Кадмий — это серебристый металл с голубоватым оттенком на поверхности.
Кадмий — это яд, который, как известно, вызывает врожденные дефекты и рак. В результате есть шаги по ограничению его использования.80% производимого в настоящее время кадмия используется в никель-кадмиевых аккумуляторных батареях. Однако они постепенно выводятся из эксплуатации и заменяются никель-металлогидридными батареями.Кадмий часто использовали для гальваники стали и защиты ее от коррозии. Он до сих пор используется для защиты критических компонентов самолетов и нефтяных платформ.Среди других применений кадмия в прошлом — люминофоры в цветных телевизорах с электронно-лучевой трубкой, а также желтые, оранжевые и красные пигменты. Кадмий поглощает нейтроны и поэтому используется в стержнях ядерных реакторов для управления делением атомов.
Кадмий 48. Жёлтый яд вокруг нас.
Кадмий токсичен, канцероген и тератогенен (нарушает развитие эмбриона или плода). В среднем мы принимаем всего 0,05 миллиграмма в день. Но он накапливается в организме, и поэтому в среднем мы храним около 50 миллиграммов.До того, как опасность кадмия была полностью осознана, сварщики и другие металлисты рисковали заболеть. В 1966 году некоторые сварщики, работавшие на мосту на Северной дороге, заболели от вдыхания паров кадмия.
Единственный минерал, содержащий значительное количество кадмия, — это гринкит (сульфид кадмия). Он также присутствует в небольшом количестве в сфалерите. Почти весь коммерчески производимый кадмий получается как побочный продукт рафинирования цинка.
| Атомный радиус, несвязанный (Å) | 2,18 | Ковалентный радиус (Å) | 1,40 |
| Сродство к электрону (кДж моль -1 ) | Нестабильный | Электроотрицательность (шкала Полинга) | 1,69 |
| Энергия ионизационной (кДж моль -1 ) | 1- й 867,7722- й 1631,4043- й3616,274 чт -5 чт -6 чт -7 чт -8 чт- |
Состояния окисления и изотопы Кадмий
| Общие состояния окисления | 2 | ||||
| Изотопы | Изотоп | Атомная масса | Естественное изобилие (%) | Период полураспада | Режим распада |
| 106 кд | 105,906 | 1,25 | > 1,9 × 10 19 лет | ЕС, ЕС | |
| 108 кд | 107,904 | 0,89 | > 4,1 х 10 17 лет | ЕС ЕС | |
| 110 Кд | 109,903 | 12,49 | — | — | |
| 111 кд | 110,904 | 12,8 | — | — | |
| 112 кд | 111,903 | 24,13 | — | — | |
| 113 кд | 112,904 | 12,22 | 8,04 × 10 15 лет | β-β- | |
| 114 кд | 113,903 | 28,73 | > 1,3 × 10 18 лет | β-β- | |
| 116 кд | 115,905 | 7,49 | 3,8 × 10 19 лет | β-β- |
Данные о давлении и температуре
| Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 ) | 231 | Модуль Юнга (ГПа) | 49,9 | |||||||
| Модуль сдвига (ГПа) | 19,2 | Объемный модуль (ГПа) | 41,6 | |||||||
| Давление газа | ||||||||||
| Температура (K) | 400600800100012001400160018002000 г.22002400 | |||||||||
| 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 г. | 2200 | 2400 |
| Давление (Па) | 0,0002818,2——— | |||||||||
| 0,00028 | 18,2 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
- Кадмий
- Химический элеменит Кадмий
- Свойства Кадмий
- Группа Кадмий
- Температура плавления Кадмий
- Политика конфиденциальности
- Контакты
- О сайте
Кадмий — металл из старых батареек
Популярен у художников
В XIX в. токсичный сульфид этого металла был очень популярен в качестве красящего пигмента. По наличию в красках этого соединения специалисты судят о подлинности картины, например, таких великих художников, как Ван Гог или Моне.
Сульфид кадмия
Этом металл является мягким настолько, что его без затруднения можно резать обычным ножом.
Ковкость и тягучесть
Благодаря этим свойствам, он активно задействован в промышленности. Кадмий отлично прокатывается в тончайшие листы наподобие фольги. Он хорошо тянется, из него легко изготавливается проволока. Не существует каких-либо проблем с его полированием.
Основные поставщики этого металла — страны Азии и Тихого океана, а также Корея, Канада, США, Мексика, Китай и Япония.
Металл из старых батареек
Никель-кадмиевые батарейки устроены достаточно просто. В качестве положительного электрода используется оксид никеля. В качестве отрицательного — кадмий. Батареи такого вида, безусловно, имеют преимущество. Оно состоит в высоком токе разряда, который, однако, длится совсем недолго, когда нужно отдать максимальное количество энергии за сравнительно малое время.
В начале XXI в. такие батарейки очень часто использовались.
Никель-кадмиевая батарейка
Например, их вставляли в игрушки. Однако элементы питания этого вида достаточно дорогие и токсичные, сильно загрязняют окружающую среду после утилизации. Сейчас их заменили на никель-гидридные. Они более дешевые и гораздо менее вредные.
Применение кадмия
Его используют в различных сплавах, для того, чтобы уменьшить температуру плавления. Чуть менее половины добытого металла применяется в качестве покрытия других металлов, что значительно уменьшает степень их коррозии особенно в морской воде. Одна десятая часть добытого вещества становится составляющим для ювелирных сплавов.
Содержится в организме всех позвоночных
Доказано, что он имеет непосредственное влияние на углеродный обмен и синтез определенных веществ в печени. Соединения этого металла крайне токсичны и вредны, а сам он является сильнейшим канцерогеном. Вдыхание паров оксида кадмия крайне опасно и может привести к гибели. При попадании его в организм с пищей возникает отравление.
Кадмий имеет свойство накапливаться в организме человека. Период его выведения очень долгий, может достигать 35 лет. В середине прошлого века в Японии произошло массовое отравление кадмием. Люди жаловались на боли в пояснице и в мышцах.
Чистый кадмий
Тогда это посчитали заболеванием и даже дали ему название — итай-итай, что на японском значит «Ой, как больно!». На развитие недуга повлияло сильное загрязнение окружающей среды Страны восходящего солнца, а также специфическое питание японцев — рис и морепродукты. Последние и содержали огромное количество этого ядовитого металла.
Используется в медицине
В грудную клетку пациента, страдающего заболеваниями сердца, вводится специальная батарейка, созданная на основе этого элемента, для обеспечение энергией механического симулятора работы сердца. Для ее заряда не нужно повторной операции. Достаточно раз в 7 дней несколько часов носить специальную, намагниченную одежду.
Источник: dzen.ru
Кадмий – полезные свойства, особенности и опасность металла
Этот метал не особо «раскручен». Кадмий полезен промышленности, но опасен для человека.
Что представляет собой
Кадмий – элемент таблицы Менделеева №48:
- Мягкое, ковкое вещество серовато-серебристого цвета с голубоватостью.
- Относится к металлам тяжелой группы.
- Структура кристаллической решетки – гексагональ.
- Состоит из восьми изотопов, два из которых слаборадиоактивны, остальные стабильны.
Международное, научное обозначение и формула – Cadmium (Cd).
История открытия
«Отцами» элемента в историю науки вошли немецкие аптекари и химик Фридрих Штромейер.
В 1817 году провизоры, исследуя оксид цинка, усмотрели в его составе характеристики, присущие мышьяку. Штромейер провел по их просьбе цикл реакций. Конечным продуктом оказался не мышьяк, а новый серебристый металл.
Его окрестили кадмием – по названию местной цинкосодержащей руды.
Кадм – персонаж древнегреческой мифологии, легендарный основатель и царь Фив.
Нахождение в природе
Кадмиевых месторождений на планете не найдено: редкий элемент рассеян в толще земной коры, воде, воздухе.
Большой выбор украшений из натуральных камней и минералов со скидкой -50%
Тонна земной коры содержит 130 мг кадмия, литр морской воды – 0,00011 мг.
Вторая форма нахождения металла в природе – шесть собственных минералов.
Чаще кадмий сопровождает другие минералы (полсотни). Так его и добывают – попутно с другими рудами. Особенно богаты цинковые (здесь кадмий есть всегда), свинцовые, медные залежи.
Технология получения
- Кадмий добывают из цинковых руд. Металл извлекают из побочных продуктов. Здесь он аккумулируется во время переработки руды.
- Второй способ получения – из медно-свинцовой пыли. На пыль воздействуют серной кислотой, затем водой выщелачивают сульфид кадмия. Чистый металл получают электролизом либо восстанавливая цинком.
Физико-химические характеристики
Кадмий как металл проявляет типичные характеристики: без проблем куется, тянется, полируется.
По твердости располагается между оловом и цинком. Режется ножом.
| Ка́дмий / Cadmium (Cd), 48 |
| 112,411(8) а. е. м. (г/моль) |
| [Kr] 4d10 5s2 |
| 154 пм |
| 148 пм |
| (+2e) 97 пм |
| 1,69 (шкала Полинга) |
| −0,403 |
| -2; +1; +2 |
| 867,2 (8,99) кДж/моль (эВ) |
| 8,65 г/см³ |
| 594,1 K (321 °C) |
| 1038 K (764,85 °C) |
| 6,11 кДж/моль |
| 59,1 кДж/моль |
| 26,0 Дж/(K·моль) |
| 13,1 см³/моль |
| гексагональная |
| a=2,979 c=5,618 Å |
| 1,886 |
| 209 K |
| (300 K) 96,9 Вт/(м·К) |
| 7440-43-9 |
При нагреве свыше 80°C легко становится порошком.
При изгибе палочки из чистого кадмия слышно потрескивание. По этому признаку его легко отличить от других металлов (кроме олова).
Химические свойства также стандартны:
- В сухом микроклимате горение, взаимодействие с галогенами, серой возможно только при высоких температурах.
- Во влажной атмосфере покрывается пленкой.
- С растворенными щелочами не взаимодействует.
По физическим, химическим свойствам сходен с цинком и ртутью. Главный недостаток кадмия – токсичность.
Где используется
Токсичность ограничивает, но не обнуляет достоинства металла. Его используют во всех сегментах, кроме пищепрома.
Промышленность
Здесь нашлось применение металлу как самостоятельной единице и компонента сплавов:
- Антикоррозийные покрытия. Кадмирование обеспечивает самое прочное, цепкое соединение с основой. Применяется в экстремальных условиях: морская вода, тропики, щелочная среда.
- Производство батарей, аккумуляторов для ракет.
- Легирующая добавка к сплавам. Сплавы с кадмием пластичны, стойки к износу. Из них делают провода для линий электропередач, припои, подшипники для начинки морских и воздушных лайнеров. Сплавы используются при пайке стекла, металла, в огнетушителях.
- Компонент полупроводников, пленок солнечных батарей.
Соли металла становятся пигментами (желтый цвет). Но это приветствуется не всегда.
Coca-Cola изъяла с рынка США более 20 тысяч стаканов со своим логотипом. Причина – наличие кадмия в составе краски.
Важнейшая сфера применения – атомный комплекс:
Более 8000 видов товара из 500 разновидностей натурального камня. Ежедневное обновление!
- Кадмиевые стержни регулируют работу реактора.
- Из него состоят экраны, отсекающие нейтронное излучение.
В лабораториях металл используется как реактив.
Другие отрасли
Хорошая теплопроводность в условиях запредельно низких температур сделала металл незаменимым в криотехнике.
Ювелиры добавляют кадмий к золоту, чтобы получить зеленоватые оттенки.
Полезное свойство вещества аккумулироваться раковыми клетками используется в противоопухолевой терапии.
Ежегодное глобальное производство металла исчисляется 20 тысячами тонн.
Цена тонны кадмия на мировых рынках – $2,8-2,9 тыс.
Ограничения
Согласно Техническому регламенту Евразийского экономического союза и директиве Евросоюза, в изделиях сегмента электротехники и радиоэлектроники должно быть не более 0,01 % массовой доли кадмия.
Биологическое воздействие
Микродозы кадмия есть в биологических организмах: вещество содействует метаболизму.
Токсичность
Однако металл, его растворимые соединения токсичны:
- Наиболее ядовиты пары, запыленный, задымленный воздух.
- Вещество накапливается человеческим организмом, растениями, грибами.
- Тяжелый металл, его соединения провоцируют онкологию, угнетают работу гормональной, кровеносной, центральной нервной систем. Разрушаются кости.
По действию на организм напоминает ртуть, цинк, но токсичность вдвое-втрое превышает цинковую.
Кадмий классифицирован как вещество 2-го класса опасности. 7,50 г металла в кубометре воздуха убивают за двадцать секунд.
Нормы
Наличие металла в воде, продуктах питания регулируется санитарными стандартами РФ (мкг/кг):
- говядина, свинина – 16;
- хлеб – 30;
- рис – 60;
- рыба – 200;
- какао – 500;
- субпродукты – 1000.
Литр питьевой воды не может содержать более 0,001 мг кадмия.
Опасность отравления
Кадмиевая интоксикация актуальна для жителей мегаполисов и работников металлургических предприятий.
Симптомы отравления: расстройство ЖКТ (диарея, рвота), гастроэнтерит, почечные боли. Далее следует нервное возбуждение, судороги, обморок, паралич, остановка дыхания, смерть.
Отравление требует неотложной медицинской помощи.
Профессиональное заболевание работников металлургических предприятий – хроническое отравление. Опознается по резкому истощению, ожирению печени, сердечной мышцы, воспалению почек.
При работе обязательно использование защитных средств.
Источник: jgems.ru