КАДМИЙ — токсичный, тяжелый и редкий

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.

Элементарный кадмий
Элементарный кадмий

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

Свойства Кадмия

кадмий элементКадмий относится к переходным металлам. Он мягкий, тягучий и ковкий.

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 Ка́дмий / Cadmium (Cd), 48
Атомная масса
(молярная масса)
112,411(8)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2
Радиус атома 154 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 148 пм
Радиус иона (+2e) 97 пм
Электроотрицательность 1,69 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −0,403[2]
Степени окисления 2
Энергия ионизации
(первый электрон)
 867,2 (8,99) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 8,65 г/см³
Температура плавления 594,1 K (321 °C)
Температура кипения 1038 K (764,85 °C)
Уд. теплота плавления 6,11 кДж/моль
Уд. теплота испарения 59,1 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 26,0[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 13,1 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=2,979 c=5,618 Å
Отношение c/a 1,886
Температура Дебая 209 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 96,9 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-43-9
Рекомендуем:  ЛИТИЙ - в космосе, на земле, под водой

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 металл

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.

Познавательно: кадмийсодержащим припоем можно паять в горячей воде.

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.
Важно: применение кадмиевых покрытий в изделиях домашнего обихода запрещено из-за высокой токсичности металла.

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.

Рекомендуем:  МЕЛЬХИОР - потерянный и обретенный

кадмий применение

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.

Важно: токсичный кадмий может содержаться в оловянных солдатиках, которыми играют дети.

Стоимость

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector