista udara koja su ranije vjerovala da u pripremama iz njemačke fabrike postoje Arsenić. Ubrzo nakon što je zadnja njemačka hemičarka, Kersten, pronašla novi element u Šlezijskom cinksku rudu i nazvao ga Mellin (iz latinskog mellinusa - "žuti kao dunje") zbog boja koje se generiraju pod djelovanjem hidrogen sulfida. Ali već je bio otvoren strogeer kadmijum. Kasnije je ovaj element ponuđen još dva imena: prelazi - u čast čuvenog hemičara Martin Clasprot i Yongonii - po imenu otvoren 1804. Asteroid Juno. Ali nakon svega imena, osnovan je ovaj element njegove diskovere sobe. Istina, u ruskoj hemijskoj literaturi prvo poluvreme XIX veka. Kadmij je često nazivan CADM.

48	← Kadmijum → Indijum

Atomska svojstva

Ime, simbol, broj

Kadmium / Cadmium (CD), 48

Atomska masa
(molarna masa)

112.411 (8) a. e. m. (g / mol)

Elektronska konfiguracija

Radijus atom

Hemijska svojstva

Kovalentni polumjer

Ionski radijus

Električna energija

1.69 (Pauling skala)

Potencijal elektrode

Oksidacijski stupanj

Energija jonizacije
(prvi elektron)

867.2 (8.99) KJ / MOL (EV)

Termodinamička svojstva jednostavne tvari

Gustoća (sa n. Y.)

Temperatura topljenja

Temperatura ključanja

Ud. Toplo topljenje

6,11 KJ / MOL

Ud. Toplotno isparavanje

59.1 KJ / MOL

Molarni toplinski kapacitet

26,0 J / (k · mol)

Volumen molara

13,1 cm³ / mol

Kristalna rešetka jednostavne supstance

Struktura rešetke

Šesterokutan

Parametri rešetke

a \u003d 2.979 C \u003d 5.618 Å

C / A omjer

Temperatura debaike

Ostale karakteristike

Toplotna provodljivost

(300 k) 96,9 W / (m · K)

Definicija

Kadmijum Smješten u petom periodu II grupu bočne (c) podskupine periodične tablice.

Odnosi se na elemente d.- Porodica. Metal. Oznaka - CD. Serijski broj - 48. Relativna atomska masa - 112.41 A.E.M.

Elektronska struktura kadmijum atoma

Kadmijum atom sastoji se od pozitivnog nabijenog jezgara (+48), unutar kojeg se nalazi 48 protona i 64 neutrona, a oko 48 elektrona se kreće oko pet orbita.

Sl.1. Konceptualna struktura kadmijum atoma.

Distribucija elektrona od strane orbitala je sljedeća:

48cd) 2) 8) 18) 18) 2;

1s. 2 2s. 2 2p. 6 3s. 2 3p. 6 3d. 10 4s. 2 4p. 6 4d. 10 5s. 2 .

Elektroni koji se nalaze na 4 smatraju se valentnim elektronima kadmijum atoma d.- i 5. s.-Subitali. Energetski dijagram glavne države zauzima sljedeći obrazac:

Elektroni valencija Cadmium Atoma mogu se okarakterizirati skup od četiri kvantna brojeva: n. (glavni kvant), l. (orbital), m L. (magnetsko) i s. (Spin):

Sill

Primjeri rješavanja problema

Primjer 1.

Zadatak

Koliko nuklearnih orbitala p.-Produkcija je ispunjena elementima sa brojevima sekvence 35 i 54? Snimite svoje elektronske formule.

Odgovoriti

Elementi sa nizom brojeva 35 i 54 su Bromin i Xenon. S njihovim elektronskim formulama pišemo u glavnom stanju:

35 br1 s. 2 2s. 2 2p. 6 3s. 2 3p. 6 3d. 10 4s. 2 4p. 5 ;

54 XE1. s. 2 2s. 2 2p. 6 3s. 2 3p. 6 3d. 10 4s. 2 4p. 6 4d. 10 5s. 2 5p. 6 .

Postoje 3 orbitalnog orbitalnog na P-surke, od kojih svaka može proizvesti više od 2 elektrona (6 u iznosu). Atomi u Brominu i Xenonu, P-orbitale su popunjene.

Primer 2.

Zadatak

Koje vrijednosti mogu primati kvantni brojevi n., l., m L. i gOSPOĐA.karakterizirajući stanje elektrona u atomu. Koje vrijednosti uzimaju za vanjske elektrone kalcijuma atoma?

Odgovoriti

Glavni kvantni broj N može uzeti vrijednosti od 1 i u nedogled, ali u stvarnosti je njegova granica broj 7. Orbitalni kvantni broj mogu uzeti vrijednosti od 0 do 3. magnetski kvantni broj m L.uzima vrijednosti iz -l u 0 do + l. Na broju kvantnija gOSPOĐA. Mogu biti samo dvije vrijednosti: +1/2 i -1/2.

Napišemo elektroničku konfiguraciju glavnog stanja magnezijum atoma (valentne elektrone za označavanje podebljanog fonta):

1s. 2 2s. 2 2p. 6 3s. 2 3p. 6 4s. 2 .

Elektroni vanjske energetske razine karakterizirat će sljedeći skup kvantnih brojeva:

Sill

Kadmij (latino kadmij označen je simbolom CD-a) - element sa atomskim brojem 48 i atomska masa 112,411. To je element bočne podskupine druge grupe, peti period periodičnog sistema hemijskih elemenata Dmitrity Ivanoviča Mendeleev. U normalnim uvjetima, jednostavna kadmijska supstanca je teška (gustoća 8,65 g / cm3) mekani duktilni tranzicijski metal srebrne boje.

Prirodno kadmij sastoji se od osam izotopa, od kojih je šest stabilnih: 106CD (izotopna prevladava 1,22%), 108CD (0,88%), 110CD (12.75%), 112CD (24.85.), 114CD (28.85) %). Za još dva prirodna izotopa pronađena je slaba radioaktivnost: 113CD (izotopna rasprostranjenost 12,22%, β-propadanja s poluživotom od 7,7 ∙ 1015 godina) i 116CD (izotopna rasprostranjenost od 7,49%, dvostruka β-propadanja sa poluživotnom životu 3 , 0 ∙ 1019 godina).

Četrdeset osmi element periodičnog sistema otvorio je njemački profesor Friedrich Schtroyer 1817. godine, ovo otkriće može se nazvati nasumičnim. Činjenica je da su MAGSesteri Magdeburga prilikom proučavanja droge koji sadrže cink oksid ZNNO sumnja na prisustvo arsena. Budući da je cink oksid dio mnogih masti, pudera i emulzija koji se koriste za razne bolesti kože koje su strogo uskraćene za prodaju svih sumnjivih lijekova. Naravno, proizvođač droga, branići njegove interese, zahtijevao je neovisan ispit. U ulozi ekspertskog govora Stromeer. Istakao je smeđi smeđi oksid iz ZNo, vratio ga je vodikom i primio srebrno bijeli metal, koji ih je zvao "kadmij" (od grčkog. Kadmeia je nečisti cink oksid, takođe cinkov ruda). Bez obzira na profesora, Stroneer Cadmium je otkriven u Šlezijskim cinkovim rudama grupa njemačkih naučnika - K. Hermann, K. Karsten i V. Maisner 1818. godine.

Kadmij apsorbira spore neutrone, iz ovog razloga se koriste kadmijumske šipke u nuklearni reaktori Za regulisanje brzine lančane reakcije. Kadmij se koristi u alkalnim baterijama, ulazi kao komponentu u neke legure. Na primjer, bakrene legure koje sadrže oko 1% CD-a (kadmijum bronza) koriste se za proizvodnju telegrafa, telefona, kolejbuskih žica, jer ove legure imaju veću trajnost i otpornost na baru od bakra. Na primjer, nekoliko legura sa niskim topljenjem, koji se koriste u automatskom aparatima za gašenje požara, sadrže četrdeset osmi element. Pored toga, kadmijum je dio nekih legura nakita. Ovaj metal se koristi za okvir čeličnih proizvoda, jer nosi oksidni film sa zaštitnom akcijom na njenoj površini. Činjenica je da u morskoj vodi i u nizu drugih medija, okviri su efikasniji od cinka. Kadmij ima dugu istoriju upotrebe u homeopatskom lijeku. Četrdeset osmi element se široko koristi - kadmijum sulfid koristi se za proizvodnju žute boje i obojenih naočala, a kadmijum fluoroobrat je važan tok koji se koristi za lemljenje aluminija i drugih metala.

Kadmijum je pronađen u tijelu svih kralježnjačkih životinja, utvrđeno je da utječe na razmjenu ugljika, aktivnost niza enzima i sintezu hipričke kiseline u jetri. Međutim, spojevi kadmijuma otrovnih, a sam metal je karcinogen. Posebno opasno udisanje kame od kida pare CADMIUM oksid, česte smrti su često česte. Prodiranje kadmijuma u gastrointestinalni trakt je štetan i prodoran, ali nijedna smrt nije fiksna, najvjerovatnije je to zbog činjenice da se tijelo nastoji riješiti toksina (povraćanje).

Biološka svojstva

Ispada da je kadmij prisutan u gotovo svim živim organizmima - u prizemnoj četrdeset osmim elementu, približno 0,5 mg za 1 kg mase, u morskim organizmima (spužva, pastir, igslozzy, crvi) - od 0,15 do 3 mg / KG, CADMIUM sadržaj u biljkama iznosi oko 10-4% (na suhoj tvari). Uprkos prisutnosti kadmijuma u većini živih organizama, njegov specifičan fiziološki značaj još nije pouzdano osnovan. Naučnici su uspjeli saznati da ovaj element utječe na razmjenu ugljikohidrata, na sintezu u jetri hipričke kiseline, o aktivnostima niza enzima, kao i na razmenu u tijelu cinka, bakra, gvožđa i kalcijuma. Postoji predlog potkrijepljenja nekih studija koje mikroskopska četverija u hrani može potaknuti rast sisara. Iz tog razloga, neki učenjaci razlikuju kadmiju za uslovljavajuće esencijalne elemente u tragovima, odnosno vitalnog, ali toksičnog u određenim dozama. Čak i u tijelu, potpuno zdrava osoba sadrži malu količinu kadmijuma. Ipak, uprkos tome, kadmiji se odnose na najokrušene teške metale - Ruski Sanpin, pripisao je 2. razredu opasnosti - vrlo opasne tvari - koji uključuje i antimon, stroncije, fenol i druge tvari za trovanje. U biltenima "problemi hemijska sigurnost"Od 29. aprila 1999. godine, kadmijum se pojavljuje kao" najopasnija ekotoksikanta na prelazu milenijuma "!

Kao i drugi teški metali, kadmijum je kumulativni otrov, odnosno u tijelu je u stanju da se nakupi u tijelu - njegov poluživot je od 10 do 35 godina. Ljudsko tijelo do pedeset godina može se nakupiti od 30 do 50 mg kadmija. Glavni "depozitni depoziti" četrdeset osmi element u human Tele su bubrezi koji sadrže od 30 do 60% ukupne količine ovog metala u tijelu, jetru (20-25%). U manjoj mjeri, kadmijum je sposoban: gušterača, slezine, cevaste kosti, druge organe i tkanine. U malim količinama četrdeset osmih elemenata, čak i u krvi. Međutim, za razliku od olovo ili žive, kadmijum ne prodire u mozak. Uglavnom je kadmijum u tijelu nalazi u vezan stanju - u kompleksu s proteinom-metalotinzima - ovo je vrsta zaštitnog mehanizma, reakcija tijela na prisustvo teške metala. U takvom obliku kadmijuma, međutim, čak i u pridruženom obliku ne postaje bezopasan - ovaj metal se nakuplja za godine, u stanju je da krši rad bubrega i povećanu verovatnoću bubrega. Mnogo je opasnije za kadmij, smješten u jonu, jer je hemijski vrlo blizu cinka i može ga zamijeniti u biohemijskim reakcijama, djelujući kao pseudo-aktivator ili, naprotiv, inhibitori proteina koji sadrže cink i enzimi. Kadmium se veže do citoplazmatskog i nuklearnog ćelijskog materijala i oštećuje ih, mijenja aktivnost mnogih hormona i enzima, što se objašnjava njegovim sposobnostima da vezuju sulfhydrylic (-sh) grupe. Pored toga, četrdeset osmi element, zbog blizine jonskih radiira kalcijuma i kadmijuma, može zamijeniti kalcijum u koštanom tkivu. Ista situacija sa željezom, koja je kadmijum također u mogućnosti zamijeniti. Iz tog razloga, nedostatak kalcijuma, cinka i željeza u tijelu može dovesti do povećanja probavljivosti kadmijuma iz gastrointestinalnog trakta do 15-20%. Vjeruje se da je bezopasna dnevna doza kadmija za odrasle 1 μg kadmija na 1 kg vlastitog težine, velike količine kadmija izuzetno su opasne za zdravlje.

Koji su mehanizmi prijema kadmijuma i njegovih spojeva u tijelu? Trovanje se događa kada se potroši voda (PDC za pitku vodu je 0,01 mg / l) kontaminiran otpadom koji sadrži kadmijum, kao i za jelo povrće i zrna, uzgoj na zemljištu, koje se nalaze u blizini rafinerija nafte i metalurška preduzeća. Posebno je opasno koristiti gljive sa takvih teritorija, jer, prema nekim informacijama, mogu akumulirati više od 100 mg kadmija na kg vlastite težine. Pušenje je još jedan izvor kadmijskog unosa u tijelu, s pušenjem i ljudima oko njega, jer je metal u duvanskom dimu. Karakteristični znakovi hroničnog trovanja od strane kadmija su, kao što je spomenuto ranije, oštećenja bubrega, bolovi u mišićima, kostiju fuzija, anemija. Akutna trovanja hranom od kadmija javlja se kada se velike jednokratne doze prihvate hranom (15-30 mg) ili sa vodom (13-15 mg). Istovremeno, postoje znakovi akutne gastroenteritis - povraćanje, bol i konvulzije u epigastričnoj regiji, međutim, slučajevi smrtonosnog trovanja kadmijumskim spojevima koji su pali u tijelo sa hranom, ali smrtno jednokratno Doza može biti 350-3500 mg. Mnogo opasnije sa trovanjem kadmijuma prilikom udisanja svoje pare (CDO) ili prašine koja sadrži kadmiju (u pravilu se javlja na proizvodnju kadmijumske proizvodnje). Simptomi takvog trovanja otekli su pluća, glavobolja, mučnina ili povraćanja, hladnoća, slabosti i dijareje. Kao rezultat takvog trovanja, zabilježene su smrtne slučajeve.

Protuotrov u trovanju kadmijuma je selen, što pomaže u smanjenju probavljivosti četrdeset osmi elementa. Međutim, uravnoteženi prijem selenijuma, to je zbog činjenice da njegov višak tijela dovodi do smanjenja sadržaja sumpora, a to će definitivno dovesti do činjenice da će tijelo ponovo lako upiti tijelo .

Utvrđeno je da jedna cigareta sadrži od 1 do 2 μg kadmija. Ispada da osoba koja puši barem paket cigareta dnevno dobija dodatno oko 20 μg kadmijuma, barem! Opasnost se nalazi u činjenici da probavljivost četrdeset osmih elemenata kroz svetlost - od 10 do 20%, tako da se u tijelu pušača apsorbuje od 2 do 4 μg kadmijuma sa svakim pakovanjem cigareta! Kancerogeni učinak nikotina sadržanog u duhanom dim obično je povezan sa prisustvom kadmijuma, a ne odgađa se čak i sa ugljenim filtrima.

Primjer masenog kroničnog trovanja od strane kadmija sa brojnim smrtnim ishodima opisano je u kasnim 50-ima XX vijeka. U Japanu su zabilježeni slučajevi masovne bolesti, koji lokalni stanovnici Nadimak "itay-itay", koji se doslovno može prevesti kao "oh, kako povrijediti!". Simptomi bolesti bili su snažni lumbalni bolovi, koji su, kao kasnije ispostavili, uzrokovane nepovratnim lezijama bubrega; Snažna bol u mišićima. Rasprostranjena širenja bolesti i takav teški tečaj uzrokovan je visokom zagađenjem okoliša u Japanu u to vrijeme i specifičnosti japanske hrane (riža i plodovi mora akumulirati veliku količinu kadmijuma). Utvrđeno je da su bolesna čudna bolest dnevno koristila oko 600 μg kadmijuma!

Uprkos činjenici da je kadmijum prepoznat kao jednu od najotrovnijih tvari, pronašao je upotrebu u medicini! Dakle, pacijent koji pati od zatajenja srca, nikl-kadmijum baterija pruža energiju mehaničkog stimulatora srca. Pogodnost takve baterije je da za njegovo punjenje ili zamjenu pacijent ne mora ići na operativni stol. Za neprekinute uslugu baterije dovoljno je nositi posebnu magnetizirana jakna samo pola sata sedmično.

Kadmij se koristi u homeopatiji, eksperimentalna medicina, a nedavno se počela koristiti prilikom stvaranja novih antitumorskih droga.

Legura od drveta (drvo-metal), koji sadrži 50% bizmuta, 12,5% limenke, 25% olova, 12,5% kadmijum, može se lako rastopiti u kipućoj vodi. Legura je izmišljena 1860. godine, a ne vrlo poznati engleski inženjer B. Drvo (B.WOOD). Nekoliko znatiželjnih činjenica povezano je s ovom legurom svjetlosti: prvo, prva slova legure komponenti drveta tvore kraticu, drugo, često se izum pomno pripisuje se -Name b.vuda - poznati američki fizičar Robert Williams Voodoo, koji je rođen samo osam godina kasnije.

Ne tako davno, četrdeset osmi element periodičnog sistema ušao je u "oružje" Scotland Yard-a: Uz pomoć najfinijeg kadmijumskog sloja, prskanja na anketiranoj površini moguće je brzo otkriti kriminalce .

Naučnici su uspostavili tako zanimljivu činjenicu: Patrimonirana limenka u atmosferi ruralnih područja ima značajno veću korozivnu stabilnost nego u atmosferi industrijskih područja. Posebno brzo takav premaz ne uspijeva ako se u zraku povećava sadržaj sumpornog ili sumpornog anhidrida.

1968. jedan od američkih zdravstvenih službenika (dr. Carrol) pronašao je direktnu vezu između smrtnosti od kardiovaskularnih bolesti i kadmijum sadržaja u atmosferi. Takvim zaključcima došao je, analizirajući podatke iz 28 gradova. U četvorici - New York, Chicago, Filadelfija i Indiapolis - sadržaj kadmijuma u zraku pokazao se znatno većim nego u drugim gradovima; Udio umrlih kao rezultat srčanih bolesti bio je veći.

Pored "standardnih" mjera za ograničavanje emisija kadmijuma u atmosferu, vodu i tlo (filter i sredstva za čišćenje u preduzećima, uklanjanje stambenih i sjetve iz takvih preduzeća), naučnici razvijaju novo - obećavajuće. Dakle, američki naučnici u zaljevu rijeke Mississippi sletili su vodene hijacinte, vjerujući da će moći čistiti vodu iz takvih neželjenih elemenata kao kadmijuma i žive.

istorija

Priče su poznate puno "otkrića", koje su napravljene tokom različitih provjera, pregleda i revizija. Međutim, takvi su nalazi prilično zločinački od prirode nego naučni. Ipak, postojao je takav slučaj kada je revizija počela na kraju dovela do otkrića novog hemijskog elementa. To se dogodilo u Njemačkoj u rani Xix. Stoljeće. Distrikta ljekar R. Rolol provjerio je ljekarne svoje okružnije, tokom revizije - u velikom broju ljekarni u blizini Magdeburga - otkrio je cink oksid, čiji je izgled izazvao sumnje i doveo do ideje da se u njemu dovodi u njemu. Potvrdu svojih pretpostavki, bendovi su bili raspušteni sa zaplijenim lijekom u kiselini i propustili su vodovodičko rješenje za sulfid, što je dovelo do ispada žutog sedimenta, slično arsenom sulfidu. Svi sumnjivi lijekovi - masti, puderi, emulzije, puderi su se odmah povukli iz prodaje. Sličan korak je iznerviran od vlasnika fabrike uepkek, koji je proizveo sve rešene droge. Ovaj poduzetnik - Herman, a po profesiji je apotekar, sproveo vlastitu stručnost robe. Pokušao smo u to vrijeme isprobati poznati arsenal arsenac eksperimenata, bio je uvjeren da su njegovi proizvodi u tom pogledu čisti, a neugodan revizor žuti cink oksid daje željezom. Obaviještavanje rezultata njihovih eksperimenata, Hanverova, Herman, zahtijevao je neovisan ispit i potpunu "rehabilitaciju" njegove robe. Kao rezultat toga, odlučeno je da saznamo mišljenje profesora Schriyera, koji je na čelu sa katedrom za hemiju Univerziteta Univerziteta u Göttingenu, te skraćeno post generalnog inspektora svih Hannover Ljekarne. Naravno, utroker je poslan na ček ne samo cink oksid, već i ostale droge cink iz tvornice Schendegek, uključujući cink karbonat, iz kojeg je dobiven cink karbonat. Čišćenje cink karbonata ZNCO3, Friedrich Strogeer primio je oksid, ali ne i bijeli, kao što je to trebalo, ali žućkast. Kao rezultat daljnjeg istraživanja, ispostavilo se da lijekovi ne sadrže ni arsenić, jer su riječi pretpostavljene, ni željezo, kao herman misli. Razlog neobične boje boje bio je potpuno drugačiji metal - ranije nepoznat i svojstva vrlo slične sa cinkama. Razlika je bila samo da je njegov hidroksid, za razliku od Zn (oh) 2, nije bio amfoter i izrekao osnovna osnovna svojstva. Stroke je nazvao novim metalom sa kadmijom, nagovještavajući snažno sličnosti novog elementa sa cinkom - grčka riječ καδμεια (kadmeia) je dugo označena po cink rudama (na primjer, SMCO3) i cinkovog oksida. Zauzvrat, ova riječ dolazi u ime feničara Cadema, koja, prema Legends, bila prva koja je pronašla cink kamen i otvorio svoju sposobnost da daju bakar (prilikom topila iz rude) zlatne boje. Prema starim grčkim mitovima, bilo je još jednog kadmova - heroj koji je osvojio zmaj i izgradio tvrđavu neprijateljem na zemljama neprijatelja, oko koje je okružen velikim sedam-dragi grad kose. Na semitskom jeziku "CADMOS" znači "Istočni", koji može biti ime minerala sa mesta svoje proizvodnje ili izvoza iz bilo koje istočne zemlje ili provincije. 1818. godine objavio je Friedrich Stromeer detaljan opis Novi metal čija je svojstva već uspjela dobro proučavati. U slobodnom obliku novi element je bio bijeli metal, mekan i nije baš izdržljiv, prekriven smeđe oksidnim filmom. Prilično brzo, kako se često događa, prioritet moždanog udara u otvaranju kadmijuma počeo je izazivati, ali svi su tvrdnje ubrzo odbijeni. Nešto kasnije, još jedan njemački hemičar Kerstren, pronašao je novi element u šlezijskom cinksku rudu i nazvao ga Mellin (od latinskog mellinusa - "žuta kao dunja"). Razlog takvog imena bilo je boja sedimenta formirana pod djelovanjem vodonika. Kersten's Chagrin "Mellen" bio je "kadmijum" Striyera. Još kasnije, ponuđena je i druga imena za četrdeset osmih elemenata: 1821. godine, John se nudi da se poziva na novi element "Claspoith" - u čast čuvenog hemičara Martin Clasprot - diskacija uranijumu, cirkonima i titanijuma i Hilberta "Yongonima "- Po imenu otvoren 1804. Asteroid Juno. Ali bez obzira koliko velika zasluga klapske ploče ispred nauke, njegovo ime nije bilo suđeno da stekne uporište na popisu hemijskih elemenata: kadmij je ostao kadmij. Tačno, u ruskoj hemijskoj literaturi prvo poluvrijeme XIX veka, kadmijum je često nazivan CADM.

Pronalaženje prirode

Kadmij se obično rijetko i prilično višestruki element, prosječni sadržaj ovog metala u zemlja Kore (Clark) otprilike 1,3 10-5% procijenjeno ili 1,6 10-5% po težini, on se pokaže da je u litosferi kadmijuma od oko 130 mg / t. Kadmijum je tako malo u dubinama naše planete, koji se čak i rijetko u Njemačkoj smatrali 25 puta više! Otprilike isti omjeri kadmijuma i s drugim rijetkim metalima: berilijum, cezijum, skangijum i indijum. Kadmijum je u blizini prevalencije do antimona (2 10-5%) i dva puta je više od Merkura (8 10-6%).

Za četrdeset osmi element, migracije u vrućim podzemnim vodama zajedno sa cinkama (kadmijum nalazi se u obliku izomorfnih nečistoća u mnogim mineralima i uvijek u mineralima cinkama) i ostalim pohlebilnim elementima, odnosno hemijskim elementima skloni se stvaranju prirodnih Sulfidi, selenide, televizijski televiziji, sulfozoli i ponekad susreću u rodnoj državi. Pored toga, četrdeset osmi element koncentriran je u hidrotermalnim sedimentima. Prilično bogati u kadmijum vulkanskim stijenama koji sadrže do 0,2 mg kadmija po kg; Među sedimentnim stijenama su najbogatiji četrdeset osmi glineni element - do 0,3 mg / kg (za usporedbu krečnjaka, kadmij sadrži 0,035 mg / kg, vreća za pijesak - 0,03 mg / kg). Prosječni kadmijum sadržaj u tlu je 0,06 mg / kg. Također, ovaj rijedak metal prisutan je u vodi - u rastvorenom obliku (sulfat, hlorid, kadmijum nitrat) i suspendovani kao dio organskih mineralnih kompleksa. U prirodni uslovi Četrdeset osmi element ulazi u podzemnu vodu kao rezultat ispiranja obojenih metalnih ruda, kao i kao rezultat raspadanja vodenih postrojenja i organizma sposobnih da ga nakupljaju. Od početka 20. stoljeća antropogeno zagađenje kadmijama prirodnih voda postalo je prevladavajući faktor u toku kadmijuma u vodi i tlu. Na sadržaj kadmijuma u vodi značajan utjecaj ima pH srednjih (u alkalnom medijumu, kadmij pada u talog u obliku hidroksida), kao i sorpcijskim procesima. Prema istom antropogenom uzroku kadmijuma i u zraku. Na selu, sadržaj kadmijuma u zraku je 0,1-5,0 Ng / m3 (1 NG ili 1 nanogrami \u003d 10-9 grama), u gradovima - 2-15 Ng / m3, u industrijskim predjelima - od 15 do 150 ng / M3. Uglavnom, kadmij koji ulazi u atmosferski zrak zbog činjenice da su mnogi ugljen spaljeni na toplotnim biljkama, sadrže ovaj element. Objavljeno iz zraka, kadmij ulazi u vodu i tlo. Upotreba mineralnih đubriva doprinosi povećanju sadržaja kadmijuma u tlu, jer gotovo svi sadrže manje nečistoće ovog metala. Iz vode i tla kadmij ulazi u biljke i žive organizme, a zatim na lanac hrane može se "biti isporučen" čovjeku.

Kadmium ima svoje minerale: Howlit, CDCO3 Rolls, CDO modemponit (sadrži 87,5% CD), grekenit CD-ovi (77,8% CD), Xantochroit CD-ovi (H2O) X (77,2% CD) CDSE Cadse (47% CD). Međutim, oni ne čine svoje depozite, već su prisutni u obliku nečistoća u cinkama, bakra, olovo i polimetalskoj rudi (više od 50), koji su glavni izvor industrijske proizvodnje četrdeset osmih elemenata. Štaviše, glavna uloga se igraju po rubovima cinka, gde se koncentracija kadmijuma kreće od 0,01 do 5% (u prskanju ZNS-a). U većini slučajeva sadržaj kadmijuma u sphalaznom nizu ne prelazi 0,4 - 0,6%. Kadmij se nakuplja u Galenite (0,005 - 0,02%), pustinja (0,003 - 0,2%), pirit (do 0,02%), kalkopirit (0,006 - 0,12%), međutim, iz ovih sulfida obično ne vadi.

Kadmij se u stanju da se nakuplja u biljkama (većina svih u gljivama) i živim organizmima (posebno u vodi), iz ovog razloga, kadmijum se može naći u morskim pasminama - Shales (Mansfeld, Njemačka). Opći svjetski kadmij resursi procjenjuju se na 20 miliona tona, industrijskih - 600 hiljada tona.

Primjena

Glavni potrošač četrdeset osmih elemenata je proizvodnja hemijskih izvora struje: niklo-kadmijumske i srebrne-kadmijumske baterije, olovo-kadmijum i žive-kadmijum elemente u sigurnosnim baterijama, normalnim elementima Westona. Baterije (KN) korišteno u industriji kadmikelija (AKN) jedno su od najtraženijih hemijskih izvora struje. Negativne ploče takvih baterija izrađene su od željeznih mreža sa spužvavim kadmijumom kao aktivnim agentom, a pozitivne ploče prekrivene su niklom oksidom. Kao elektrolit, otopina kaustičnog kalijuma (kalijum hidroksid) je rješenje. Nickel-Cadmium alkalne baterije su pouzdanije od kiselinske vode. Hemijski trenutni izvori koji koriste kadmijume odlikuju se dugog radnika, radne stabilnosti i visokim električnim karakteristikama. Između ostalog, punjenje podataka baterija traje manje od jednog sata! Međutim, AKN se ne može napuniti bez potpunog preliminarnog pražnjenja, a u tome su, naravno, inferiorne od metalhidridnih baterija.

Drugi široki raspon kadmijuma primjenjuje se zaštitni antikorozijski premazi na metalima (okvir). Kadmijum premaz pouzdano štiti željezo i čelične proizvode iz atmosferske korozije. U prošlosti je patrimonacija proizvedena uranjanjem metala u rastopljeni kadmij, moderni proces se izvodi isključivo elektrolitičkom. Najnužniji detalji zrakoplova, brodova, kao i dijelova i mehanizmi dizajnirani za rad u uvjetima tropske klime podvrgnuti su CADM-u. Poznato je da su neka nekretnina cinka i kadmijuma slična, ali kadmijum-prevlaka ima određene prednosti preko pocinčanog: prvo, to je otporno na koroziju, drugo, lakše je biti glatko i glatko. Pored toga, za razliku od cinka, kadmijum je stabilan u alkalnom okruženju. Caddizirana limenka se prilično široko koristi, ali postoji površina u kojoj je upotreba premaza iz četrdeset osmih elemenata strogo zabranjena - ovo je prehrambena industrija. Ovo je povezano sa visokim kadmijum-otrovnim. Do određenog trenutka, širenje kadmijumskih premaza bilo je ograničeno iz drugog razloga - sa elektrolitičkom primjenom kadmijuma do čeličnog dijela u metalu, hidrogen sadržan u elektrolitu može se probiti, a kao što je poznato, ovaj element uzrokuje krhljivost vodika u Čelici velike čvrstoće koji vode do neočekivanog razaranja metala pod opterećenjem. Problem je riješio sovjetski naučnik iz Instituta fizička hemija Akademija nauka SSSR-a. Pokazalo se da je beznačajan avantiv (jedan titanijum atom na hiljadu kadmijum atoma) štiti patrimonirani čelični deo iz pojave fragilnosti vodika, jer titanijum u procesu premaza upija sav vodik iz čelika.

O desetih svjetskih svjetskih proizvodnje troši se na proizvodnju legura. Mala talište jedan je od razloga za široku upotrebu kadmijuma u niskim legurima. Takav je, na primjer, legura Wedow, koja sadrži 12,5% četrdeset osmih elemenata. Takve legure koriste se kao lemljenici kao materijalni za proizvodnju tankih i složenih odljevaka, u automatskim vatrogasnim sistemima, za staklene šiljke s metalom. Ljubi koje sadrže četrdeset osmi element prilično su otporni na fluktuacije temperature. Još jedna karakteristična karakteristika kadmijumskih legura je njihova visoka svojstva protiv konticije. Dakle, legura koja sadrži 99% kadmijuma i 1% nikl koristi se za proizvodnju ležajeva koji rade u automobilskim, zrakoplovnim i brodskim motorima. Budući da kadmijum nije dovoljno stalci na akciju kiselina, uključujući organske kiseline sadržane u mazivima, legure ležaja na osnovu kadmijum-a prekrivene su indijom. Doping meda sa niskim kadmijumskim aditivima (manji od 1%) omogućava vam da napravite veću žicu otporne na habanje na linijama električnog transporta. Takvi beznačajni dodaci kadmijuma mogu značajno povećati snagu i tvrdoću bakra, praktično ne pogoršanje njegovih električnih svojstava. Amalgam Cadmium (kadmijum rješenje u Merkuru) koristi se u stomatološkoj tehnici za proizvodnju zubnih brtva.

U četrdesetih 20. stoljeća, kadmijum je imao novu ulogu - iz nje su se regulirali i hitne šipke atomskih reaktora. Razlog zašto četrdeset osmi element u najkraće vrijeme Postao je strateški materijal, bio je to da apsorbuje termalne neutrone vrlo dobro. Ali prvi reaktori "atomskog vijeka" radili su isključivo na termalnim neutronima. Tek kasnije ispostavilo se da reaktori na brzim neutronima su obećavajući za energiju i za dobivanje nuklearnog goriva - 239PU, a protiv brzih neutrona kadmijuma je nemoćan, ne odgađa ih. Međutim, u vrijeme reaktora na termički neutroni, kadmijum je izgubio svoju dominantnu ulogu, dajući ga Bor i njegovim spojevima.

Oko 20% kadmijuma (u obliku spojeva) koristi se za proizvodnju anorganskih borba. CDS Cadmium sulfid važan je mineralni boj, koji je prethodno nazvan kadmijum urace. Već je početkom 20. veka bio poznato da možete dobiti kadmijum žutu od šest nijansi, u rasponu od limuna žutog do naranče. Boje stečene u isto vrijeme otporne su na slabe alkalije i kiseline, a apsolutno nisu osjetljivi na vodonični sulfid. Boje zasnovane na CDS-u korištene su u mnogim područjima - slikarstvo, ispis, porculanske slike, pokrili su putničke automobile, štiteći ih od pare dima. Boje koje sadrže kadmijum sulfid korišteni su u proizvodnji tekstila i sapuna. Međutim, trenutno, prilično skupi sulfid kadmijuma često zamjenjuje jeftinije boje - cadmopone (mješavina kadmijum sulfid i barijum sulfata) i litona cink-kadmijuma (kompozicija, poput cadmontonea, plus cinkov sulfid). Drugi spoj četrdeset osmih elemenata - Selenide kadmium CDSE - nanesite poput crvene boje. Međutim, ne samo u proizvodnji bojanja supstanca nije pronašlo njihovu upotrebu spoja četrdeset osmih elemenata - sulfidni kadmij, na primjer, koristi se i za proizvodnju filmskih solarnih panela, čija je efikasnost oko 10-16% . Pored toga, CD-ovi su prilično dobar termoelektrični materijal koji se koristi kao komponenta poluvodičkih materijala i fosfora. Ponekad se kadmijum koristi u kriogenoj tehnici, koja je povezana sa svojom maksimalnom toplotnom provodljivošću (u odnosu na ostale metale) u blizini apsolutne nule.

Proizvodnja

Glavni "dobavljači" četrdeset osmih elemenata su nusproizvodi prerade cinka, bakrene cink i olovne cinkove rude. Što se tiče vlastitih kadmijskih minerala, jedini koji, zanimljiv za dobijanje četrdeset osmih elemenata, je Grekenit CD-ovi, takozvani "razrešenje kadmija". Grekenit je miniran u kombinaciji s zavaravanjem prilikom razvoja cinkovih ruda. U procesu prerade kadmijuma akumulira u koproizvolju procesa, odakle je tada uklonjen. Prilikom obrade polimetalnih ruda, kao što je spomenuto ranije, kadmijum je nusproizvod proizvodnje cinka. Oni su bakreni CADMium Kettimi (metalne količine dobivene zbog pročišćavanja cinkovih sulfatnih rješenja ZNSO4 s djelovanjem cinkovog prašine), koji sadrže od 2 do 12% CD-a ili masiona (isparljive frakcije formirane tijekom destilacije koje se formiraju tijekom cinka ) Sadrži od 0,7 do 1,1% kadmijuma. Najbogatiji četrdeset osmih koncentrata elemenata dobiveni tijekom čišćenja cinka destilacije, mogu sadržavati do 40% kadmijuma. Od bakra-kadmijum keksa i drugih proizvoda sa visokim sadržajem četrdeset osmih elemenata, obično se ispituje sumpornom kiselinom H2SO4 sa istovremenom zračnom zrakom. Proces vodi u prisustvu oksidiračkog agenta - manganene rude ili revolving mangan mulja iz kupatila za elektrolizu.

Pored toga, kadmijum se izvlači iz prašine vodećih i bakrenih biljaka (može sadržavati od 0,5 do 5% i od 0,2 do 0,5% kadmij). U takvim se slučajevima prašina obično tretira koncentriranom H2SO4 sumpornom kiselinom, a tada rezultirajući kadmijum sulfat iscrpljuje vodom. Iz rezultiranog otopina kadmijum sulfata, akcija cinkovog prašine precipira se kadmijumskom sunđerom, nakon čega se rastvara u sumpornoj kiselini i pročišćavaju rješenje od nečistoća na natrijum karbonat na2co3 ili ZNo cink oksid, moguće je i koristiti metode ionske razmjene. Metalni kadmij izoliran je elektrolizom na aluminijskim katodama ili oporavkom sa cinkom (premještanje CDO kadmijuma oksida sa CDSO4 rješenjima) pomoću centrifugalnih separatora. Rafiniranje metalnog kadmija obično je u topljenju metala pod alkalnim slojem (za uklanjanje cinka i olova), moguće je koristiti NA2CO3; Rezanje aluminijskom topljenjem (za uklanjanje nikla) \u200b\u200bi amonijum hlorid nh4cl (za uklanjanje talijuma). Kadimij visoke čistoće dobiva se elektrolitičkom rafiniranjem sa srednjim čišćenjem elektrolita, koji se vrši pomoću ionske razmjene ili vađenje; Ispravljanje metala (obično pod sniženim pritiskom), zona zavarivanja ili druge metode kristalizacije. Kombinirajući gore navedene metode čišćenja, moguće je dobiti metalni kadmij sa sadržajem osnovnih nečistoća (cink, bakar i drugo) samo 10-5% po težini. Pored toga, za čišćenje četrdeset osmih elemenata, tehnike se mogu koristiti u tekućim kadmijumu, elektrodepoziciji u topljenje Nathotium hidroksida NaOH, amalgam elektrolize. Sa kombinacijom zona topljenja sa električnom bačvom, zajedno sa čišćenjem, može se pojaviti i odvajanje kadmijum izotopa.

Globalna proizvodnja kadmium proizvodnje u velikoj je mjeri povezana s obimom cink produkcije i u proteklih desetljeća značajno se povećava - prema podacima iz 2006. na svijetu, proizvedeno je oko 21 hiljadu tona kadmija, dok je 1980. godine takva brojka bila samo 15 godina Hiljadu tona. Povećanje potrošnje četrdeset osmog elementa nastavlja se i sada. Glavni proizvođači ovog metala su zemlje Azije: Kina, Japan, Koreja, Kazahstan. Oni čine 12 hiljada tona ukupne proizvodnje. Veliki proizvođači kadmijuma mogu se smatrati i Rusija, Kanada i Meksiko. Zapremina masovne proizvodnje kadmija prema Aziji rezultat je činjenice da je u Europi došlo do smanjenja korištenja četrdeset osmih elemenata, a u azijskoj regiji, naprotiv, potražnja za elemente niklama-kadmijuma je Uzgoj, što uzrokuje mnoge prevođenje proizvodnje u azijske zemlje.

Fizička svojstva

Kadmium je srebrni bijeli metal, bacaju se na plavu na svježem rezu, ali bledi u zraku zbog stvaranja zaštitnog oksidnog filma. Kadmium je prilično mekan metal - teško je sa kalamom, ali mekši cink, sasvim je moguće rezati nož. U agregatu s mekoćom četrdeset osmih elemenata, važno je za industriju u pogledu kvalitete, poput komada ukusa i driftinga - savršeno se valja u listove i proteže se u žicu, bez ikakvih problema, dovelo do poliranja. Kada se zagrijava iznad 80 ° C, kadmijum gubi elastičnost i toliko da se može lako uništiti u prah. Tvrdoća kadmijuma u MOOS-u jednaka je dva, prema slanici (za žarki uzorak) 200-275 MPa. Snaga istezanja 64 mn / m2 ili 6,4 kgf / mm2, relativno izduženje od 50% (na temperaturi od 20 ° C), jačina prinosa od 9,8 MPa.

Kadmium ima šesterokutnu prepunu kristalnu rešetku sa periodima: A \u003d 0,296 Nm, C \u003d 0.563 Nm, omjer C / A \u003d 1,882, Z \u003d 2, energija kristalne rešetke 116 μj / Kmol. Prostorna grupa C6 / Mmm, atomski radijus 0,156 Nm, Ion radijus CD2 + 0.099 Nm, atomska zapremina 13.01 ∙ 10-6 m3 / mol. Šipka iz čiste kadmijuma tokom savijanja čini slabu pucanje poput limenke ("limenke krik") - protrljaće ga metalnim mikrokristalima, ali bilo kakve nečistoće u metalu uništavaju ovaj efekat. Općenito, prema njenim fizičkim, hemijskim i farmakološkim svojstvima, kadmijum pripada grupi teških metala, što ima više sličnosti sa cinkom i žive.

Talište od četrdeset osmih elemenata (321.1 ° C) prilično je niska i može biti uporedivo sa temperaturama topljenja olova (327,4 ° C) ili Thalium (303.6 ° C). Međutim, razlikuje se od topljenja temperatura sličnih u nizu svojstava metala - niži od onog cinka (419,5 ° C), ali viši od limene (231,9 ° C). Tačka ključanja kadmijuma je takođe niska - samo 770 ° C, što je prilično zanimljivo - u olovu, kao u većini drugih metala, razlika između topljenja i ključanja je velika. Dakle, u olovu ključka tačka (1 745 ° C) veća je od tačke topljenja od 5 puta, a kala, čija je tačka ključanja od kojih je 2,620 ° C, 11 puta puta po talištem! Istovremeno, slično kadmijumu cinka ima na tačku topljenja od 419,5 ° C sa ključnom tačkom od samo 960 ° C. Koeficijent toplotnog proširenja za kadmij je 29,8 10-6 (na temperaturi od 25 ° C). Ispod 0,519 do kadmijuma postaje superprovodnik. Termička provodljivost četrdeset osmih elemenata na 0 ° C iznosi 97,55 W / (M K) ili 0,233 CAL / (vidi sekundi ° C). Specifični toplinski kapacitet kadmijuma (na temperaturi od 25 ° C) iznosi 225.02 j / (kg do) ili 0,055 kal / (g ° C). Temperaturni koeficijent električnog otpora četrdeset osmih elemenata u temperaturnom rasponu od 0 ° C do 100 ° C iznosi 4,3 10-3, specifična električna otpornost četrdeset osmih elemenata (na temperaturi od 20 ° C) je 7.4 10-8 Ohm m (7,4 10-6 ohm cm). Kadmium Diamagnetic, njegova magnetska osjetljivost -0,176,10-9 (na temperaturi od 20 ° C). Standardni potencijal elektrode -0.403 V. Struja kadmijuma 1.7. Efikasan presjek Snimanje termalnih neutrona 2450- 2900-10 ~ 28 m2. Elektronska izlazna operacija \u003d 4.1 EV.

Gustoća (na sobnoj temperaturi) je četrdeset osmi element 8,65 g / cm3, što omogućava pripisivanje kadmijuma teškim metalima. Prema klasifikaciji N. Reemers, metali sa gustoćom više od 8 g / cm3 trebaju se smatrati ozbiljnim. Dakle, teški metali uključuju PB, CU, ZN, NI, CD, CO, SB, SN, BI, CO, SB, SN, BI, HG. I iako je kadmijum lakši od olova (gustoća 11,34 g / cm3) ili žive (13.546 g / cm3), ali teža limenka (7,31 g / cm3).

Hemijska svojstva

Hemijski spojevi kadmijuma uvijek pokazuju valentnost 2 (konfiguracija vanjskog elektronskog sloja 5S2) je da atomi elemenata bočne podskupine druge grupe (cink, kadmij, živu), kao i na atomima elemenata Od podskupine bakra, D-apartman drugog vanjskog elektronskog sloja je u potpunosti ispunjen. Međutim, elementi podgrupe cinka, ovaj podloge je već prilično stabilan i uklanjanje elektrona iz nje zahtijeva vrlo visoke troškove energije. Druga karakteristična karakteristika elemenata podskupine cinka približavanju im elementima bakrene podskupine je sklonost složenizaciji.

Kao što je već spomenuto, četrdeset osmi element nalazi se u jednoj grupi periodičnog sistema sa cinkom i živom, koji zauzima međuredni mesto između njih, iz tog razloga je niz hemijskih svojstava svih ovih elemenata slična. Na primjer, oksidi i sulfisi ovih metala praktično su nerastvorljivi u vodi.

U suvom zraku, kadmijum je stabilan, ali u vlažnom na površini metala polako se formira tanki film CDS-oksida, koji štiti metal iz daljnje oksidacije. S jakom infekcijom, kadmijum-opekotine, također se okreću u kadmijum oksid - kristalni prah od svijetlosmeđe do tamno smeđe boje (razlika u shemi boja djelimično je zbog veličine čestica, ali je već veća mjera rezultat kristalne rešetke ), CDO gustoća 8.15 g / cm3; Iznad 900 ° C kadmijum oksid muhe, a na 1 570 ° C potpuno se odlaže. Kadmium parovi reagiraju s vodenim pareom s puštanjem vodonika.

Kisele komuniciraju s kadmijumom da formiraju soli ovog metala. HNO3 dušična kiselina se lako otopi četrdeseti osmi element, dok se dušik oksid oslobađa, a nitrat se formira, što daje CD hidrate (NO3) 2 4H2O. Iz drugih kiselina - sol i razblažen sumpor - kadmij polako pomiče vodonik, objašnjava se tim činjenicom da u nizu naglašava četrdeset osmih elemenata, ali ispred vodika. Uz alkalis rješenja, za razliku od cinka, kadmijum ne komunicira. Kadmij vraća amonijum nitrat nh4no3 u koncentrirana rješenja za nitrit amonijum nh4no2. Iznad tačke tališta kadmijuma direktno je povezana s halogenima, formirajući bezbojni spojevi - halogenide kadmij. CDCL2, CDBR2 i CDI2 su vrlo lako otopljeni u vodi (53,2% po težini na 20 ° C), mnogo je teže rastvorljivo kadmijum fluorid CDF2 (4,06% po težini na 20 ° C), što apsolutno nije rastvorljivo u etanolu . Može se dobiti akcijama fluora na metalu ili fluoroodorodu do kadmijum karbonata. Kadmijum-hlorid se dobiva interakcijom sa kadmijom sa koncentriranom hlorovodoničnom kiselinom ili metalnom klorijom na 500 ° C. Kadmijum bromid dobija se metalnom bromanom ili djelovanjem bromomotodoroda do katmijum-karbonata. Kada zagrijavaju kadmij djeluje sa sivom, formirajući sulfid CD-a (od limunskog žutog do narančaste-crvene), netopljive u vodi i razrijeđenim kiselinama. Prilikom grijanja kadmijuma sa fosforom i Arsenom, prema fosfidu i arsenidu kompozicija CD3P2 i CDAS2, sa antimonima - kadmijum antimonidom. Uz vodik, azot, ugljik, silikon i boron, kadmijum ne reagira. Indirektne staze se dobivaju lako razgrađeni prilikom zagrijanog hidridnog CDH2 i CD3N2 nitrid.

Rješenja za kadmium soli imaju kiselu reakciju zbog hidrolize, kaustične alkalije je taloženo bijelim CD-om (oh) 2 hidroksid. Prema akciji vrlo koncentriranih alkalnih rješenja, pretvara se u hidroksokokne moduse, poput na2. Kadmijum hidroksid reagira sa amonijakom da bi se formirao topive komplekse:

CD (OH) 2 + 6NH3 H2O → (OH) 2 + 6H2O

Pored toga, CD (oh) 2 prelazi u rješenje pod djelovanjem cijanida alkalnih elemenata. Iznad 170 ° C se raspada u CDO. Interakcija kadmijum hidroksida sa vodikovim peroksidom u vodenoj otopini vodi do formiranja raznolikih peroksida.

Godine 1968. u jednom poznatom časopisu, koja se zvala "kadmijum i srce". Kazalo se da je dr. Carroller - zaposlenik američke zdravstvene službe, otkrio odnos između kadmijumskog sadržaja u atmosferi i učestalosti smrti od kardiovaskularnih bolesti. Ako je, recimo, u gradu, kadmijum-u zraku veći je nego u gradu B, tada je jezgra grada umire ranije nego ako su živjeli u gradu B. Takav zaključak Carroll je, analizirao podatke o 28 gradova. Usput, u grupi su bili takvi centri poput New Yorka, Čikaga, Filadelfija ...
Dakle, još jednom dostavio naplatu u elementu, otvoren je element u farmaceutskoj Sklyanki!

Apoteka

Malo je vjerovatno da je bilo koji od magdeburg farmakana izrekao poznatu frazu: "Pozvao sam vas, gospodo da bismo vas obavijestili o preneginskoj vijesti", ali su imali zajedničku karakteristiku s njim: plašili su se revizora.
Okružni doktor štapova razlikovao je strmim temperamentom. Dakle, 1817. godine naredio je da ukloni sve droge sa cinkovim oksidom generiranim u tvornici škljoki Hermana. Pojavljujući drogu, sumnjao je da postoji Arsenić u cink oksidu! (Cink oksid se još uvijek koristi pod kožnim bolestima; mast, puderi, emulzija su od njega.)
Da bi dokazao svoju pravu, rastvoren je strogi revizor koji je osumnjičen oksidiran u kiselini, a propustit je vodonik sulfid kroz ovo rješenje: pao je žuti talog. Sulfidi Arsenić samo žuta!

Vlasnik fabrike počeo je osporiti Rolova odluku. Sam je bio hemičar i vlastiti analizom uzoraka proizvoda, u njima nije pronađen Arsenić. Najavio je rezultate analize, a istovremeno su vlasti zemlje Hannovera. Vlasti su prirodno zatražile uzorke da ih pošalju na analizu bilo kojeg od autoritativnih hemičara. Odlučili smo da profesor Friedrich Schtromeyer, koji je služio kao Odjel za hemiju na Univerzitetu u Göttingenu i položaju generalnog inspektora svih Hannover ljekarne iz 1802.
Stromeer je poslao ne samo cink oksidu, već i druge lijekove cinka iz njemačke tvornice, uključujući ZNC0 3, iz kojeg je dobiven ovaj oksid. Čišćenje cinkovog karbonata, štroke je dobio oksid, ali ne i bijelog, kao što je to trebalo, ali žućkast. Vlasnik fabrike objasnio je sliku dodavanja željeza, ali moždanik nije zadovoljio takvo objašnjenje. Kupovinom više droga cinka, napravio je potpunu analizu i bez velikih poteškoća izdvojio je element koji je izazvao žuti. Analiza je rekla da to nije arsensko (jer se riječi tvrde), ali ne i željezo (dok je Hermann tvrdio).

Friedrich Stromeer (1776-1835)

Bio je to novi, nepoznati metal, za hemijska svojstva vrlo slična cinka. Samo hidroksid, za razliku od Zn (oh) 2, nije bio amfoter, ali imao je jarko izražene osnovne nekretnine.
U slobodnom obliku novi element je bio bijeli metal, mekan i nije baš izdržljiv, prekriven smeđe oksidnim filmom. Metal Ovaj štroke nazvao je kadmijum, jasno nagovještavanje u njegovom "cink" porijeklu: grčka riječ je odavno označena cinkovim rudama i cinkovim oksidom.
1818. Stromeer je objavio detaljne informacije o novom hemijskom elementu, a gotovo odmah u njegovom prioritetu počeo je pokušavati. Prvi su izvršili sva ista udara koja su ranije vjerovala da u pripremama iz njemačke fabrike postoje Arsenić. Ubrzo nakon što je zadnja njemačka hemičarka, Kersten, pronašla novi element u Šlezijskom cinksku rudu i nazvao ga Mellin (iz latinskog mellinusa - "žuti kao dunje") zbog boja koje se generiraju pod djelovanjem hidrogen sulfida. Ali već je bilo otvoreno sa šuku kadmijum. Kasnije je ovaj element ponuđen još dva imena: prelazi - u čast čuvenog hemičara Martin Clasprot i Yongonii - po imenu otvoren 1804. Asteroid Juno. Ali ipak, uspostavljeno je ime koje je dat elementu njegovog otkrića. Istina, u ruskoj hemijskoj literaturi prvo poluvreme XIX veka. Kadmij je često nazivan CADM.

Sedam boja duga

CDS Cadmium sulfid vjerovatno je bio prva veza elementa br. 48, koju industrija zanima. CD-ovi su kubični ili šesterokutni kristali s gustoćom od 4,8 g / cm 3. Boja od svijetlo žute do narančaste crvene (ovisno o načinu pripreme). U vodi se ovaj sulfid praktično raspušten, također je stabilan za djelovanje alkalnih rješenja i većine kiselina. I dobivanje CD-a je sasvim jednostavan: Dovoljno je preskočiti kako su napravljeni udarci i prekidači, vodonični sulfid kroz zakiseljeno rješenje koje sadrže CD 2+ iona. Može se dobiti i u reakciji razmjene između topljivih kadmijskih soli, na primjer CDS0 4 i bilo koji topljivi sulfid.
CD-ovi su važna mineralna boja. Ranije je zvao kadmijum ultra. Ovo su napisali o trošenju kadmiju u prvoj ruskoj "Tehničkoj enciklopediji" objavljenog na početku XX veka.
"Svijetli žuti tonovi, počevši sa limunom žutim, dobivaju od čiste slabosti i neutralne otopine kadmijum-sulfata, a kada se sulfid potaknuo, otopina natrijum natrijum dobiva se otopinom natrijum natrijuma. Značajna uloga u proizvodnji kadmijum žute igra prisustvo u rješavanju nečistoća ostalih metala, poput cinka. Ako je potonje u vezi s kadmijumom u otopini, zatim u taložima ispada da je boja blatnog žutog tona sa bijelim nijansom ... na ovaj ili onaj način, možete dobiti kadmijum žutu od šest nijansi, u rasponu od limuna -To-narandžasta ... Boja ova boja ima vrlo lijepu sjajnu žutu boju. Sasvim je konstantan za slabu alkalije i kiseline, a uopće nije osjetljivo na vodonik sulfid; Stoga se miješa u suhom obliku sa ultramarinom i daje prekrasnu zelenu boju koja se naziva kadmium zelenilo u trgovini.
Biti pomiješan sa olifim, ide kao uljna boja u poslu s radom; Vrlo skriveno, ali zbog visokih tržišnih cijena, konzumira se uglavnom u slikanju kao nafte ili akvarelne boje, kao i za ispis. Zahvaljujući svom velikom reduktoru, koristi se za slikanje u porculanu. "
Ostaje da dodaju samo da je nakon toga kadmijum žuta postala širi od primjene "u slici". Konkretno, oslikala je putničke automobile, jer je, pored ostalih prednosti, ta boja bila u suprotnom parom parom. Kako se bojanje supstanca, kadmijum sulfid također primjenjuje u industriji tekstila i sapuna.

Ali B. prošle godine Industrija je manja i manje je vjerovatnoća da će koristiti CADMIA čisti sulfid - on je i dalje putevi. Izdubite njegove jeftinije supstance - Cadmopon i Zincadmium Litopon.
Reakcija pribavljanja CADMONTONE je klasičan primjer formiranja dviju oborina u isto vrijeme kada u rješenju gotovo ništa nema, osim vode:
CDSO 4 4- BAS (i \u200b\u200btopljive soli u vodi) _ * CDS J + BAS04 J.
Cadmontone je mješavina kadmijum sulfida i barijum sulfata. Kvantitativni sastav ove smjese ovisi o koncentraciji rješenja. Varizirajte sastav, pa je stoga nijansa boje jednostavna.
Cycochadmium Litopone sadrži i cinkov sulfid. U proizvodnji ove boje, tri soli su istovremeno taloženi. Litopone krema ili bjelokosti u boji.
Kao što smo već uvjerili, stvari se mogu koristiti s osobnim sulfidom da se slikaju u tri boje: narandžasta, zelena (kadmium zelje) i sve nijanse žute, evo plamene sulfid kadmij daje različitu boju - plavu boju. Ova nekretnina koristi se u pirotehniku.
Dakle, uz pomoć samog elementa 48, možete dobiti četiri od sedam duginskih boja. Ostaju samo crvena, plava i ljubičasta. Možete doći do plave ili ljubičaste boje plamena, nadopunjujući sjaj sumpornog kadmija od strane tih ili drugih pirotehničkih aditiva - za iskusne pirotehnike od posebnog rada, to neće biti.
A crvena boja može se dobiti pomoću drugog spoja elementa br. 48 - njen selenid. CDSE se koristi kao umjetnička boja, usput vrlo vrijedna. Selenide kadmijum boje rubin staklo; I bez kromijskog oksida, kao u samoj Rubini, a Selenide Cadmia izrađivali su rubin-crvene zvijezde Moskve Kremlja.
Ipak, vrijednost soli kadmijuma je mnogo manje vrijednosti Metal sama.

Pretjeruje iz reputacije

Ako izgradite dijagram odgađanjem datuma na vodoravnoj osi, a vertikalna je potražnja za kadmijumom, tada će biti rastuća krivulja. Proizvodnja ovog elementa raste, a najoštrije "skok" pada na 40-ih u našem stoljeću. Tada se kadmijum pretvori u strateški materijal - od toga su počeli da rade regulatorne i hitne šipke atomskog reaktora.

U popularnoj literaturi možete ispuniti izjavu da ako nije za ove šipke apsorbiraju višak neutrona, reaktor bi išao "Voznos" i pretvorio se u atomsku bombu. Ovo nije baš tako. Da bi se atomska eksplozija trebala u skladu s mnogim uvjetima (nema mjesta za detaljno govoriti o njima, ali nećete ukratko objasniti). Reaktor u kojem je lančana reakcija postala neispravna nije nužno eksplodirana, ali u svakom slučaju se pojavljuje ozbiljna nesreća, prepuštena ogromnim materijalnim troškovima. A ponekad ne samo materijal ... pa uloga regulacije i; i bez pretjerivanja i bez pretjerivanja
Podjednako ne baš odobrenje (vidi, na primjer, poznata knjiga II. R. Taube i E. I. Rudenko "iz vodonika do ...". M., 1970.) da za proizvodnju protoka neutrona u kadmijumu neutrona i podešavanja protoka neutrona - najprikladniji materijal. Ako je prije reč "neutron" takođe postojala "toplotna", ta bi ta izjava bila zaista tačna.
Neutroni, kao što znate, mogu biti vrlo različiti u energiji. Postoje neutroni niskih energija - njihova energija ne prelazi 10 kilometaraPronevolt (CEV). Postoje brzi neutroni - s energijom više od 100 KEV. A tu je, naprotiv, niskoenergija - toplotni i "hladni" neutroni. Energija prvog mjeri se stotinama elektrona, drugi je manji od 0,005 ev.
Kadmijum se prvi pokazao kao glavni "štap", prvenstveno zato što apsorbira termalne neutrone. Svi reaktori "atomske dobi" (i prvo od njih izgradio je Enhrnko Fermi 1942.) radili su na termalnim neutronima. Samo mnogo godina kasnije pokazalo se da su reaktori na brzim neutronima više obećavajući za energiju i za dobijanje nuklearnog goriva - plutonium-239. A protiv brzih neutrona kadmijum je nemoćan, ne odgađa ih.
Stoga ne bi trebalo pretjerivati \u200b\u200bulogu kadmijuma u izgradnji reaktora. A i zato što fizičko-hemijska svojstva ovog metala (čvrstoća, tvrdoća, otpornost na toplinu - njegova tačka topljenja je samo 321 ° C) ostavite mnogo za željenu. I takođe, jer bez pretjerivanja, uloga koja je kadmijum igrala i igra u atomskim tehnikama, prilično je značajna.
Kadmium je bio prvi šipki. Tada su prve uloge počele izlagati Boron i njegove veze. Ali kadmijum je lakše primiti u velikim količinama nego Bohr: kadmijum je primio i dobio kao nusproizvod cinka i vodećeg proizvodnje. Prilikom obrade polimetalnih ruda, to je analog cinka - neprestano se ispostavilo da je uglavnom u koncentratu cinka. A kadmijum se obnavlja još lakše od cinka, a tačka ključanja ima manji (767 i 906 ° C, respektivno). Stoga, na temperaturi od oko 800 °, nije teško podijeliti cink i kadmij.

Kadmium mekan, kovanje, lako mehanički stisnut. Takođe je olakšalo i ubrzao svoj put u atomske tehnike. Visoka izborna sposobnost CAD-) 1ia, njena osjetljivost precizno na termalne neutrone bila je i na ruci fizici. I prema glavnoj radnoj karakteristici, presjek za hvatanje termalnih neutrona - kadmij zauzima jedno od prvih mjesta među svim elementima periodičnog sistema - 2400 štala. (Podsjetimo da je presjek zaplena mogućnost "biranja" neutrona izmjerenih u uslovne jedinice Štala.)
Prirodno kadmijum sastoji se od osam izotopa (sa masovnim brojevima 106, 108, 110, 111, 112, od, 114 i 116), a presjek zaplene je karakterističan u kojem se izotopi jednog elementa mogu jako razlikovati. U prirodnoj mješavini kadmijumskog izotopa, glavni "neutronski štap" je izotop sa masovnim brojem. Njegov pojedinac prekršaj zaplene je ogroman - 25 hiljada rođenih!
Povezivanje neutrona, kadmium-113 se pretvara u najčešće (28,86% prirodne smjese) Izotop elementa br. 48 - kadmium-114. Udio samogMIA-113 samo je samo 12,26%.
Podešavanje atomskih reaktorskih šipki.

Nažalost, podijeliti osam kadmijum izotopa mnogo je složenije od dva izotop borona.
Podešavanje i šipke za hitne slučajeve nisu jedino mjesto "nuklearne usluge" elementa br. 48. Njegova sposobnost apsorpcije neutrona strogo definiranih energija pomaže u istraživanju energetskog spektra dobijenih greda. Uz pomoć kadmijumske ploče, koja se stavlja na put neutronnog snopa, odredite koliko je ovaj gomila ujednačen (po energetskim vrijednostima), koji je udio toplotnih neutrona itd. U njemu.
Ne mnogo, ali postoji
I na kraju - o resursima kadmije. Njegovi minerali, kao što kažu, jednom ili dva i okrenuli su se. Sasvim je u potpunosti proučen samo jedan - rijetkim, neformirajućim klasterima Grekenit CD-a. Još dva minerala elementa br. 48 - CDCO 3 rolne i CDO monitrat prilično je rijedak. Ali ne i vlastitim mineralima "živ" kadmijum. Minerali cinka i polimetallične rude prilično su pouzdana baza sirovina za svoju proizvodnju.

Cadming

Sve poznavanje pocinčane limenke, ali ne znaju svi da se ne samo pocinčavajuće, već i za Cadming, koristi za sprečavanje korozije. Kadmijum premaz sada se primjenjuje samo elektrolitički, najčešće se u industrijskim uvjetima koriste cijanidne kupke. Prethodno gvožđe i ostali metali uronjeni proizvodi u rastoplju kadmijumu.

Uprkos sličnostima nekretnina kadmijuma i cinka, kadmijumski premaz ima nekoliko prednosti: otpornije je na koroziju, lakše je biti glatko i glatko. Pored toga, kadmijum, za razliku od cinka, stabilan je u alkalnom okruženju. Patronizirana limenka koristi se prilično široko, zatvoreni pristup njoj samo u proizvodnji bajki, jer je kadmijum toksičan. Kadmium premazi imaju još jednu znatiželjnu osnovu - u atmosferi ruralnih područja imaju znatno veću korozivnu stabilnost nego u atmosferi industrijskih područja. Posebno brzo takav premaz ne uspijeva ako se u zraku povećava sadržaj sumpornog ili sumpornog anhidrida.

Kadmijum u legurama

Otprilike desetina globalne proizvodnje kadmijuma konzumira se za proizvodnju legura. Cadmium legure uglavnom se koriste kao materijali protiv konticije i lemljenja. Poznata legura sastava od 99% CD-a i 1% Ne. Primjenjuje se za proizvodnju ležajeva koji rade u automobilskim, zrakoplovnim i brodskim motorima pod visokim temperaturama. Ukoliko kadmij nije dovoljan za stalke, uključujući organske kiseline sadržane u mazivima, ponekad su pokrajine kadmijumske ležaljke prekrivene Indijom.
Lemljenici koji sadrže element br. 48 su prilično otporni na fluktuacije temperature.
Bakreni doping s malim dodacima kadmijuma omogućava vam da se na liniji električnog transporta nanesete više kožnjim otpornim na pruge električnog prijevoza. Bakar sa dodatkom kadmijuma gotovo se ne razlikuje od električne provodljivosti čistog bakra, ali izgleda primjetno superiorno od njegove snage i tvrdoće.

Acn baterija i normalno element Westona.

Među hemijskim struji izvorima koji se koriste u industriji, primjetno mjesto pripada kadmicelinskim baterijama (akni). Negativne tanjure takvih baterija izrađene su od željeznih mreža sa spužvavim kadmijumom kao aktivnim agentom. Pozitivne ploče prekrivene su niklom oksidom. Elektrolit je rješenje kaustičnog kalijuma. Kadmiceline alkalne baterije razlikuju se od olova (kisele) veće pouzdanosti. Na osnovu toga su napravljene parove i vrlo kompaktne baterije za upravljane rakete. Samo u ovom slučaju ne gvožđe, ali nikl rešetke, instaliraju se kao osnova.

Element br. 48 i njegovi spojevi koriste se u drugom hemijskom izvoru struje. U dizajnu normalnog elementa struka, djeluje amalgam kristala kadmijuma i kadmijum sulfata i rješenje ove soli.

Toksičnost Kadmijum

Informacije o taksijumu toksičnost prilično su kontradiktorne. Umjesto toga, činjenica da je otrovna kadmija nesporna: naučnici se raspravljaju o stupnju opasnosti od kadmijuma. Postoje slučajevi trovanja smrti u parovima ovog metala i njegov spoj - tako da su takvi parovi ozbiljne opasnosti. Kada uđete u stomak, kadmijum je takođe štetan, ali slučajevi smrtonosnog trovanja kadmijumskim vezama koji su pali u telo hrane, nauka je nepoznata. Očigledno, to je zbog neposrednog uklanjanja otrova iz stomaka, koje je poduzelo sam organizam. ] Nije manje u mnogim zemljama korištenje okvira za proizvodnju kontejnera za hranu zabranjeno je zakonom.

Kadmium je element bočne podskupine druge grupe, peti period periodičnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeleev, sa atomskim brojem 48. označen je simbolom CD-a (lat. Cadmium). Mekana patka bubnja tranzicija metala srebrna-bijela boja.

Istorija otvaranja kadmijuma

Da bi dokazao svoju pravu, rastvoren je strogi revizor koji je osumnjičen oksidiran u kiselini, a propustit je vodonik sulfid kroz ovo rješenje: pao je žuti talog. Sulfidi Arsenić samo žuta!

Stromeer je poslao ne samo cink oksid, već i drugi lijekovi cinka iz njemačke tvornice, uključujući ZNCO 3, iz koje je dobijen ovaj oksid. Čišćenje cinkovog karbonata, štroke je dobio oksid, ali ne i bijelog, kao što je to trebalo, ali žućkast. Vlasnik fabrike objasnio je sliku dodavanja željeza, ali moždanik nije zadovoljio takvo objašnjenje. Kupovinom više droga cinka, napravio je potpunu analizu i bez velikih poteškoća izdvojio je element koji je izazvao žuti. Analiza je rekla da to nije arsensko (jer se riječi tvrde), ali ne i željezo (dok je Hermann tvrdio).

Bio je to novi, nepoznati metal, za hemijska svojstva vrlo slična cinka. Samo hidroksid, za razliku od Zn (oh) 2, nije bio amfoter, ali imao je jarko izražene osnovne nekretnine.

U slobodnom obliku novi element je bio bijeli metal, mekan i nije baš izdržljiv, prekriven smeđe oksidnim filmom. Metal Ovaj štroker nazvao je kadmijum, očito nagovještavanje u svom "cink" porijeklu: grčka riječ καδμεια je dugo naznačila cink rude i cinkovog oksida.

Ekološka kadmijum

Prosječni kadmijum sadržaj u zemljinoj kore je 130 mg / t. Kadmij se odnosi na rijetke, raštrkane elemente: sadržan je u obliku izomorfnih nečistoća u mnogim mineralima i uvijek u mineralima cinka. Poznato je samo 6 kadmijskih minerala. Izuzetno rijetki kadmijum minerali su grekenit CD-ovi (77,8% CD), zavija (isti), CDCO 3 rola, CDO (87,5% CD), CDSE Cadse (47% CD), Xantrochroit CDS (H 2 O) X (H 2 O) X (H 2 O) ). Osnovna masa kadmijuma raštrkana je u velikom broju minerala (više od 50), uglavnom u cinkovim sulfidima, olovom, bakrama, gvožđu, manganu i živu.

Iako su poznati nezavisni minerali kadmija - grekenit (CD-ovi), otavit (CDCO 3), monteponitis (CDO) i selenide (CDSE), oni ne čine svoje depozite, već su prisutni u obliku nečistoća u cinkama, olovom, bakrama i polimetalnim rudama, koji su glavni izvor industrijske proizvodnje kadmijuma. Maksimalna koncentracija označena je u mineralima cinka i prvenstveno u sphelatu (do 5%). U većini slučajeva sadržaj kadmijuma u sphalaznom nizu ne prelazi 0,4 - 0,6%. U ostalim sulfidima, na primjer, u okviru, sadržaj kadmijuma od 0,003 - 0,2%, u galvanitisu 0,005 - 0,02%, u Chalcopiritu 0,006 - 0,12%; Iz tih sulfida, kadmij se obično ne uklanja.
Uzgred, u nekim količinama i u zraku postoji kadmijum. Prema stranim podacima, kadmijumski sadržaj u zraku je 0,1-5,0 Ng / m u ruralnim područjima (1 NG ili 1 nanogrami \u003d 10 -9 grama), 2 - 15 ng / m 3 - u gradovima i od 15 do 150 Ng / m 3 - u industrijskim područjima. To je posebno, tako da mnogi uglovi sadrže kadmijume u obliku nečistoća i, prilikom paljenja na termoelektranama, ulazi u atmosferu. U tom se slučaju njeni bitni dio nalazi se na tlu. Također povećanje sadržaja kadmijuma u tlu doprinosi korištenju mineralnih đubriva, jer Gotovo svi sadrže manje nečistoće kadmijuma.
Kadmij se u stanju da se nakupi u biljkama (većina u gljivama) i živim organizmima (posebno u vodi) i dalje u lancu hrane mogu se "isporučiti" čovjeku ". Mnogi kadmijum u dimu cigareta.

U prirodnim uvjetima, kadmijum spada u podzemnu vodu kao rezultat ispiranja obojenih metalnih ruda, kao i kao rezultat raspadanja vodenih postrojenja i organizma sposobnih da ga nakupljaju. Posljednjih desetljeća, antropogeni faktor zagađenja kadmijumom prirodnih voda postaje prevladavajući. Kadmij je prisutan u vodenoj rastvorenom (sulfatu, hlorid, kadmium nitrat) i suspendovani obrazac u sastavu organskih mineralnih kompleksa. Na sadržaj kadmijuma u vodi značajan utjecaj ima pH srednjih (u alkalnom medijumu, kadmij pada u talog u obliku hidroksida), kao i sorpcijskim procesima.

Dobivanje kadmijuma

Jedini mineral koji je zanimljiv za dobivanje kadmijuma - grekenit, takozvanog "kadmijskog uništavanja". Prilikom razvijanja cink rude minirana je pukotina. U toku rafiniranja, kadmijum je koncentriran u koproizvode procesa, odakle je tada uklonjen. Trenutno proizvedeno preko 10³ tona kadmija godišnje.

Prilikom obrade polimetalnih ruda, to je analog cinka - neprestano se ispostavilo da je uglavnom u koncentratu cinka. A kadmijum obnavlja još lakše od cinka, a tačka ključanja ima manji (767 i 906 ° C, respektivno). Stoga, na temperaturi od oko 800 ° C, nije teško podijeliti cink i kadmij.

Fizička svojstva kadmijuma

Srebrno-bijeli meki metal sa šesterokutnom mrežom. Ako se savijanje kadmijuma štapila, tada možete čuti slabu pucketu - protrljaće mikrokriste metala (također pukotine i šipke Tin).

Kadmium mekan, kovanje, lako mehanički obradu. Takođe je olakšalo i ubrzao svoj put u atomske tehnike. Visoka izborna sposobnost kadmijuma, njegova osjetljivost precizno na termički neutroni također je bila pri ruci fizičarima. I prema glavnoj radnoj karakteristici, presjek za hvatanje termalnih neutrona - kadmij zauzima jedno od prvih mjesta među svim elementima periodičnog sistema - 2400 štala. (Podsjetimo da je presjek zaplena mogućnost "biranja" neutrona, mjerena u uslovnim jedinicama štala.)

Prirodno kadmijum sastoji se od osam izotopa (sa masovnim brojevima 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 i 116), a presjek zaplena je karakterističan, u skladu s kojima se izotopi jednog elementa mogu jako razlikovati. U prirodnoj mješavini kadmijum izotopa, glavni "neutronski štap" je izotop sa masivnim brojem 113. Njegov pojedini presjek zaplene je ogroman - 25 hiljada rođenih!

Povezivanje neutrona, kadmium-113 pretvara se u najčešće (28,86% prirodne smjese) izotopa elementa br. 48 - kadmijum-114. Udio samogMIA-113 samo je samo 12,26%. Nažalost, podijeliti osam kadmijum izotopa mnogo je složenije od dva izotop borona.

Kristalno rešetka kadmium šesterokutnika, A \u003d 2.97311 Å, C \u003d 5,60694 Å (na 25 ° C); Atomički radijus 1,56 Å, ion radijus CD 2+ 1,03Å. Gustoća 8,65 g / cm 3 (20 ° C), T 320,9 ° C, T KIP 767 ° C, koeficijent toplotnog proširenja 29.8 · 10 -6 (na 25 ° C); Toplinska provodljivost (na 0 ° C) 97,55 W / (m · k) ili 0,233 kal / (cm · sek to ° C); Specifična toplina (na 25 ° C) 225.02 J / (kg · k) ili 0.055 CAL / (R · ° C); Specifična električna otpornost (na 20 ° C) 7,4 · 10 -8 ohm · m (7.4 · 10 -6 ohm · cm); Temperaturni koeficijent električnog otpornosti 4,3 · 10 -3 (0-100 ° C). Natezna čvrstoća 64 mn / m 2 (6,4 kgf / mm 2), relativna produžava 20%, Brinell tvrdoća 160 mn / m 2 (16 kgf / mm 2).

Hemijska svojstva kadmijuma

Kadmium se nalazi u jednoj grupi periodičnog sistema sa cinkom i živom, koji zauzima međuredni mesto između njih, tako da su neka hemijska svojstva ovih elemenata slična. Dakle, sulfidi i oksidi tih elemenata praktično su nestrpljivi u vodi. Kadmijum-ugljik ne komunicira s ugljikom, slijedi da kadmijum karbide ne formiraju.

U skladu s vanjskom elektroničkom konfiguracijom 4D 10 5S 2 ATOM 2, kadmijum valencija u priključcima je 2. kadmijum-zrak će popuniti zrak, prekriven tankim CDO oksidnim filmom koji štiti metal od daljnje oksidacije. S jakim grijanjem u zraku, kadmij se kombinira u CDO oksid - kristalni prah od svijetlosmeđe do tamno smeđe boje, gustoće 8,15 g / cm 3; Na 700 ° C CDO se izvinjava bez topljenja. Kadmij se direktno povezuje s halogenima; Ovi spojevi su bezbojni; CDCL 2, CDBR 2 i CDI 2 vrlo su lako topljeni u vodi (oko 1 dio bezvodne soli u 1 dijelu vode na 20 ° C), CDF 2 je teži (1 dio u 25 dijelova vode). Sa sivim kadmijumom, CDS sulfidom od limuna žute do narančaste-crvene boje, netopljivi u vodi i razrijeđene kiseline. Kadmijum se lako otopi u dušičnoj kiselini sa puštanjem dušikovih oksida, a koji daje CD hidrate (Noa) 2 · 4h 2 o. iz kiselina - vodonik i razblaženi sumpor rotions, kada isparavanje rješenja, 2CDCL 2 hidrataci su kristalizirani. 5h 2 O i 3CDSO 4 · 8h 2 O. Soli kadmium soli imaju kiselu reakciju zbog hidrolize; Kaustični alkalni precipitat bijeli CD (oh) 2 hidroksid, nerastvorljiv u višku reagensa; Međutim, pod djelovanjem koncentriranih alkalnih rješenja na CD-u (OH) 2, hidroksokok su dobili, na primjer na 2. CD 2+ kation lako formira složene ione sa amonijakom 2+ i sa Cyan 2- i 4-. Poznato je brojne osnovne, dvostruke i složene kadmijumske soli. Kadmium spojevi otrovnih; Posebno opasno udisanje pare svog oksida.

Prijava kadmijum

Kadmij stekao popularnost u 40-ima 20. veka. Tada se kadmijum pretvori u strateški materijal - od toga su počeli da rade regulatorne i hitne šipke atomskog reaktora.

Kadmijum se prvi pokazao kao glavni "štap", prvenstveno zato što apsorbira termalne neutrone. Svi reaktori početka atomskog doba (i prije njih izgradio je Enrico Fermi 1942.) radili su na termalnim neutronima. Samo mnogo godina kasnije pokazalo se da su reaktori na brzim neutronima više obećavajući za energiju i za dobijanje nuklearnog goriva - plutonium-239. A protiv brzih neutrona kadmijum je nemoćan, ne odgađa ih.

Međutim, ne bi trebalo pretjerivati \u200b\u200bu ulozi kadmijuma u izgradnji reaktora, jer Fizičko-hemijska svojstva ovog metala (čvrstoća, tvrdoća, otpornost na toplinu - Njegova tačka topljenja je samo 321 ° C) puno ostavljaj za željenu. Kadmium je bio prvi šipki. Tada su prve uloge počele izlagati Boron i njegove veze. Ali kadmija je lakše primiti u velikim količinama.

Cadmium legure

Bakreni doping s malim dodacima kadmijuma omogućava vam da se na liniji električnog transporta nanesete više kožnjim otpornim na pruge električnog prijevoza. Bakar sa dodatkom kadmijuma gotovo se ne razlikuje od električne provodljivosti čistog bakra, ali izgleda primjetno superiorno od njegove snage i tvrdoće.

Cadmium legura sa zlatom ima zelenkastu boju. Fuzija kadmijuma sa volfram, renima i 0,15% urana 235 - nebeske plave boje primili su španski naučnici 1998. godine.

Zaštitni premazi sa kadmijumom

Sve poznavanje pocinčane limenke, ali ne znaju svi da se ne koristi samo pocinčavanje za sprečavanje željeza od korozije, već i za pridržavanje. Kadmijum premaz sada se primjenjuje samo elektrolitički, najčešće u industrijskim uvjetima, koristite cijanidne kupke. Prethodno gvožđe i ostali metali uronjeni proizvodi u rastoplju kadmijumu.

Uprkos sličnostima nekretnina kadmijuma i cinka, kadmijumski premaz ima nekoliko prednosti: otpornije je na koroziju, lakše je biti glatko i glatko. Pored toga, kadmijum, za razliku od cinka, stabilan je u alkalnom okruženju. Patronizirana limenka koristi se prilično široko, zatvoreni pristup njoj samo u proizvodnji bajki, jer je kadmijum toksičan. Kadmium premazi imaju još jednu znatiželjnu značajku: u atmosferi ruralnih područja imaju značajno veću korozivnu stabilnost nego u atmosferi industrijskih područja. Posebno brzo takav premaz ne uspijeva ako se u zraku povećava sadržaj sumpornog ili sumpornog anhidrida.

Kadmij u proizvodnji hemijskih izvora struje

Najvažnije područje kadmium aplikacije je proizvodnja hemijskih izvora struje. Kadmium elektrode koriste se u baterijama i baterijama. Negativne ploče nikločano-kadmijskih baterija napravljene su od željezne rešetke sa spužvavim kadmijumom kao aktivnim agentom. Pozitivne ploče prekrivene su nikl hidroksidom. Elektrolit je rješenje kalijum hidroksida. Na osnovu kadmijuma i nikla, proizvedene su i kompaktne baterije za upravljane rakete, samo u ovom slučaju nisu željezo, već niklne rešetke.

Nickel-Cadmium alkalne baterije su pouzdanije od olova (kiseline). Ovi trenutni izvori odlikuju se visokim električnim karakteristikama, stabilnošću rada, dugog radničkog vijeka. Mogu se naplaćivati \u200b\u200bza samo jedan sat. Međutim, nikl-kadmijske baterije ne mogu se puniti bez potpunog preliminarnog pražnjenja (u tom pogledu su inferiorne od metalhidridnih baterija).

Oko 20% kadmijuma odlazi na proizvodnju kadmijumskih elektroda koji se koriste u baterijama (niklova-kadmij i srebrna-kadmij), normalni elementi Westona, u rezervnim baterijama (rezervat-kadmijum element, itd.

Pigmenti

Oko 20% kadmijuma koristi se za proizvodnju anorganskih boja za bojenje (sulfida i selenide, miješane soli, na primjer, kadmijum sulfid - kadmijum limun).

Primjena kadmija u medicini

Ponekad se kadmijum koristi u eksperimentalnoj medicini.

Kadmij se koristi u homeopatskom lijeku.

Posljednjih godina kadmijum se primijenio prilikom stvaranja novih antitumorskih nano-lijekova. U Rusiji su, početkom 1950-ih, prvi uspješni eksperimenti bili izvedeni u vezi s razvojem antitumorskih lijekova na bazi kadmijumskih spojeva.

Ostale aplikacije kadmijuma

Kadmium sulfid koristi se za proizvodnju filmskih solarnih ćelija sa efikasnošću oko 10-16%, kao i vrlo dobar termoelektrični materijal.

Koristi se kao komponenta poluvodičkih materijala i fosfora.

Termička provodljivost metala u blizini apsolutne nule najviša je među svim metalima, tako da se kadmijum ponekad koristi za kriogenu tehnologiju.

Uticaj kadmija na ljudsko tijelo

Kadmij je jedan od najotrovnijih teških metala, a samim tim i ruskim Sanpinom, on se odnosi na 2. klasu opasnosti.

Priključci kadmijum otrovni. Posebno opasan slučaj udiše pare svog oksida (CDO). Kadmij - kumulativni otrov (u stanju da se sakupi u tijelu). U pitkoj vodi PDC za kadmijum 0,001 mg / dm³

Topiveni kadmijum spojevi nakon usisavanja krvi udaraju u središnji nervni sistem, jetru i bubrege, krše eksforovnu razmjenu kalcijuma. Hronično trovanje vodi do anemije i uništavanja kostiju.

Kadmij je normalan u malim količinama u tijelu zdrave osobe. Kadmij se lako nakupi u brzom govornim ćelijama (na primjer, u tumoru ili spolu). Veže se na citoplazmatski i nuklearni ćelijski materijal i oštećuje ih. Mijenja aktivnost mnogih hormona i enzima. To je zbog svoje sposobnosti da vezuju sulfhydryl (-sh) grupe.

Prema USPAPA, WHO i Ministarstvu zdravlja Kanade, ukupni dnevni protok kadmijuma u ljudsko tijelo iz svih izvora iznosi 10-50 μg. Glavni i većina "stabilnog" izvora je hrana - prosječno 10 do 30-40 μg kadmija dnevno. Povrće, voće, životinsko meso, ribe obično sadrže 10-20 μg kadmiju po kilogramu kilograma. Međutim, ne postoji pravila bez izuzetka. Hladne usjeve koji su se uzgajali u kontaminiranim krilom tla ili zalijevanje koje sadrži kadmijumsku vodu može sadržavati povećanu količinu kadmijuma (više od 25 μg / kg).

Značajan "prirast" kadmij prima pušače. Jedna cigareta sadrži 1 μg (a ponekad i više - do 2 μg) kadmij. Zato razmotrite - osobu koja puši paket cigareta na dan dodatno izloženost najmanje 20 μg kadmijuma, što za referencu ne odgađaju čak i sa filtrom uglja.
Treba napomenuti i da je kroz laganu kadmijumu lakše difleksno s tijelom - do 10-20%. Oni. Iz jednog paketa cigareta 2 je 4 μg kadmija. Kada se prihvati kroz gastrointestinalni trakt, postotak probavljivosti je samo 4-7% (0,2 - 5 μg kadmija po danu apsolutnih brojeva). Dakle, pušač najmanje 1,5-2 puta povećava "opterećenje" u njegovo tijelo kadmijumom, koji je prepun negativnih efekata.

Svjetska tržišta Cadmia

Godišnje se proizvodi oko 20 hiljada tona kadmija. Količina njegove proizvodnje u velikoj je mjeri povezan sa skalom proizvodnje cinka.

Oko 82% svjetskih potrepština rafiniranog kadmijuma pada na nikločarskim izvorima napajanja, ali nakon ograničenja njihove proizvodnje u Europi utječe je jedna trećina kadmijumske potrošnje. Kao rezultat rasta proizvodnje cinka u Europi i smanjiti upotrebu kadmijuma, prisustvo "slobodnog" kadmija najčešće je u obliku čvrstog otpada, ali u Aziji raste proizvodnja nikločarskih baterija u Aziji, postoji Prijevod proizvodnje u Aziji i, kao rezultat, potražnja za kadmijumom raste u azijskoj regiji. Iako će vam ovo omogućiti da zadržite globalni unos kadmijuma na postojećem nivou. 2007. godine cijene za kadmijuma, počevši od 4,18 USD / kg, do 13 USD / kg ruže, ali do kraja godine iznosilo je 7 USD / kg.

Južnokorejski mladi Poong Corp 2010. godine. Povećana proizvodnja kadmijuma za 75%, na 1400 tona godišnje i planira uskoro pokrenuti nove kapacitete, rekao je službeni predstavnik kompanije.