КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Атомные свойства
Физические свойства
Разное
Самые стойкие изотопы
Название, Обозначение, Номер Кадмий, Cd, 48
Химическая группа переходные металлы
Группа, период, Блок 12, 5, d
Плотность, Твердость 8650 кг / м³, 2
Показать Серебристо-белый металлический
Атомная масса 112,411 а.е.м. (г / моль)
Радиус атома 155 (161) пм
Ковалентная радиус 148 пм
Радиус Ван дер Ваальса 158 пм
Электронная конфигурация [Kr] 4d 10 5s 2
e — на энергетический уровень 2, 8, 18, 18, 2
Степени окисления (Оксид) 2 (основной)
Структура решетки Гексагональная
Агрегатное состояние Твердый
Температура плавления 594,22 K
Температура кипения 1040 K
Молярный объем 1,00 × 10 -6 м³ / моль
Теплота испарения 100 кДж / моль
Удельная теплота плавления 6,192 кДж / моль
Давление насыщенного пара 14,8 Па при 597 K
Скорость звука 2310 м / с при 293,15 K
Электроотрицательность 1,69 (по Полинґом)
Удельная теплоемкость 233 Дж / (кг · К)
Электропроводность 13,8 10 июня / (м · Ом)
Теплопроводность 96,8 Вт / (м · К)
I [Энергия ионизации]] 867,8 кДж / моль
II ИОНИЗАЦИОННОГО потенциал 1631,4 кДж / моль
III ИОНИЗАЦИОННОГО потенциал 3 616 кДж / моль
изотоп
ПР
Полураспад
ВР
ЕР МэВ
ПР
108 Cd 0,89% Cd — устойчивый с 60 нейтронами
109 Cd {сын.} 462,6 д ε 0,214 109 Ag
110 Cd 12,49% Cd — устойчивый из 62 нейтронами
111 Cd 12,8% Cd — устойчивый 63 нейтронами
112 Cd 24,13% Cd — устойчивый 64 нейтронами
113 Cd {сын.} 7,7 E15 г. β — 0,316 113 In
113 Cdм {сын.} 14,1 г. β — ИП 0,580 0,264 113 In
114 Cd 28,73% Cd — устойчивый из 66 нейтронами
116 Cd 7,49% Cd — устойчивый с 68 нейтронами

Кадмий — химический элемент в периодической таблице, который сказывается Cd и имеет атомный номер 48 и атомную массу 112,41. Серебристо-белый мягкий металл с синеватым отливом, гибкий, тягучий, легкоплавкий, токсический переходный металл, встречается в цинковом рыжие, массово используется в батареях питания.

Природный кадмий состоит из смеси 8 стабильных изотопов с массовыми числами106, 108, 110, 111, 112, 113, 114, 116. Кадмий сильно захватывает тепловые нейтроны, самый поперечное сечение поглощения имеет изотоп 113 Cd.

Соли легко гидролизуются, имеют кислую реакцию, под действием щелочей выделяется гидроксид Cd (OН) 2. Единственный стабильный степень окисления 2. Характерным для Cd является координационное число 6, хотя встречаются 4 и 5.

Кадмийорганични соединения R 2 Cd не устойчивы к воде и кислорода, высокореактивный.

Общая информация

Простое вещество — кадмий. Мягкий ковкий металл, аллотропных модификаций НЕ мае..Густина 8,65, т-ра плавления 321,1 ° C, т-ра кипения — 766,5 ° C. Кларк К. — 1,35 · 10-35%. Реагирует с кислотами. Растворимые соединения ядовиты.

Образует редкие минералы: гринокит CdS (77,7% Cd), отавит CdCO 3, кадмоселит CdSe, монтепонит CdO (87,5% Cd). Входит в виде изоморфной примеси в минералов цинка, особенно в сфалерита. Примесь Cd (тысячные доли%) является в гидротермальных рудах, где он присутствует в Сфалерит, галените и др.

, Главным образом сульфидных минералах. Повышенное содержание К. до 1,5% характерен для маложелезистого Сфалерит.

Во влажном воздухе покрывается защитной оксидацийного пленкой с CdO, при сильном нагревании сгорает до CdO. Галогенами легко оксидируется к галида. Растворяется в минеральных кислотах, в лугах не растворим. Реагирует с кислородом при нагревании, а также с кислотами.

История

Кадмий (лат. Cadmia, греч. Kadmeia означает цинковая руда) был открыт в Германии в 1817 Фридрихом Штрогмеером.

Штронгмеер нашел новый элемент в загрязнении оксида цинка, и около 100 лет Германия оставалась единственной страной, которая импортировала этот металл.

Ученый назвал металл кадмием, подчеркнув его «родственные связи» с цинком: греческое слово «кадмия» означало «цинковая руда».

Распространение в природе

Кадмий относится к числу редких рассеянных элементов, его Кларк (процент содержания по массе) в земной коре составляет 1,3 * 10 -5%. Для кадмия характерна миграция в горячих подземных водах вместе с цинком и другими халькофильных элементами (т.е.

химическими элементами, склонными к образованию природных сульфидов, селенидов, телерадио, сульфосолей, что иногда встречаются в самородном состоянии) и концентрация в гидротермальных отложениях.

Вулканические породы содержат до 0,2 мг кадмия на кг, среди осадочных пород наиболее богатые кадмием глины — до 0,3 мг / кг, известняки содержат 0,035 мг / кг, песчаники — 0,03 мг / кг. Среднее содержание кадмия в почве — 0,06 мг / кг.

Хотя известны самостоятельные минералы кадмия — гринокит (CdS), отавит (CdCO 3), монтепонит (CdO) и селенид (CdSe), своих залежей они не образуют, а присутствующие в виде примесей в цинковых, свинцовых, медных и полиметаллических рудах, и является основным источником промышленного получения кадмия.

В определенной степени кадмий присутствует и в воздухе. Содержание кадмия в воздухе составляет 0,1 -5 нг / м в сельской местности (1 нг или 10 -9 г), 2-15 нг / м — в городах и от 15 до 150 нг / м — в промышленных районах.

Связано это с тем, что многие виды угля содержат кадмий в виде примесей и, при сжигания на теплоэлектростанциях, он попадает в атмосферу. При этом большая его часть оседает на почву.

Также увеличению содержания кадмия в почве способствует использование минеральных удобрений, так как все они содержат незначительные примеси кадмия.

Кадмий может накапливаться в растениях (больше всего в грибах) и живых организмах (особенно в водных) и далее по пищевой цепи может «поставляться» человеку. Многие кадмия в сигаретном дыме.

Изотопы

Природный кадмиум состоит из 6 устойчивых изотопов. Было выявлено 27 устойчивых радиоизотопов: Cd-113 с периодом полураспада 7,7 квадриллионов лет, Cd-109 с периодом полураспада 462,6 дней и Cd-115 с периодом полураспада 53,46 часов.

Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 2,5 часов и большинство из них имеют период полураспада менее 5 минут.

Этот элемент имеет 8 метастабильных состояний, самые стойкие из них: Cd-113 (t ½ 14,1 лет), Cd-115 (t ½ 44,6 дней) и Cd-117 (t ½ 3,36 часов).

Изотопы кадмия имеют атомную массу в пределах от 96,935 Дн (Cd-97) к 129,934 Дн (Cd-138). Основной вид распада наиболее распространенного устойчивого изотопа Cd-112 — это захват электрона и его бета-излучения. Продуктом распада к операции является элемент 47 (серебро), а после — элемент 49 (индий).

Получение

Мировое производство кадмия в начале XXI в. составляет ок. 20 млн т. Из них страны Азии дают 45%, Америки — 25%, Европы — 27%.

Основные источники кадмия — промежуточные продукты цинкового производства, пыль свинцовых и медеплавильных заводов. Сырье обрабатывают концентрированной серной кислотой и получают CdSO 4 в растворе. Из раствора Cd выделяют, используя цинковая пыль:

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Полученный металл очищают переплавкой под слоем щелочи для удаления примесей цинка и свинца. Кадмий высокой чистоты получают электрохимическим рафинированием с промежуточным очисткой электролита.

Физические свойства

Кадмий — это мягкий, тягучий, гибкий, серебристо-белый двухвалентный металл, который можно легко разрезать. Во многом он похож на цинк, но он способен образовывать сложные соединения.

Химические свойства

По химическим свойствам кадмий подобный цинка, однако менее активным. При обычной температуре на воздухе поверхность металлического кадмия покрывается оксидной пленкой, которая затрудняет проведение реакций — большинство взаимодействий проходят при нагревании. При сжигании кадмия в струе кислорода образуется его оксид:

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

При контакте с водой кадмий пассивируется за появления гидроксидних пленки Cd (OH) 2, однако он активно разлагает перегретый водную пару:

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Кроме кислорода, металлический кадмий взаимодействует также с галогенами, серой, селеном, фосфором (с образованием примесей):

Читайте также:  Флюорит: свойства, 5 видов, где используется, кому подходит по знаку зодиака, значение и стоимость украшений с камнем

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения
КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения
КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Восстановительные свойства в кадмия слабее, чем в цинке, но он так же восстанавливает некоторые неметаллы из оксидов и металлы в их солях (в растворах):

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения
КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения
КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Кадмий может выступать в качестве комплексообразователя, координируя 3, 4 или 6 лигандов:

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Применение

Благодаря своим физическим свойствам, кадмий нашел широкое применение в технике и промышленности (особенно, начиная с 50-х годов XX века).

Основные сферы применения его использования: для антикоррозионного покрытия (так называемого кадмирования) черных металлов, особенно в тех случаях, когда они контактируют с морской водой, а также для производства никель-кадмиевых электрических аккумуляторов и батарей.

Кадмий входит в состав многих сплавов, как лекгоплавких, применяемых в качестве припоев (например, сплав Вуда (Wood's metal) — 50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 12,5% Cd), так и тугоплавких износостойких (например, с никелем).

Кадмий используется в стержнях-замедлителях атомных реакторов, некоторые соединения кадмия имеют полупроводниковые свойства и тому подобное. Достаточно долго кадмий использовался для производства красителей (пигментов) и в качестве стабилизатора в производстве пластмасс (например, полихлорвинила), однако в настоящее время, из-за токсичности, в этих целях он практически не используется.

Опасность здоровью

Кадмий — один из немногих элементов, не выполняет конструктивных функций в человеческом организме. Этот элемент и его соединения являются чрезвычайно токсичными даже в незначительных концентрациях. Имеет свойство накапливаться в организмах и экосистемах.

Вдыхание кадмиевого пыли быстро приводит к заболеваниям, часто смертельных, дыхательных путей и почек (чаще всего — почечная недостаточность). Поглощение любой значительного количества кадмия вызывает немедленное поражение печени и почек.

Соединения, содержащие кадмий также канцерогенными. Данные о канцерогенности кадмия ограничены. В опытах на животных не было зафиксировано роста числа опухолей из употребления кадмия.

Такая тенденция наблюдалась только с вдыханием частиц пыли, содержащий неорганические соединения кадмия.

Отравление кадмием является причиной болезни, которая впервые была описана в Японии в 50-х годах XX века и получила название «Итай-итай» (что дословно означает «больно-больно»).

Кадмий — токсичный, тяжелый и редкий

Главная › Металлы

23.09.2020

При почти детективных условиях был открыт металл кадмий.

Бдительный аптекарь

История началась в Магдебурге с окружного врача-инспектора. Он приказал изъять из продажи препараты с оксидом цинка — якобы, там содержится мышьяк. Аптекари возмутились, обратились к Ф. Штромейеру — главному инспектору по аптекам.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Препараты исследовали, мышьяка не нашли. Зато обнаружили оксид нового элемента. Штромейер назвал открытый элемент «кадмий», в честь героя древнегреческого мифа.

Свойства Кадмия

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Характеристики:

  1. Кристаллическая структура решетки гексагональная.
  2. У элемента рекордная для металлов теплопроводность в области абсолютного нуля.
  3. Цвет белый, серебристый.
  • Кадмий тяжелый металл, наряду с осмием, свинцом, молибденом.
  • Имеет три модификации; отличить их можно некоторым физическим параметрам.
  • Химические свойства:
  1. Оксиды и сульфиды кадмия почти не растворяются в воде.
  2. В условиях влажного воздуха на поверхности образуется оксидная пленка. Она препятствует дальнейшему окислению.
  3. Не образует карбидов.
  4. В нагретых разбавленных H2SO4 и HNO3 (формулы серной и соляной кислот) кадмий растворяется с выделением водорода.
Свойства атома
Название, символ, номер

Атомная масса
(молярная масса)

Электронная конфигурация

Радиус атома

Химические свойства
Ковалентный радиус

Радиус иона

Электроотрицательность

Электродный потенциал

Степени окисления

Энергия ионизации
(первый электрон)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

Температура плавления

Температура кипения

Уд. теплота плавления

Уд. теплота испарения

Молярная теплоёмкость

Молярный объём

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

Параметры решётки

Отношение c/a

Температура Дебая

Прочие характеристики
Теплопроводность

Номер CAS

Ка́дмий / Cadmium (Cd), 48
112,411(8)[1] а. е. м. (г/моль)
[Kr] 4d10 5s2
154 пм
148 пм
(+2e) 97 пм
1,69 (шкала Полинга)
−0,403[2]
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[2] 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

Рекомендуем:  КРЕМНИЙ — он нужен всем

Где находят

Месторождения кадмиевых руд в природе отсутствуют, это рассеянный металл. Кадмиевые минералы существуют, но промышленного значения не имеют.

Известно 6 кадмиевых минералов:

  • гринокит;
  • отавит;
  • ксантохроит;
  • хоулиит;
  • монтемпонит;
  • кадмоселит.

Металл почти всегда присутствует в медных, цинковых, свинцовых рудах.

Как производят

Производство связано с получением цинка. Кадмий является побочным продуктом извлечения цинка из его минералов. Этот способ получения амальгамный.

Гидроэлектрометаллургический способ состоит из стадий:

  • выщелачивание руды;
  • очистка раствора от примесей;
  • цементация или электролитическое осаждение металла;
  • плавка полученной губки.

Далее при надобности металл рафинируют, доводят до высокой чистоты.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Сплавы

Кадмиевые сплавы делятся на:

  • антифрикционные;
  • легкоплавкие;
  • припои;
  • сплавы с драгметаллами.

В составе припоев 1 часть кадмия заменяет 5 частей олова.

Медно-кадмиевые сплавы почти полностью сохраняют электропроводность меди, и обладают повышенной прочностью к истиранию и высоким сопротивлением на разрыв.

Плюсы и минусы

Достоинства кадмированных изделий Недостатки
Отлично проявляют себя в среде, содержащей Cl (например, морской воде) Бесполезно кадмировать изделия, работающие в присутствии серы и ее соединений
Обладают высокой пластичностью Сварка разрушает кадмиевые покрытия
Допускается сопряжение с оксидированным алюминием и цинком Кадмий и его соединения опасны для здоровья

Применение

Большая часть кадмиевых покрытий применяется для защиты:

  • изделий, эксплуатируемых в морской воде;
  • деталей машин, которые работают в условиях высокой влажности;
  • защищают электрические контакты от коррозии.

Много произведенного кадмия используют в сплавах легкоплавких, антифрикционных, в сплавах с драгоценными металлами.

Пятая часть добытого металла применяется в батареях и аккумуляторах.

Атомная промышленность применяет кадмий для производства регулирующих стержней. Входит в состав экранов защиты от нейтронного излучения.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

На подъеме производство солнечных батарей с CdTe.

Часть металла идет на производство красящих пигментов.

В ювелирном производстве используют сплавы с золотом. В зависимости от процентного содержания составляющих они имеют цвета от ярко-желтого до зеленоватого.

Радиоактивные изотопы используют в лечении онкологических болезней.

Стоимость

Цена кадмия марки КдО 1100 рублей за килограмм; марка 5N — 6500 рублей/кг; металл чистотой 99,9999% марки 6N стоит 15000 рубля/кг.

Кадмий — токсичный, тяжелый и редкий Ссылка на основную публикацию КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Кадмий металл. Свойства кадмия. Применение кадмия

Свойства кадмия

Название одного элемента переводится как «цинковая руда», в которой несколько составляющих. Почему?

Потому что впервые кадмий выделили именно из цинкосодержащей руды. Произошло это в 1817-ом году в Германии.

Профессор Штромейер изучал оксид цинка. Он показался ученому нечистым, мужчина заподозрил в составе вещества наличие еще и мышьяка.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Отделив его от общей массы, профессор понял, что перед ним металл. Цвет был серебристо-белым, а не оранжевым, как у мышьяка.

Обнаруженный элемент назвали кадмий в честь руды, из которой он был получен.

Правда, некоторые источники трактуют имя металла иначе, вспоминая крепость Кадмея, построенную в древнем Египте.

Якобы в честь ее крепости и нерушимости и был наречен металл кадмий. Похожее слово есть и в мифологии Греции.

Бог Кадмос основал Фивы, победил дракона и, кстати, по приданию первым нашел и показал людям цинковую руду.

Небожитель соединил породу с медью, открыв народу свойство цинка изменять ее цвет.

Но, про кадмий его теска тогда умолчал. Поэтому, наверное, и открыли металл только в 19-ом столетии.

  • Кадмий с атомной массой 112,41 поставили на 48-е место во второй группе периодической таблицы Менделеева.
  • Добыча кадмия
  • То, что металл содержится не только в цинкосодержащийх породах, но и в некоторых минералах.
  • Примеси кадмия обнаружили в гриноките, отавите, хоулиите, кадмоселите, монтемпоните и ксантохроите.
  • Все 6 камней крайне редкие и не могут стать подмогой в промышленной добыче металла №48.

Есть кадмий и в морях в пропорции 0,00011 миллиграммов на литр воды. Обнаружен элемент также в воздухе.

Читайте также:  РУТИЛОВЫЙ КВАРЦ: камень молодости и любви

В городах содержание металла в атмосфере от 2-х до 15-ти нанограммов на кубический метр.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

В сельском воздухе кадмия и того меньше. Интересно, что гораздо больше, чем в воздухе или воде, кадмия в почках и печени.

Эти органы накапливают металл. Но, естественно, добывать элемент из живых тканей никто не собирается.

Месторождения кадмия

Поэтому, основным источником редкого вещества, по-прежнему, остаются цинковые руды.

Общие запасы кадмия на месторождениях планеты оцениваются всего в 600 тысяч тонн. 100 из них в КНР; 60 в Австралии; 50 в Перу; по 40 в России и Мексике.

Остальные страны довольствуются малым, на них примерно равномерно распределены оставшиеся 300 тысяч тонн.

В год на нужды человечества уходит 20 тысяч тонн редкого металла. Если не открыть новые месторождения, хватит всего на 3 десятилетия. На что же тратят дефицитный элемент?

Применение кадмия

-В чистом виде кадмий пластичный, тягучий, мягкий. Цвет у металла белый с серебристым отливом. Эстетика металла пригождается при изготовлении аккумуляторов. Их декоративные покрытия сделаны на основе элемента №48.

-В атомных реакторах важнее стойкость кадмия к коррозии.

-Высоковольтные провода сделаны из сплава кадмия с медью. Всего один процент 48-го элемента делает медь в два раза прочнее. На проводимость же тока, добавка практически не влияет.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

-Износостойкость сделала «героя статьи» материалом для машинных подшипников.

-Живописцы ценят сульфид металла. Его используют в качестве краски, поскольку соединение ярко-желтое.

— Ювелиры используют кадмий, правда, лишь в качестве примеси к золоту. Элемент делает его более пластичным, послушным в руках мастера.

Сам по себе серебристый металл тоже красив. Загвоздка в том, что на воздухе он моментально тускнеет, покрывается мутной пленкой. Сохраняют сияние кадмиевые поверхности только в среде без кислорода.

Добавляя кадмий к золоту, главное, точно соблюдать пропорции. Излишек элемента под номером 48 придает сплаву зеленоватый оттенок.

К тому же, кадмий снижает температуру плавление состава, ведь и сам металл закипает уже при 700 градусов Цельсия.

— В ювелирной промышленности кадмий используют и как припой. Вещество идеально соединяет детали украшений из золота и серебра. Сцепление получается надежным, долговечным.

-В перспективе – рынок солнечных батарей. Пока, они используются в порядке исключения. Однако, в скором времени, прогнозируют эксперты, будут устанавливаться повсеместно. Пленки для установок, аккумулирующие лучи, делают именно из кадмия.

Металл безвреден. Чего не скажешь о растворимых соединениях 48-го элемента. Они крайне токсичны.

Влияние соединений на организм сравнимо с действием паров ртути или мышьяка. Угнетается дыхание, поражается нервная система и органы человеческого тела.

Причем, не важно, попало вещество на кожу, в воздух, было съедено или выпито.

В период второй мировой войны противоборствующие стороны резко увеличили добычу свинцовых руд, дабы производить из них оружие.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Одно из месторождений было в Японии. Население страны восходящего солнца сутками трудилось в шахтах, ело рыбу из близлежащей реки и рис с окрестных полей.

Люди стали умирать. Причем здесь кадмий? Притом, что именно он, просачиваясь в воду, попадая в растения, а потом и желудки рабочих, стал причиной смертей.

Болезнь назвали итай-итай. 10 лет ученые не могли понять, в чем ее причина, греша на свинец.

Однако, некоторые соединения кадмия способны и спасать. Металл используют при лечении опухолей. Кадмий если не побеждает то, по крайней мере, приостанавливает болезнь.

В лечении рака кадмий используют с середины прошлого века. Более того, если в сутки организм человека с пищей или при дыхании не будет получать от 1-го до 5-ти микрограмма 48-го элемента, нарушится выработка гиппуровой кислоты в печени.

Без нее орган не сможет обезвреживать яды. Произойдет сбой и в обмене углеводов, цинка, кальция и меди.

Ряд ферментов в организме человека так же не вырабатываются без присутствия кадмия.

Характеристики и свойства металла кадмий

Кадмий — металл из периодической таблицы Менделеева, который находится под номером 48. Обладает уникальными свойствами, считается относительно редким. Чаще применяется при покрытии других металлов для защиты от образования ржавчины, но может использоваться и в других сферах деятельности.

КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияХимический элемент кадмий

История открытия

Новый химический элемент, который был назван кадмием, открыл Фридрих Штромейер в 1817 году. Известный профессор химии, фармацевт занимался инспектирование аптек.

В процессе прокаливании разных образцов карбоната натрия он отметил, что из некоторых представителей получается коричневый или оранжево-желтый оксид. При детальном изучении профессор обнаружил что он не содержит свинца и железа.

Появление такого окраса он объяснил присутствием неизвестного элемента.

Практически в то же время, независимо от работ Штромейера, изучая соединения на основе цинка кадмий выделили К. Херман и И. Ролофф.

Запасы и месторождения

Кадмий — редкий рассеянный элемент. Из него образуется ограниченное число соединений. Основным минералом, в котором содержится значительное количество этого элемента, является гринокит. Из него не образуются естественные скопления. Чаще данный минерал встречается в виде землянистой корки, которой покрываются цинковые минералы.

В больших количествах его добывают в зонах сульфидных месторождений. Самые большие из них расположены в Средней Азии, Казахстане, на Южном Урале.

Редкие минералы, которые могут содержать кадмий, — кадмоселит, отавит, монтепонит.

Слиток кадмия ( Instagram / high_chemical_purity_metals)

Добыча и промышленное получение

Процесс промышленного получения кадмия из расходного сырья включает нескольких этапов:

  1. Выщелачивание расходного сырья.
  2. Очищение готового раствора от примесей, посторонних компонентов.
  3. Цементация кадмия на цинке или его электрическое осаждение.
  4. Плавка выделенной губки.
  5. Рафинирование.

После проведения всех этапов на выходе получается металл с чистотой 99,95%.

Свойства и характеристики

Чтобы понять, насколько важен металл для промышленности, где он может применяться, нужно изучить его свойства — физические, химические, механические.

Физические

Физические свойства кадмия:

  1. Атомный номер — 48.
  2. Строение — гексагональная решетка.
  3. Температура плавления — 321°C.
  4. Плотность — 8,65 кг/дм3.
  5. Температура кипения — 765°C.
  6. Электродный потенциал — 0,403 В.
  7. Коэффициент термического расширения — 29,8·10-6.
  8. Теплопроводность — 97,55 вт/(м·К) (при 0°C).
  9. Максимальная прочность на растяжение — 64 Мн/м2.

Кадмий — мягкий, тяжелый, тягучий металл белого цвета с характерным металлическим блеском.

Металл кадмий ( Instagram / zeodetoxru)

Химические

Свойства:

  1. Валентность — 2.
  2. Металл при пребывании на открытом воздухе покрывается оксидной пленкой.
  3. Гидроксид не растворяется в щелочах.

Кадмий не вступает в реакцию с бором, кремнием, углеродом. Взаимодействует с кислотами.

Механические

Свойства:

  1. Металл соединяют с цирконием, цинком для получения сплавов с улучшенными характеристиками.
  2. Для увеличение механических свойств сплав дополняется редкоземельными металлами, которые выступают в роли легированных добавок.
  3. Твердость по системе Бринелля — 20 НВ.

Цинк ( Instagram / cink_metall)

Где используется кадмий?

Сферы применения:

  1. Изготовление пигментов. Используются соли металла.
  2. Применение в качестве реактива для проведения экспериментов.
  3. Производство батарей, аккумуляторов.
  4. Применение в качестве легирующей добавки для сплавов.
  5. Изготовление регулирующих стержней в атомной промышленности. С их помощью можно изменять скорость атомных реакций.
  6. Производство солнечных батарей, полупроводников, стабилизаторов для ПВХ, люминофоров, зубных пломб.
  7. Изредка находит применение при сборке криотехники.
  8. Изготовление ювелирных украшений. Используется в соединении с золотом.

Поскольку металл может накапливаться в раковых клетках, его применяют при лечении онкологических заболеваний.

Цепочка и подвеска ( Instagram / zl_jewelry)

Влияние на организм

Кадмий — опасный для человека металл. Его изотопы выделяют вредные вещества, которые могут привести к ухудшению общего состояния, отравлению. Острая интоксикация организма наступает после попадания в организм 30 мг вещества. Симптомы отравления кадмием:

  • ухудшение общего самочувствия;
  • сильная сонливость, слабость;
  • рвота, тошнота;
  • боль в области грудной клетки и живота;
  • одышка, другие нарушения дыхания;
  • жидкий стул;
  • помутнение сознания;
  • бледность кожи;
  • металлический привкус во рту;
  • удушливый кашель.
Читайте также:  КАК СДЕЛАТЬ ЯНТАРЬ

Если в организме присутствует постоянный повышенный уровень этого вещества, состояние будет ухудшаться постепенно.

Самый опасный вариант развития событий — хроническая интоксикация организма. Поскольку общее состояние ухудшается медленно, специфическая клиническая картина отсутствует. Человек не обращает внимание на ухудшение состояния, списывая недомогание на нехватку витаминов, переутомление, плохую экологию.

При лечении интоксикации кадмием пациент должен находиться в стационаре. Запрещено заниматься самолечением, поскольку это может привести к летальному исходу. Уровень содержания этого металла в организме определяется с помощью анализа мочи.

Чтобы вывести отравляющее вещество из желудочно-кишечного тракта, проводится промывание желудка с применением зонда. После очистки пациент должен выпить сорбент. При проведении процедур для улучшения общего состояния врачи контролируют работу почек и печени.

Ученые считают кадмий одновременно полезным и вредным металлом. Он применяется в разных направлениях промышленности, но очень опасен организма. Длительный контакт с кадмием может привести к острому или хроническому отравлению.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )КАДМИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Кадмий

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ КАДМИЯ

Кадмий (Cd) — металл серебристо-белого цвета с ярким металлическим блеском и голубоватым отливом. Элемент открыт в 1871 г. Название его происходит от греческого названия цинковой руды, в которой, обнаружен элемент «кадмея».

Кадмий тягуч и ковок, хорошо прокатывается в листы и протягивается в проволоку, он легко режется ножом. При 80°С он становится хрупким.

В атмосфере сухого воздуха кадмий при обычной температуре практически не окисляется. Во влажном воздухе при нормальной температуре на металле медленно образуется тонкая пленка окиси кадмия CdO.

В атмосфере промышленных районов, загрязненных SО2 и SО3, кадмий быстро корродирует.

При нагревании он образует коричневую пленку окиси, а сильно нагретый кадмий горит, выделяя желто-коричневые ядовитые пары окиси кадмия и окрашивая пламя в красный цвет. При высокой температуре кадмий разлагает пары воды.

При нормальной температуре кадмий устойчив против воздействия щелочей, медленно растворяется в соляной и серной кислотах и легко растворяется в азотной кислоте. Из растворов солей кадмий вытесняется цинком в металлическом виде. Сероводород осаждает кадмий из нейтральных, слабокислых и щелочных растворов в виде канареечно-желтого сульфида CdS.

Из сплава кадмия с медью (кадмиева бронза) изготовляют телефонные и троллейные провода; срок службы таких прводов по сравнению с проводами из чистой  меди значительно больше.

Сплав кадмия цинком используют в качестве припоя для  алюминиевой бронзы.

Сплавы кадмия  свинцом, оловом и висмутом обладай большой легкоплавкостью и их применяй для изготовления электрических предохранителей, пожарных сигнализаторов и автоматических огнетушителей.

Кадмий входит также в состав некоторых  высококачественных подшипниковых сплавов и в нержавеющие платиново-железные  сплавы с малым коэффициентом расширения, применяемые в часовых механизмах точных приборах. Один из электродов щелочных аккумуляторах делают из сплав кадмия с железом.

Большинство кадмиевых солей, а также пары металлического кадмия ядовиты. Физические и механические свойства кадмия приведены ниже:

Атомная масса 112,4
Плотность при 20°С, г/см3 8,65
Температура, °С:
плавления 321
кипения 767
Скрытая теплота плавления, кал/г 13,2
Удельная теплоемкость, кал/г 0,0549
Коэффициент теплопроводности при 20 °С, кал/(см·сек·град) 0,222
Удельное электросопротивление  при 20°С, Ом*мм2/м 0,0683
Твердость отожженного металла НВ 20

Применяется кадмий главным образом для защитных покрытий и в виде сплавов.

Кадмиевые покрытия более стойки, чем цинковые в щелочных и солевых средах, и широко применяются для защиты от коррозии металлических изделий, работающих в контакте с морской водой и солеными растворами, а также для защиты деталей и машин, работающих в закрытых помещениях с умеренной или сильной влажностью или в наружной атмосфере с неагрессивной средой. Они не пригодны для защиты от коррозии в атмосфере, загрязненной SO2, от коррозионного действия бензина и масла, а также водопроводных труб, пищевых резервуаров и предметов домашнего обихода — из-за ядовитости соединений кадмия.

Кадмий применяют в стекольной промышленности, в живописи (лучшая желтая краска), а также в пиротехнике для получения синего пламени. Галоидные соли кадмия используют в фотографии. Кадмий более других элементов склонен поглощать нейтроны, которые служат для расщепления урана, поэтому его применяют в атомном котле для управления реакцией распада урана.

Кадмий и его свойства. Справка

https://ria.ru/20101122/299456123.html

Кадмий и его свойства. Справка

Кадмий и его свойства. Справка

Кадмий — химический элемент, высокотоксичный металл. Крупнейший в мире производитель безалкогольных напитков Coca-Cola отозвал с американского рынка 22 тысячи стеклянных стаканов с фирменным дизайном, после того как в составе краски был обнаружен канцерогенный кадмий.

  • 2010-11-22T12:57
  • 2010-11-22T12:57
  • 2010-11-22T12:57

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn23.img.ria.ru/images/sharing/article/299456123.jpg?1290419839

РИА Новости

  1. internet-group@rian.ru
  2. 7 495 645-6601
  3. ФГУП МИА «Россия сегодня»
  4. https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2010

РИА Новости

  • internet-group@rian.ru
  • 7 495 645-6601
  • ФГУП МИА «Россия сегодня»
  • https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

  1. internet-group@rian.ru
  2. 7 495 645-6601
  3. ФГУП МИА «Россия сегодня»
  4. https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

  • internet-group@rian.ru
  • 7 495 645-6601
  • ФГУП МИА «Россия сегодня»
  • https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

  1. internet-group@rian.ru
  2. 7 495 645-6601
  3. ФГУП МИА «Россия сегодня»
  4. https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

справки

Кадмий — химический элемент, высокотоксичный металл. Крупнейший в мире производитель безалкогольных напитков Coca-Cola отозвал с американского рынка 22 тысячи стеклянных стаканов с фирменным дизайном, после того как в составе краски был обнаружен канцерогенный кадмий.

Крупнейший в мире производитель безалкогольных напитков Coca-Cola отозвал с американского рынка 22 тысячи стеклянных стаканов с фирменным дизайном, после того как в составе краски был обнаружен канцерогенный кадмий, сообщает в понедельник агентство Франс Пресс.

Кадмий Cadmium (симв. — Cd), химический элемент атомного веса 112,41, порядковый номер 48.

Содержится в малых количествах в большинстве цинковых руд и при добывании цинка получается в качестве побочного продукта. Может быть также получен электролитическим путем из растворов ZnS04, содержащих кадмий. Белый блестящий металл, уд. в. 8,6—8,7, тверже олова, но режется ножом, плавится при 320,9е.

В сухом воздухе не изменяется, во влажном же покрывается очень тонким слоем основного углекислого кадмия. Растворимые его соединения ядовиты.

По своим физическим, химическим и фармакологическим свойствам кадмий принадлежит к группе тяжелых металлов, имея более всего сходства с цинком и ртутью.

В медицине применяются его соли. При местном воздействии они осаждают белки (которые образуют с К. соединения, растворимые в избытке NaCl), а также некоторые липоиды, например лецитины.

Местное действие проявляется раздражением и гиперемией, в слабых же растворах кадмий оказывает вяжущее действие. Бактерицидные свойства не очень велики.

Кадмий в чистом виде ядовит для теплокровных и земноводных. Отравление проявляется рвотой, поносом, гастроэнтеритом, явлениями раздражения почек; далее отмечается возбуждение центральной нервной системы, затем потеря сознания и паралич. Смерть наступает от остановки дыхания.

Растворимые соединения кадмия (сернокислые, углекислые соли, окись кадмия), вводимые в организм ежедневно в небольших количествах, вызывают хроническое отравление, выражающееся в резком похудании, жировом перерождении печени и сердечной мышцы, воспалении почек.

В целом кадмий по своему действию на организм напоминает отчасти ртуть, отчасти цинк, но токсичность его в 2—3 раза сильнее таковой цинка.

Сернистый кадмий применяется в качестве краски (желтый цвет); кадмий входит в состав легкоплавких сплавов; он сам и его соединения применяются в химических и физических лабораториях, в фотографии. Случаев профессионального отравления кадмием описано немного, причем всюду причиной отравления являлось вдыхание паров кадмия.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *