Kadm: fakty i fakty. Kadm: wpływ na organizm człowieka. Zatrucie metalami ciężkimi Podaj wartości liczbowe głównych parametrów kadmu

Kadm- element drugorzędnej podgrupy drugiej grupy, piątego okresu układ okresowy pierwiastki chemiczne D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 48. Jest on oznaczony symbolem Cd (łac. Kadm). Miękki, ciągliwy, srebrno-biały metal przejściowy.

Lekarz rejonowy Rolov wyróżniał się ostrym temperamentem. Tak więc w 1817 roku nakazał wycofać ze sprzedaży wszystkie preparaty z tlenkiem cynku produkowane w fabryce Hermana w Shenebeku. Za pomocą wygląd zewnętrzny preparatów podejrzewał, że w tlenku cynku jest arszenik! (Tlenek cynku jest nadal używany w chorobach skóry; z niego powstają maści, pudry, emulsje.)
Aby udowodnić swoją rację, rygorystyczny audytor rozpuścił podejrzany tlenek w kwasie i przepuścił przez ten roztwór siarkowodór: wypadł żółty osad. Siarczki arsenu są po prostu żółte!
Właściciel fabryki zaczął kwestionować decyzję Rolova. On sam był chemikiem i po osobistej analizie próbek produktów nie znalazł w nich arszeniku. Wyniki analizy przekazał Rołowowi, a jednocześnie władzom ziemi hanowerskiej. Władze oczywiście zażądały próbek w celu wysłania ich do analizy do jednego z renomowanych chemików. Ustalono, że sędzią w sporze między Rolovem a Hermanem będzie profesor Friedrich Stromeyer, który od 1802 r. był kierownikiem katedry chemii na Uniwersytecie w Getyndze i pełnił funkcję inspektora generalnego wszystkich hanowerskich aptek.
Stromeyerowi przysłano nie tylko tlenek, ale także inne preparaty cynkowe z fabryki Hermana, w tym ZnCO3, z którego uzyskano ten tlenek. Po wypaleniu węglanu cynku Strohmeyer uzyskał tlenek, ale nie biały, jak powinien być, lecz żółtawy. Właściciel fabryki tłumaczył barwienie domieszką żelaza, ale Stromeyer nie był z tego zadowolony. Po zakupie większej ilości preparatów cynkowych dokonał ich pełnej analizy i bez większych trudności wyizolował pierwiastek powodujący żółknięcie. Analiza wykazała, że ​​nie był to arszenik (jak twierdził Rołow), ale nie żelazo (jak twierdził Herman).

Był to nowy, nieznany wcześniej metal, właściwości chemiczne bardzo podobny do cynku. Jedynie jego wodorotlenek, w przeciwieństwie do Zn(OH)2, nie był amfoteryczny, ale miał wyraźne właściwości zasadowe.

48 pierwiastek układu okresowego Nowy pierwiastek w swojej swobodnej postaci był białym metalem, miękkim i niezbyt wytrzymałym, pokrytym na wierzchu brązowawą warstwą tlenku. Stromeyer nazwał ten metal kadmem, wyraźnie nawiązując do jego „cynkowego” pochodzenia: greckie słowo καδμεια od dawna oznacza rudy cynku i tlenek cynku.

W 1818 roku Stromeyer opublikował szczegółowe informacje o nowym pierwiastku chemicznym i niemal natychmiast zaczęto naruszać jego priorytet. Jako pierwszy przemówił ten sam Rołow, który wcześniej uważał, że w preparatach z niemieckiej fabryki znajduje się arszenik. Wkrótce po Stromeyerze inny niemiecki chemik Kersten odkrył w śląskiej rudzie cynku nowy pierwiastek i nazwał go melin (z łac. mellinus, „żółty jak pigwa”) ze względu na kolor osadu powstałego w wyniku działania siarkowodoru. Ale był to kadm już odkryty przez Strohmeyera. Później dla tego pierwiastka zaproponowano jeszcze dwie nazwy: klaprotium – na cześć słynnego chemika Martina Klaprotha oraz junonium – po odkryciu w 1804 asteroidy Juno. Ale nazwa nadana pierwiastkowi przez jego odkrywcę została jednak ustalona. To prawda, w rosyjskiej literaturze chemicznej pierwszy połowa XIX v. kadm był często nazywany kadmem.

Co to jest kadm? Jest to metal ciężki pochodzący z wytopu innych metali, takich jak cynk, miedź czy ołów. Jest szeroko stosowany do produkcji baterii niklowo-kadmowych. Ponadto dym papierosowy również zawiera taki pierwiastek. W wyniku ciągłego narażenia na kadm dochodzi do bardzo ciężkich chorób płuc i nerek. Rozważ bardziej szczegółowo cechy tego metalu.

Zakres kadmu

Większość zastosowań przemysłowych tego metalu dotyczy powłok ochronnych, które chronią metale przed korozją. Taka powłoka ma dużą przewagę nad cynkiem, niklem czy cyną, ponieważ nie złuszcza się podczas odkształcania.

Do czego jeszcze można wykorzystać kadm? Służy do produkcji stopów, które są wyjątkowo podatne na obróbkę mechaniczną. Stopy kadmu z niewielkimi dodatkami miedzi, niklu i srebra wykorzystywane są do produkcji łożysk do silników samochodowych, lotniczych i okrętowych.

Gdzie jeszcze stosuje się kadm?

Najbardziej narażeni na zatrucie kadmem są spawacze, metalurdzy i pracownicy związani z przemysłem tekstylnym, elektronicznym i akumulatorowym. Baterie niklowo-kadmowe są stosowane w telefonach komórkowych i innych urządzeniach elektronicznych. Metal ten wykorzystywany jest również do produkcji tworzyw sztucznych, farb, powłok metalowych. Wiele gleb, które są regularnie nawożone, może również zawierać duże ilości tego toksycznego metalu.

kadm: właściwości

Kadm, jak również jego związki, charakteryzują się, ale nie udowodniono, że niewielka ilość tego pierwiastka w środowisko powoduje raka. Wdychanie cząstek metali w produkcji przemysłowej przyczynia się do rozwoju raka płuc, ale spożywanie zanieczyszczonej żywności nie stwarza ryzyka zachorowania na raka.

Jak kadm dostaje się do organizmu człowieka?

Wszyscy od dawna wiedzą, że dym papierosowy zawiera kadm. Ten metal ciężki dostaje się do organizmu palacza w ilości dwukrotnie większej niż do organizmu osoby nienarażonej na takie działanie. zły nawyk. Jednak bierne palenie może być szkodliwe.

Warzywa liściaste, zboża i ziemniaki uprawiane w glebie zawierającej wysoki poziom kadmu mogą być niebezpieczne. Ze zwiększonej zawartości tego metalu słynie również wątroba i nerki organizmów morskich i zwierząt.

Wiele przedsiębiorstw przemysłowych, zwłaszcza hutniczych, emituje do atmosfery duże ilości kadmu. Osoby mieszkające w pobliżu takich przedsiębiorstw są automatycznie zaliczane do grupy ryzyka.

Niektóre obszary rolnicze aktywnie wykorzystują nawozy fosforowe, które zawierają niewielką ilość kadmu. Produkty uprawiane na tej ziemi stanowią potencjalne zagrożenie dla ludzi.

Wpływ kadmu na organizm człowieka

Dlatego przeanalizowaliśmy, czym jest kadm. Wpływ tego metalu ciężkiego na organizm ludzki może powodować negatywne konsekwencje. W każdym żywym organizmie występuje w niewielkich ilościach, a jego rola biologiczna nie została jeszcze w pełni wyjaśniona. Zazwyczaj kadm jest związany z funkcją ujemną.

Jej toksyczne działanie polega na blokowaniu aminokwasów zawierających siarkę, co prowadzi do zakłócenia metabolizmu białek i uszkodzenia jądra komórkowego. Ten metal ciężki wspomaga usuwanie wapnia z kości i wpływa na system nerwowy. Może gromadzić się w nerkach i wątrobie i jest bardzo powoli wydalany z organizmu. Ten proces może potrwać dziesięciolecia. Kadm jest zwykle wydalany z moczem i kałem.

Wdychanie kadmu

Pierwiastek ten dostaje się do organizmu pracowników przemysłowych przez inhalację. Aby temu zapobiec, używaj skutecznego sprzętu ochronnego. Zaniedbanie tej zasady prowadzi do smutnych konsekwencji. Jeśli wdychasz kadm, wpływ takiego metalu na organizm ludzki objawia się w następujący sposób: temperatura ciała wzrasta, pojawiają się dreszcze i bóle mięśni.

Po pewnym czasie dochodzi do uszkodzenia płuc, bólu w klatce piersiowej, duszności, kaszlu. W ciężkich przypadkach stan ten powoduje śmierć pacjenta. Wdychanie powietrza zawierającego kadm przyczynia się do rozwoju choroby nerek i osteoporozy. Ryzyko raka płuc wzrasta kilkakrotnie.

Spożycie kadmu z pożywieniem

Dlaczego kadm jest niebezpieczny w wodzie i żywności? Przy regularnym stosowaniu skażonej żywności i wody metal ten zaczyna gromadzić się w organizmie, co prowadzi do negatywnych konsekwencji: zaburzenia czynności nerek, osłabienie tkanki kostnej, uszkodzenie wątroby i serca, aw ciężkich przypadkach śmierć.

Spożywanie żywności zanieczyszczonej kadmem może powodować podrażnienie żołądka, nudności, ból brzucha, biegunkę i wymioty. Ponadto pojawiają się objawy grypopodobne, rozwija się obrzęk krtani i mrowienie w dłoniach.

Przyczyny zatrucia kadmem

Zatrucia metalami ciężkimi najczęściej występują u dzieci, diabetyków, kobiet w ciąży i karmiących piersią, osób nadużywających palenia. W Japonii zatrucie kadmem występuje w wyniku spożycia skażonego ryżu. W tym przypadku rozwija się apatia, nerki są dotknięte, kości miękną i deformują się.

Tereny uprzemysłowione, na których zlokalizowane są rafinerie ropy naftowej i przedsiębiorstwa metalurgiczne, słyną z tego, że gleba jest tam zanieczyszczona kadmem. Jeśli w takich miejscach uprawiane są produkty roślinne, to istnieje duże prawdopodobieństwo, że dojdzie do zatrucia metalami ciężkimi.

Pierwiastek ten może gromadzić się w dużych ilościach w tytoniu. Jeśli surowiec jest suszony, zawartość metalu dramatycznie wzrasta. Wnikanie kadmu do organizmu następuje zarówno podczas aktywnego, jak i podczas występowania raka płuc, bezpośrednio zależy od zawartości metalu w dymie.

Leczenie zatrucia

Kadm:

• uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego;
• ostry ból w kościach;
• białko w moczu;
• kamienie w nerkach;
• dysfunkcja narządów płciowych.

W przypadku ostrego zatrucia poszkodowanemu należy zapewnić ciepło, zapewnić mu świeże powietrze i spokój. Po umyciu żołądka należy mu podać ciepłe mleko, do którego dodaje się trochę sody oczyszczonej. Nie ma antidotum na kadm. Aby zneutralizować metal, stosuje się Unitiol, sterydy i diuretyki. Kompleksowe leczenie polega na zastosowaniu antagonistów kadmu (cynk, żelazo, selen, witaminy). Lekarz może przepisać ogólną dietę wzmacniającą zawierającą dużą ilość błonnika i pektyny.

Możliwe konsekwencje

Metal taki jak kadm ma bardzo poważny wpływ na organizm człowieka, a w przypadku zatrucia tym pierwiastkiem konsekwencje mogą być niebezpieczne. Wypiera wapń z kości, przyczyniając się do rozwoju osteoporozy. U dorosłych i dzieci kręgosłup zaczyna się wyginać, a kości deformują. W dzieciństwie takie zatrucie prowadzi do encefalopatii i neuropatii.

Wniosek

W ten sposób przeanalizowaliśmy, co składa się na taki metal ciężki, jak kadm. Wpływ tego pierwiastka na organizm człowieka jest dość poważny. Stopniowo kumulując się w organizmie, prowadzi do zniszczenia wielu narządów. Możesz nawet zostać zatruty kadmem, jeśli spożywasz skażoną żywność w dużych ilościach. Konsekwencje zatrucia są również dość niebezpieczne.

Kadm

KADM-Jestem; m.[łac. kadm z greckiego. kadmeia - ruda cynku]

1. Pierwiastek chemiczny (Cd), srebrzystobiały miękki, ciągliwy metal znajdujący się w rudach cynku (część wielu stopów topliwych, stosowanych w przemyśle jądrowym).

2. Sztuczna żółta farba w różnych odcieniach.

◁ Kadm, gr., gr. Stopy K. K-ty żółty(barwnik).

(łac. Kadm), pierwiastek chemiczny z grupy II układu okresowego. Nazwa pochodzi od greckiego słowa kadméia, ruda cynku. Srebrzysty metal o niebieskawym odcieniu, miękki i topliwy; gęstość 8,65g/cm3, T pl 321,1ºC. Wydobywany jest podczas przerobu rud ołowiu-cynku i miedzi. Używany do powlekania kadmem, w mocnych bateriach, energii jądrowej (pręty sterujące reaktorów), w celu uzyskania pigmentów. Zawarte w stopach niskotopliwych i innych. Siarczki, selenki i tellurki kadmu są materiałami półprzewodnikowymi. Wiele związków kadmu jest trujących.

KADM (łac. Kadm), Cd (czytaj „kadm”), pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 48, masie atomowej 112,41.
Naturalny kadm składa się z ośmiu stabilnych izotopów: 106 Cd (1,22%), 108 Cd (0,88%), 110 Cd (12,39%), 111 Cd (12,75%), 112 Cd (24,07%), 113 Cd (12,26%), 114 Cd (28,85%) i 116 Cd (12,75%). Znajduje się w V okresie w grupie IIB układu okresowego pierwiastków. Konfiguracja dwóch zewnętrznych warstw elektronowych 4 s 2 P 6 D 10 5s 2 . Stopień utlenienia wynosi +2 (wartościowość II).
Promień atomu to 0,154 nm, promień jonu Cd 2+ to 0,099 nm. Energie jonizacji sekwencyjnej - 8,99, 16,90, 37,48 eV. Elektroujemność według Paulinga (cm. PAULING (Linus) 1,69.
Historia odkryć
Odkryta przez niemieckiego profesora F. Stromeyera (cm. STROMEYER Friedrich) w 1817 r. farmaceuci magdeburscy w badaniu tlenku cynku (cm. CYNK (pierwiastek chemiczny) Podejrzewano, że ZnO zawiera arsen (cm. ARSEN). F. Stromeyer wyizolował brązowo-brązowy tlenek z ZnO, zredukował go wodorem (cm. WODÓR) i otrzymał srebrzystobiały metal, który nazwano kadmem (od greckiego kadmeia - ruda cynku).
Będąc na łonie natury
Treść w skorupa Ziemska 1,35 10 -5% masy, w wodach mórz i oceanów 0,00011 mg/l. Znanych jest kilka bardzo rzadkich minerałów, na przykład greenockit GdS, otavit CdCO 3 , monteponit CdO. Kadm gromadzi się w rudach polimetalicznych: sfaleryt (cm. sfaleryt)(0,01-5%), galena (cm. GALENA)(0,02%), chalkopiryt (cm. chalkopiryt)(0,12%), piryt (cm. PIRYT)(0,02%), fahlore (cm. NIEUDAJĄCE SIĘ RUDY) i łóżko (cm. STANIN)(do 0,2%).
Paragon fiskalny
Głównymi źródłami kadmu są półprodukty produkcji cynku, pyły z hut ołowiu i miedzi. Surowiec traktuje się stężonym kwasem siarkowym, a CdSO4 otrzymuje się w roztworze. Cd jest izolowany z roztworu za pomocą pyłu cynkowego:
CdSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cd
Powstały metal jest oczyszczany przez ponowne topienie pod warstwą alkaliów w celu usunięcia zanieczyszczeń cynku i ołowiu. Kadm o wysokiej czystości jest otrzymywany przez rafinację elektrochemiczną z pośrednim oczyszczaniem elektrolitu lub przez topienie strefowe (cm. STREFA TOPIENIA).
Fizyczne i chemiczne właściwości
Kadm to srebrzystobiały miękki metal z sześciokątną siatką ( a = 0,2979, Z= 0,5618 nm). Temperatura topnienia 321,1 ° C, temperatura wrzenia 766,5 ° C, gęstość 8,65 kg / dm 3. Jeśli sztyft kadmu jest wygięty, to słychać cichy trzask – są to ocierające się o siebie mikrokryształy metalu. Standardowy potencjał elektrody kadmu wynosi -0,403 V, w szeregu standardowych potencjałów (cm. POJEMNOŚĆ STANDARDOWA) znajduje się przed wodorem (cm. WODÓR).
W suchej atmosferze kadm jest stabilny, w wilgotnej atmosferze stopniowo pokrywa się warstewką tlenku CdO. Powyżej temperatury topnienia kadm spala się w powietrzu, tworząc brązowy tlenek CdO:
2Cd + O2 \u003d 2CdO
Pary kadmu reagują z parą wodną tworząc wodór:
Cd + H 2 O \u003d CdO + H 2
W porównaniu do swojego sąsiada z grupy IIB, Zn, kadm reaguje wolniej z kwasami:
Сd + 2HCl \u003d CdCl 2 + H 2
Reakcja przebiega najłatwiej z kwasem azotowym:
3Cd + 8HNO 3 \u003d 3Cd (NO 3) 2 + 2NO - + 4H 2 O
Kadm nie reaguje z zasadami.
W reakcjach może działać jako łagodny środek redukujący, np. w stężonych roztworach potrafi redukować azotan amonu do azotynu NH 4 NO 2 :
NH 4 NO 3 + Cd \u003d NH 4 NO 2 + CdO
Kadm utlenia się roztworami soli Cu (II) lub Fe (III):
Cd + CuCl 2 \u003d Cu + CdCl 2;
2FeCl 3 + Cd \u003d 2FeCl 2 + CdCl 2
Powyżej temperatury topnienia kadm reaguje z halogenami (cm. HALOGENY) z tworzeniem halogenków:
Cd + Cl 2 \u003d CdCl 2
Z siarką (cm. SIARKA) i inne chalkogeny tworzą chalkogenidy:
Cd+S=CdS
Kadm nie reaguje z wodorem, azotem, węglem, krzemem i borem. Azotek Cd3N2 i wodorek CdH2 otrzymuje się pośrednio.
V roztwory wodne jony kadmu Cd 2+ tworzą akwakompleksy 2+ i 2+ .
Wodorotlenek kadmu Cd (OH) 2 otrzymuje się przez dodanie zasady do roztworu soli kadmu:
СdSO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + Cd (OH) 2 Ї
Wodorotlenek kadmu praktycznie nie rozpuszcza się w alkaliach, chociaż podczas długotrwałego gotowania w bardzo stężonych roztworach zasad odnotowano tworzenie się kompleksów wodorotlenkowych 2-. Tak więc amfoteryczny (cm. AMFOTERYCZNOŚĆ) właściwości tlenku kadmu CdO i wodorotlenku Cd(OH) 2 są znacznie słabsze niż odpowiednich związków cynku.
Wodorotlenek kadmu Cd(OH)2 dzięki kompleksowaniu łatwo rozpuszcza się w wodnych roztworach amoniaku NH3:
Cd (OH) 2 + 6NH 3 \u003d (OH) 2
Podanie
40% produkowanego kadmu wykorzystywane jest do powłok antykorozyjnych na metalach. 20% kadmu jest wykorzystywane do produkcji elektrod kadmowych stosowanych w bateriach, zwykłych ogniwach Westona. Około 20% kadmu jest wykorzystywane do produkcji barwników nieorganicznych, specjalnych lutów, materiałów półprzewodnikowych i luminoforów. 10% kadmu – składnik biżuterii i stopów topliwych, tworzyw sztucznych.
Działanie fizjologiczne
Opary kadmu i jego związków są toksyczne, a kadm może gromadzić się w organizmie. V woda pitna MPC dla kadmu 10 mg/m 3 . Objawami ostrego zatrucia solami kadmu są wymioty i drgawki. Rozpuszczalne związki kadmu po wchłonięciu do krwi wpływają na centralny układ nerwowy, wątrobę i nerki oraz zaburzają metabolizm fosforowo-wapniowy. Przewlekłe zatrucie prowadzi do anemii i niszczenia kości.

słownik encyklopedyczny. 2009 .

Zobacz, co „kadm” znajduje się w innych słownikach:

- (łac. kadm). Plastyczny metal, zbliżony kolorem do cyny. Słownik wyrazów obcych zawartych w języku rosyjskim. Chudinov A.N., 1910. Kadm lat. kadm, z kadmeia gea, ziemia kadmowa. Metal podobny do cyny. Wyjaśnienie 25 000 zagranicznych ... ... Słownik wyrazów obcych języka rosyjskiego

KADM- KADM, Kadm, chem. element, znak. Cd, masa atomowa 112,41, numer seryjny 48. Występuje w niewielkich ilościach w większości rud cynku i jest otrzymywany jako produkt uboczny podczas wydobycia cynku; można również uzyskać ... ... Wielka encyklopedia medyczna

KADM- patrz KADM (Cd). Zawarty jest w wodach odgałęzionych wielu przedsiębiorstw przemysłowych, zwłaszcza zakładów ołowiowo-cynkowych i metalurgicznych stosujących galwanizację. Występuje w nawozach fosforowych. Kwas siarkowy rozpuszcza się w wodzie, ... ... Choroby ryb: podręcznik

Kadm- (Cd) srebrzystobiały metal. Znajduje zastosowanie w energetyce jądrowej i galwanotechnice, wchodzi w skład stopów, służy do przygotowania płyt drukarskich, lutów, elektrod spawalniczych, przy produkcji półprzewodników; jest składnikiem... Rosyjska encyklopedia ochrony pracy

- (kadm), Cd, pierwiastek chemiczny grupy II układu okresowego, liczba atomowa 48, masa atomowa 112,41; metal, t.t. 321,1 shC. Kadm służy do nakładania powłok antykorozyjnych na metale, wytwarzania elektrod, otrzymywania pigmentów, ... ... Współczesna encyklopedia

- (symbol Cd), srebrzystobiały metal z drugiej grupy układu okresowego. Po raz pierwszy wyizolowany w 1817 r. Zawarty w greenockicie (w postaci siarczku), ale otrzymywany głównie jako produkt uboczny ekstrakcji cynku i ołowiu. Łatwo kute… Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

Cd (z greckiego kadmeia rudy cynku * a. kadm; n. kadm; f. kadm; i. cadmio), chem. pierwiastek II grupa okresowa. systemy Mendelejewa, at.s. 48, godz. m. 112,41. W naturze istnieje 8 stabilnych izotopów 106Cd (1,225%) 108Cd (0,875%) ... ... Encyklopedia geologiczna

Mąż. metal (jedna z zasad chemicznych lub pierwiastki nierozkładalne) znajdujący się w rudzie cynku. Kadm, odnoszący się do kadmu. K admisty, zawierający kadm. Słownik Dahla. W I. Dal. 1863 1866 ... Słownik wyjaśniający Dahla

Kadm- (kadm), Cd, pierwiastek chemiczny grupy II układu okresowego, liczba atomowa 48, masa atomowa 112,41; metal, t.t. 321,1°C. Kadm służy do nakładania powłok antykorozyjnych na metale, wytwarzania elektrod, otrzymywania pigmentów, ... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

KADM- chem. element, symbol Cd (łac. Kadm), w. n. 48, godz. m. 112,41; srebrzystobiały błyszczący miękki metal, gęstość 8650 kg/m3, ttopn = 320,9°C. Kadm jest pierwiastkiem rzadkim i śladowym, trującym, zwykle występującym w rudach wraz z cynkiem, który... ... Wielka Encyklopedia Politechniczna

- (łac. Kadm) Cd, pierwiastek chemiczny grupy II układu okresowego, liczba atomowa 48, masa atomowa 112,41. Nazwa pochodzi od greckiej rudy cynku kadmeia. Srebrzysty metal o niebieskawym odcieniu, miękki i topliwy; gęstość 8,65 g/cm3,… … Wielki słownik encyklopedyczny

Kadm(kadm), Cd, pierwiastek chemiczny z grupy II układu okresowego Mendelejewa; liczba atomowa 48, masa atomowa 112,40; biały, błyszczący, ciężki, miękki, plastyczny metal. Pierwiastek składa się z mieszaniny 8 stabilnych izotopów o liczbach masowych: 106 (1,215%), 108 (0,875%), 110 (12,39%), 111 (12,75%), 112 (24,07%), 113 (12,26%). ), 114 (28,86%), 116 (7,58%).

Odniesienie do historii. W 1817 r. niemiecki chemik F. Stromeyer podczas rewizji jednej z aptek odkrył, że obecny tam węglan cynku zawiera domieszkę nieznanego metalu, który wytrąca się w postaci żółtego siarczku przez siarkowodór z roztworu kwaśnego . Stromeyer nazwał odkryty przez siebie metal kadmem (od greckiego kadmeia - nieczysty tlenek cynku, także ruda cynku). Niezależnie od niego niemieccy naukowcy K. Hermann, K. Karsten i W. Meissner odkryli w 1818 r. kadm w śląskich rudach cynkowych.

Dystrybucja kadmu w przyrodzie. Kadm jest pierwiastkiem rzadkim i śladowym o zawartości clarke litosfery 1,3·10 -5% masy. Kadm charakteryzuje się migracją w gorących wodach gruntowych wraz z cynkiem i innymi pierwiastkami chalkofilnymi oraz koncentracją w osadach hydrotermalnych. Mineralny speleryt ZnS w niektórych miejscach zawiera do 0,5-1% Cd, maksymalnie do 5%. Greenockite CdS jest mniej powszechny. Kadm jest skoncentrowany w morskich skałach osadowych – łupkach (Mansfeld, Niemcy), w piaskowcach, w których jest również związany z cynkiem i innymi pierwiastkami chalkofilnymi. W biosferze znane są trzy bardzo rzadkie, niezależne minerały kadmu - węglan CdCO 3 (klepka), tlenek CdO (monteponit) i selenek CdSe.

Właściwości fizyczne kadmu. Kryształowa komórka Kadm jest sześciokątny, a = 2,97311 Å, c = 5,60694 Å (w 25 ° C); promień atomowy 1,56 Å, promień jonowy Cd 2+ 1,03 Å. Gęstość 8,65 g/cm3 (20°C), t pl 320,9°C, t kip 767°C, współczynnik rozszerzalności cieplnej 29,8 10 -6 (przy 25°C); przewodność cieplna (przy 0°C) 97,55 W/(m·K) lub 0,233 cal/(cm·s °C); ciepło właściwe (przy 25 °C) 225,02 J/(kg K) lub 0,055 cal/(g °C); rezystywność elektryczna (w 20 °C) 7,4 10 -8 om m (7,4 10 -6 om cm); współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego 4,3 10 -3 (0-100 ° C). Wytrzymałość na rozciąganie 64 MN/m2 (6,4 kgf/mm2), wydłużenie 20%, twardość Brinella 160 MN/m2 (16 kgf/mm2).

Właściwości chemiczne kadmu. Zgodnie z zewnętrzną konfiguracją elektronową atomu 4d 10 5s 2 wartościowość kadmu w związkach wynosi 2. Kadm matowieje w powietrzu, pokrywając się cienką warstwą tlenku CdO, który chroni metal przed dalszym utlenianiem. Przy silnym podgrzaniu w powietrzu kadm spala się w tlenek CdO - krystaliczny proszek o barwie od jasnobrązowej do ciemnobrązowej, o gęstości 8,15 g/cm 3 ; w 700°C CdO sublimuje bez topienia. Kadm łączy się bezpośrednio z halogenami; związki te są bezbarwne; CdCl 2 , CdBr 2 i CdI 2 są bardzo łatwo rozpuszczalne w wodzie (około 1 część bezwodnej soli w 1 części wody o temperaturze 20 °C), CdF 2 jest trudniejszy do rozpuszczenia (1 część w 25 częściach wody). Z siarką kadm tworzy siarczek CdS o barwie od cytrynowożółtej do pomarańczowoczerwonej, nierozpuszczalny w wodzie i rozcieńczonych kwasach. Kadm łatwo rozpuszcza się w kwasie azotowym z uwolnieniem tlenków azotu i tworzeniem się azotanu, co daje hydrat Cd (NOa) 2 4H 2 O. Z kwasów - chlorowodorowego i rozcieńczonego siarkowego Kadm powoli uwalnia wodór, gdy roztwory odparowują chlorki hydraty krystalizuje z nich 2CdCl 2 5H 2 O i siarczan 3CdSO 4 8H 2 O. Roztwory soli kadmu są kwaśne z powodu hydrolizy; kaustyczne zasady wytrącają z nich biały wodorotlenek Cd (OH) 2, nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika; jednakże pod działaniem stężonych roztworów alkalicznych na Cd(OH)2 otrzymano hydrooksokadmiany, np. Na2. Kation Cd 2+ łatwo tworzy złożone jony z amoniakiem 2+ oraz cyjanami 2- i 4-. Znanych jest wiele zasadowych, podwójnych i złożonych soli kadmu. Związki kadmu są trujące; szczególnie niebezpieczne jest wdychanie oparów jego tlenku.

Zdobywanie kadmu. Kadm otrzymywany jest z produktów ubocznych przeróbki rud cynkowych, ołowiowo-cynkowych i miedziano-cynkowych. Produkty te (zawierające 0,2-7% kadmu) poddaje się działaniu rozcieńczonego kwasu siarkowego, który rozpuszcza tlenki kadmu i cynku. Kadm wytrąca się z roztworu pyłem cynkowym; gąbczastą pozostałość (mieszanina kadmu i cynku) rozpuszcza się w rozcieńczonym kwasie siarkowym, a kadm izoluje się przez elektrolizę tego roztworu. Kadm elektrolityczny jest topiony pod warstwą sody kaustycznej i odlewany w sztyfty; czystość metalu - nie mniej niż 99,98%.

Wykorzystanie kadmu. Kadm metaliczny jest używany w reaktor nuklearny, do powłok antykorozyjnych i dekoracyjnych, w bateriach. Kadm służy jako podstawa niektórych stopów łożyskowych, wchodzi w skład stopów niskotopliwych (np. stop Wooda). Stopy niskotopliwe stosowane są do lutowania szkła z metalem, w automatycznych gaśnicach, do cienkich i skomplikowanych odlewów w formach gipsowych i innych. Siarczek kadmu (żółć kadmu) - farba do malowania. Siarczan kadmu i amalgamat są używane w normalnej komórce Westona.

Kadm w organizmie. Zawartość kadmu w roślinach wynosi 10 -4% (w suchej masie); u niektórych zwierząt (gąbki, koelenteraty, robaki, szkarłupnie i osłonice) - 4-10 -5 - 3-10 -3% suchej masy. Występuje u wszystkich kręgowców. Wątroba jest najbogatsza w kadm. Kadm wpływa na metabolizm węglowodanów, syntezę kwasu hipurowego w wątrobie oraz aktywność niektórych enzymów.

DEFINICJA

Kadm jest czterdziestym ósmym elementem układu okresowego. Oznaczenie - Cd od łacińskiego „kadm”. Znajduje się w piątym okresie, grupa IIB. Odnosi się do metali. Opłata podstawowa wynosi 48.

W swoich właściwościach kadm jest podobny do cynku i zwykle występuje jako zanieczyszczenie w rudach cynku. Pod względem występowania w przyrodzie jest znacznie gorszy od cynku: zawartość kadmu w skorupie ziemskiej wynosi tylko około 10 -5% (wag.).

Kadm jest srebrzystobiałym (rys. 1), miękkim, ciągliwym, plastycznym metalem. W szeregu napięć jest dalej niż cynk, ale wyprzedza wodór i wypiera ostatnie kwasy. Ponieważ Cd(OH)2 jest słabym elektrolitem, sole kadmu ulegają hydrolizie, a ich roztwory są kwaśne.

Ryż. 1. Kadm. Wygląd zewnętrzny.

Masa atomowa i cząsteczkowa kadmu

Względna masa cząsteczkowa substancji(M r) to liczba pokazująca, ile razy masa danej cząsteczki jest większa niż 1/12 masy atomu węgla, oraz względna masa atomowa pierwiastka(A r) - ile razy średnia masa atomów pierwiastek chemiczny więcej niż 1/12 masy atomu węgla.

Ponieważ kadm występuje w stanie wolnym w postaci jednoatomowych cząsteczek Cd, wartości jego mas atomowych i cząsteczkowych pokrywają się. Są równe 112,411.

Izotopy kadmu

Wiadomo, że kadm może występować w przyrodzie w postaci ośmiu stabilnych izotopów, z których dwa są radioaktywne (113 Cd, 116 Cd): 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd i 114 Cd. Ich numery masowe to odpowiednio 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 i 116. Jądro atomu izotopu kadmu 106 Cd zawiera czterdzieści osiem protonów i pięćdziesiąt osiem neutronów, a pozostałe izotopy różnią się od niego jedynie liczbą neutronów.

Jony kadmu

Na zewnętrznym poziomie energetycznym atomu kadmu znajdują się dwa elektrony o wartościowości:

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

W wyniku oddziaływania chemicznego kadm oddaje swoje elektrony walencyjne, tj. jest ich dawcą i zamienia się w dodatnio naładowany jon:

Cd 0 -2e → Cd 2+.

Cząsteczka i atom kadmu

W stanie wolnym kadm występuje w postaci jednoatomowych cząsteczek Cd. Oto kilka właściwości charakteryzujących atom i cząsteczkę kadmu:

Stopy kadmu

Kadm jest składnikiem niektórych stopów. Na przykład stopy miedzi zawierające około 1% kadmu (brąz kadmowy) są używane do produkcji przewodów telegraficznych, telefonicznych, trolejbusowych, ponieważ stopy te mają większą wytrzymałość i odporność na zużycie niż miedź. Wiele lekkich stopów, na przykład stosowanych w automatycznych gaśnicach, zawiera kadm.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

PRZYKŁAD 2