Kadmium | ||||
---|---|---|---|---|
← Stříbro | Indie → | ||||
| ||||
Vzhled jednoduché látky | ||||
Elementární kadmium | ||||
Vlastnosti atomu | ||||
Jméno, symbol, číslo | Kadmium / Kadmium (Cd), 48 | |||
Skupina , období , blok |
12 (zastaralé 2), 5, d-prvek |
|||
atomová hmotnost ( molární hmotnost ) |
112,411(8) [1] a. e. m. ( g / mol ) | |||
Elektronická konfigurace | [Kr] 4d 10 5s 2 | |||
Poloměr atomu | 154 hodin | |||
Chemické vlastnosti | ||||
kovalentní poloměr | 148 hodin | |||
Poloměr iontů | (+2e) 97 hodin | |||
Elektronegativita | 1,69 (Paulingova stupnice) | |||
Elektrodový potenciál | −0,403 [2] | |||
Oxidační stavy | 0, +1, +2 | |||
Ionizační energie (první elektron) |
867,2 (8,99) kJ / mol ( eV ) | |||
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky | ||||
Hustota (v n.a. ) | 8,65 g/cm³ | |||
Teplota tání | 594,1 K (321 °C) | |||
Teplota varu | 1038K (764,85 °C) | |||
Oud. teplo tání | 6,11 kJ/mol | |||
Oud. výparné teplo | 59,1 kJ/mol | |||
Molární tepelná kapacita | 26,0 [2] J/(K mol) | |||
Molární objem | 13,1 cm³ / mol | |||
Krystalová mřížka jednoduché látky | ||||
Příhradová konstrukce | Šestihranný | |||
Parametry mřížky | a=2,979 c=5,618 Á | |||
poměr c / a | 1,886 | |||
Debyeho teplota | 209 tis . | |||
Další vlastnosti | ||||
Tepelná vodivost | (300 K) 96,9 W/(m K) | |||
Číslo CAS | 7440-43-9 |
48 | Kadmium |
CD112,414 | |
4d 10 5s 2 |
Kadmium ( chemická značka - Cd , z lat. Kadmium ) je chemický prvek 12. skupiny (podle zastaralé klasifikace - sekundární podskupina druhé skupiny, IIB), páté období periodického systému chemických prvků D. I. Mendělejev s atomovým číslem 48.
Jednoduchá látka kadmium (za normálních podmínek ) je měkký kujný tažný stříbrno - bílý kov . Stabilní na suchém vzduchu, na vlhkém vzduchu se na jeho povrchu tvoří oxidový film , který zabraňuje další oxidaci kovu. Kadmium a mnoho jeho sloučenin jsou jedovaté .
Objeven německým profesorem F. Stromeyerem v roce 1817 . Magdeburští lékárníci při studiu oxidu zinečnatého ZnO měli podezření na příměs arsenu v něm . Stromeyer izoloval hnědý oxid ze ZnO, redukoval jej vodíkem a získal stříbřitě bílý kov, který se nazýval kadmium.
Stromeyer pojmenoval kadmium podle řeckého názvu pro rudu, ze které se v Německu těžil zinek, καδμεία. Ruda zase dostala své jméno na počest Cadma , hrdiny starověké řecké mytologie.
Průměrný obsah kadmia v zemské kůře je 130 mg / t, v mořské vodě - 0,11 μg / l. Kadmium je jedním ze vzácných stopových prvků: nachází se jako izomorfní nečistota v mnoha minerálech a vždy v minerálech zinku. Je známo pouze 6 minerálů kadmia. Velmi vzácné kadmiové minerály jsou greenockit CdS (77,8 % Cd), howliit (stejný), otavit CdCO 3 , monteponit CdO (87,5 % Cd), kadmoselit CdSe (47 % Cd), xantochroit CdS (H 2 O) x (77,2 % CD). Většina kadmia je rozptýlena ve velkém množství minerálů (více než 50), zejména v zinku, olovu, mědi, železe, manganu a sulfidech rtuti. Maximální koncentrace byla zaznamenána v minerálech zinku a především ve sfaleritu (až 5 %). Ve většině případů obsah kadmia ve sfaleritu nepřesahuje 0,4-0,6%. V jiných sulfidech, například v rámu, je obsah kadmia 0,003-0,2%, v galenitu - 0,005-0,02%, v chalkopyritu - 0,006-0,12%; kadmium se obvykle z těchto sulfidů nezískává.
Kadmium netvoří samostatná ložiska, ale je součástí rud ložisek jiných kovů. Obsah kadmia je poměrně vysoký v rudách středněteplotních olovo-zinkových ložisek a částečně sulfidů mědi.
Půda obsahuje 0,06 mg/kg, jíl - 0,3 mg/kg.
MPC pro kadmium ve vodě podle SanPiN 2.1.4.1074-01 „Pitná voda. Hygienické požadavky na kvalitu vody systémů centralizovaného zásobování pitnou vodou. Kontrola kvality. Hygienické požadavky na zajištění bezpečnosti systémů zásobování teplou vodou - 1 µg / l
Fosilní uhlí, dřevěné uhlí, PET nádoby, dřevěné pelety (do 0,5 mg/kg), ryby (0,2 mg/kg), kakaový prášek (0,5 mg/kg), ledviny zvířat (1 mg/kg). kg), rýže ( 0,06 mg/kg), cigareta (0,002 mg/kg), pšeničný chléb (0,03 mg/kg), margarín (0,042 mg/kg), hovězí/vepřové maso (0,016 mg/kg), krevety (1,2 mg/kg) [3 ] .
Kompletní elektronická konfigurace atomu kadmia je: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2
Kadmium je stříbřitě bílý měkký kov s šestihrannou krystalovou mřížkou. Bod tání - 321 ° C, bod varu - 770 ° C. Pokud je kadmiová tyčinka ohnutá, je slyšet mírné praskání - jedná se o kovové mikrokrystaly, které se o sebe třou ( praská také cínová tyčinka ); jakékoliv nečistoty v kovu tento efekt zničí. Kadmium je tvrdší než cín, ale měkčí než zinek – lze jej řezat nožem. Při zahřátí nad 80 °C ztrácí kadmium svou elasticitu natolik, že jej lze rozemlít na prášek.
Kadmium se nachází ve stejné skupině periodické tabulky se zinkem a rtutí a zaujímá mezi nimi střední polohu, takže některé chemické vlastnosti těchto prvků jsou podobné. Na vzduchu je kadmium stabilní a neztrácí svůj kovový lesk. S kyslíkem reaguje pouze při zahřátí na 350 °C za vzniku oxidu kademnatého . Sulfid a oxid tohoto prvku jsou prakticky nerozpustné ve vodě. Kadmium neinteraguje s uhlíkem a netvoří karbidy. Reaguje s neoxidačními kyselinami a uvolňuje vodík:
Kadmium se používá jako složka tvrdých pájek (slitiny na bázi stříbra, mědi, zinku) ke snížení jejich bodu tání. Asi 10 % vyrobeného kadmia je součástí šperků a tavitelných slitin . Slitina kadmia se zlatem má nazelenalou barvu [4] .
40 % vyrobeného kadmia se používá na antikorozní nátěry kovů. Kadmium pokovování ocelových dílů dává větší odolnost proti korozi, zejména v mořské vodě.
Kadmiové pokovování je elektrolytický postup pro nanášení kadmiových povlaků na povrch kovových výrobků. Vysokouhlíkové, nástrojové a nerezové oceli jsou potaženy kadmiem, na vysokopevnostní oceli se aplikuje pokovování kadmiem amoniumchloridem.
Asi 20 % kadmia se používá na výrobu kadmiových elektrod používaných v bateriích ( nikl-kadmium a stříbro-kadmium ), normálních Westonových článcích , v záložních bateriích ( olověný-kadmiový článek , rtuť-kadmiový článek ) atd. [5]
Asi 20 % kadmia se používá na výrobu anorganických barviv (sulfidy a selenidy, směsné soli, např. sulfid kademnatý - kadmium citricum ).
Cena kadmia v srpnu 2011 byla asi 3 $ za 1 kg [6] .
V roce 2016 byly přijaty Technické předpisy Euroasijské hospodářské unie „O omezení používání nebezpečných látek v elektrických a radioelektronických výrobcích“ (TR EAEU 037/2016) [8] , podle kterých obsah kadmia v elektrické a radioelektronice produkty by neměly překročit 0,01 % hmotnosti homogenního materiálu (příloha č. 2). Evropská unie má podobnou směrnici RoHS , která výrazně omezuje používání kadmia.
Jediným minerálem, o který je při získávání kadmia zájem, je greenockit, tzv. „kadmiová směs“. Těží se spolu se sfaleritem při vývoji zinkových rud. Během zpracování se kadmium koncentruje ve vedlejších produktech procesu, odkud se následně získává. V současnosti (od roku 1987) se ročně vyrobí asi 20 000 tun kadmia [9] .
Kadmium a mnohé jeho sloučeniny jsou jedovaté [10] (ve vysokých koncentracích). Zvláště nebezpečným případem je vdechování par jeho oxidu (CdO) [11] . Vdechování po dobu 1 minuty vzduchu obsahujícího 2,5 g/m 3 oxidu kademnatého nebo 30 sekund při koncentraci 5 g/m 3 je fatální [12] . Kadmium je karcinogen [13] .
Jako první pomoc při akutní otravě kadmiem se doporučuje čerstvý vzduch, úplný klid a prevence prochlazení. Při podráždění dýchacích cest - teplé mléko se sodou, inhalace 2% roztokem NaHCO 3 . Při přetrvávajícím kašli - kodein, dionin, hořčičné náplasti na hrudníku je nutná lékařská pomoc. Protijed při otravách způsobených požitím kadmiových solí je albumin s uhličitanem sodným [12] .
Akutní toxicitaVýpary kadmia, mnohé jeho sloučeniny jsou toxické , což je způsobeno zejména jeho schopností vázat enzymy a aminokyseliny obsahující síru .
Příznaky akutní otravy kadmiem jsou zvracení a křeče .
Chronická toxicitaKadmium je kumulativní jed (schopný se hromadit v těle).
Hygienické a ekologické normyV pitné vodě je MPC pro kadmium 0,001 mg/dm³ = 1 µg/dm³ (SanPiN 2.1.4.1074-01).
Mechanismus toxického působení kadmia je zřejmě ve vazbě karboxylových , aminových a zejména sulfhydrylových skupin molekul bílkovin, v důsledku čehož je inhibována aktivita enzymových systémů [12] . Rozpustné sloučeniny kadmia po vstřebání do krve ovlivňují centrální nervový systém , játra a ledviny a narušují metabolismus vápníku a fosforu. Chronická otrava vede k anémii a destrukci kostí.
Kadmium je normálně přítomno v malém množství v těle zdravého člověka. Kadmium se snadno hromadí v rychle se množících buňkách (například v nádorových nebo pohlavních buňkách ). Váže se na cytoplazmatický a jaderný materiál buněk a poškozuje je. Mění aktivitu mnoha hormonů a enzymů. To je způsobeno jeho schopností vázat sulfhydrylové (-SH) skupiny.
Z osmi přirozených izotopů kadmia je šest stabilních a u dvou izotopů byla zjištěna slabá radioaktivita. Jedná se o 113 Cd ( izotopová abundance 12,22 %, beta rozpad s poločasem 7,7⋅10 15 let) a 116 Cd (izotopová abundance 7,49 %, dvojitý beta rozpad s poločasem 3,0⋅10 19 let).
Slovníky a encyklopedie |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Řady elektrochemické aktivity kovů | |
---|---|
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , |
kadmia | Sloučeniny|
---|---|
Azid kademnatý (Cd(N 3 ) 2 ) Amid kademnatý (Cd(NH 2 ) 2 ) Antimonid kademnatý (CdSb) Octan kademnatý ( Cd ( C2H5O2 ) 2 ) _ Benzoát kadmia ( Cd ( C7H5O2 ) 2 ) _ Bromičnan kademnatý (Cd(BrO 3 ) 2 ) Bromid kademnatý ( CdBr2 ) Dikadmium triarsenid bromid (Cd 2 As 3 Br) Wolframan kadmia (CdWO 4 ) Hexachlorokadmoát amonný ((NH 4 ) 2 [CdCl 6 ]) Hexakyanokadmoát draselný ((K 2 [Cd(CN) 6 ]) hydrid kadmia (( CdH2 ) n ) Hydroxid kademnatý (Cd(OH) 2 ) Hydroxochlorid kademnatý (Cd(OH)Cl) Diarsenid kadmia (CdAs 2 ) Diarsenid trikadmia (Cd 3 As 2 ) dihydrogenfosforečnan kademnatý ( Cd(H 2 PO 4 ) 2 Dithizonát kadmia (Cd(С 13 H 11 N 4 S ) 2 Difenylkadmium ( Cd ( C6H5 ) 2 ) Difosfid kademnatý (CdP 2 ) Trikadmiumdifosfid ( Cd3P2 ) _ _ Chlorid-dioxid trikadmia (Cd 3 O 2 Cl 2 ) Diethylkadmium ( Cd ( C2H5 ) 2 ) Jodičnan kademnatý (Cd(IO 3 ) 2 ) Jodid kademnatý (CdI 2 ) Uhličitan kademnatý (CdCO 3 ) Laktát kademnatý (Cd( C 3 H 5 O 3 ) 2 Metakřemičitan kadmia (CdSiO 3 ) Molybdenan kademnatý (CdMoO 4 ) Niobát kadmia ( Cd2Nb207 ) _ _ _ Dusičnan kademnatý (Cd(NO 3 ) 2 ) Nitrid kadmia ( Cd3N2 ) _ Oxalát kademnatý (CdC 2 O 4 ) Oxid kademnatý ( Cd 2 O) Oxid kademnatý (CdO) Oxinát kademnatý (Cd (C 9 H 6 NO) 2 ) Ortokřemičitan kadmia (Cd 2 SiO 4 ) Manganistan kademnatý ( Cd(MnO 4 ) 2 Peroxid kadmia (CdO 2 ) Chloristan kadmia ( Cd(ClO 4 ) 2 Pyrofosforečnan kademnatý (Cd 2 P 2 O 7 ) Salicylát kademnatý ( Cd ( C7H5O3 ) 2 ) _ Selenan kademnatý (CdSeO 4 ) Selenid kadmia (CdSe) Stearát kademnatý ( Cd ( C18H35O2 ) 2 ) _ Sukcinát kademnatý ( CdC4H4O4 ) _ _ _ Síran kademnatý (CdSO 4 ) Siřičitan kademnatý (CdSO 3 ) sulfid kademnatý (CdS) tartrát kadmia (CdC 4 H 4 O 6 ) Telurid kadmia (CdTe) Telurit kadmia (CdTeO 3 ) Tetrafosfid kademnatý (CdP 4 ) Tetrafluoroboritan kademnatý (Cd[BF 4 ] 2 ) Tetrachloraluminát kadmia (Cd 2 (AlCl 4 ) 2 ) Tetrakyanokadmoát draselný ((K 2 [Cd(CN) 4 ]) Thiokyanát kademnatý (Cd(SCN) 2 ) titaničitan kademnatý (CdTiO 3 ) Trikadmium trichlorid-fosfid (Cd 3 PCl 3 ) mravenčan kademnatý (Cd(HCO 2 ) 2 ) Fosforečnan kademnatý (Cd 3 ( PO 4 ) 2 fluorid kademnatý (CdF 2 ) Chlorečnan kademnatý (Cd(ClO 3 ) 2 ) Chlorid kademnatý (CdCl 2 ) Chroman kademnatý (CdCrO 4 ) kyanid kademnatý (Cd(CN) 2 ) |