Кадмий: ефект върху човешкото тяло. Отравяне с тежки метали

Кадмият е мек, ковък, но тежък метал със сиво-сребрист цвят, прост елемент от периодичната таблица на Менделеев. Съдържанието му в земната кора не може да се нарече високо, но кадмият принадлежи към микроелементите: намира се в почвата, морската вода и дори във въздуха (особено в градовете). , като правило, придружава цинкови минерали, въпреки че съществуват и кадмиеви минерали. Повечето от тях обаче нямат индустриална стойност. Кадмият не образува отделни находища и се отделя от отпадъчните руди след топене на цинк, олово или мед от тях.

Свойства на кадмий

Кадмият е добре обработен, валцуван и полиран. В сух въздух кадмият реагира с кислород (изгаря) само при високи температури. Реагира с неорганични киселини, за да образува соли. Не реагира с алкални разтвори. В разтопено състояние той реагира с халогени, сяра, телур, селен и кислород.
- Въпреки факта, че кадмият присъства в следи от всички живи организми и участва в техния метаболизъм, неговите пари и изпарения от неговите съединения са изключително токсични. Например, концентрация от 2,5 g / cu. m кадмиев оксид във въздуха убива след 1 минута. Много е опасно да вдишвате въздух, съдържащ прах или изпарения, съдържащи кадмий,
- Кадмият има свойството да се натрупва в човешкото тяло, в растенията, гъбите. В допълнение, кадмиевите съединения са канцерогенни.
- Кадмият се счита за един от най-опасните тежки метали, той е класифициран като вещество от клас на опасност 2, точно като живак и арсен. Влияе отрицателно на ензимните, хормоналните, кръвоносните и централните нервна система, нарушава фосфорно-калциевия метаболизъм (разрушава костите), поради което при работа с него трябва да се използват средства за химическа защита. Отравянето с кадмий изисква спешна медицинска помощ.

Приложение

По-голямата част от добития кадмий се използва за производството на антикорозионни покрития. Кадмиевото покритие създава по-здрава и по-пластична адхезия към детайла от всички останали, така че кадмиевото покритие се използва за защита от корозия при особено трудни условия, например при контакт с морска вода, за защита на електрическите контакти.
- Има голямо търсене при производството на батерии и акумулатори.
- Използва се като реагент за лабораторни изследвания.
- Почти една пета от полученото вещество отива за производството на пигменти - кадмиеви соли.
- Използва се за придаване на желаните свойства на сплавите. Сплавите с кадмий са топими (с олово, калай, бисмут), пластични и огнеупорни (с никел, мед, цирконий), устойчиви на износване. Сплавите се използват за производство на проводници за електропроводи, твърди спойки за алуминий, лагери за големи и мощни двигатели (кораб, самолет). Нискотопимите сплави се използват за производството на гипсови отливки, запояване на стъкло и метал и в някои пожарогасители.
- Много важна област на приложение е ядрената индустрия. Кадмият се използва за производство на пръчки за контрол на скоростта на атомна реакция в реактор, както и за защитни екрани от неутронно лъчение.
- Включени в полупроводници, филмови слънчеви клетки, фосфори, стабилизатори за PVC, зъбни пломби.
- В бижутата се използват сплави със злато. Чрез промяна на съотношението злато и кадмий могат да се получат сплави с различни нюанси, от жълто до зеленикаво.
- Понякога се използва в криотехниката поради висока топлопроводимост при много ниски температури.
- Кадмият може да се натрупва в раковите клетки, поради което се използва в някои методи на противоракова терапия.

Магазин PrimeChemicalsGroup продава продукти за химическа защита, химически реактиви за лабораторни изследвания, стъклени съдове и инструменти за лабораторно оборудване и изследвания. Купувачите ще оценят достъпни цени, доставка в Москва и региона, отлично обслужване.

Съдържанието на статията

КАДМИЙ(Кадмий) Cd, е химичен елемент от група II на Периодичната система. Атомно число 48, относителна атомна маса 112,41. Естественият кадмий се състои от осем стабилни изотопа: 106 Cd (1,22%), 108 Cd (0,88%), 110 Cd (12,39%), 111 Cd (12,75%), 112 Cd (24,07%), 113 Cd (12,2%) 114 Cd (28,85%) и 116 Cd (7,58%). Степента на окисление е +2, рядко +1.

Кадмият е открит през 1817 г. от немския химик Фридрих Щромайер (Stromeyer Friedrich) (1776–1835).

При проверка на цинковия оксид, произведен от една от фабриките в Шенебек, се подозира, че съдържа примес на арсен. Когато лекарството се разтвори в киселина и се прекара през разтвор на сероводород, се появи жълта утайка, подобна на арсенови сулфиди, но по-задълбочена проверка показа, че този елемент не присъства. За окончателно заключение, проба от подозрителен цинков оксид и други цинкови препарати (включително цинков карбонат) от същата фабрика е изпратена на Фридрих Стромайер, който от 1802 г. заема катедрата по химия в университета в Гьотинген и длъжността главен инспектор на Хановерски аптеки.

След калциниране на цинков карбонат, Strohmeyer получава оксид, но не бял, както би трябвало да бъде, а жълтеникав. Той предположи, че оцветяването е причинено от примес на желязо, но се оказа, че няма желязо. Стромайер анализира напълно цинковите препарати и установява, че жълтият цвят се дължи на новия елемент. Той е кръстен на цинковата руда, в която е открит: гръцката дума kadmeia, "кадмиева земя" е древното име на смитсонит ZnCO 3 . Тази дума, според легендата, идва от името на финикийския Кадъм, който уж първият намерил цинков камък и забелязал способността му да придава на медта (когато се топи от руда) златист цвят. Същото име е дадено на героя от древногръцката митология: според една от легендите Кадъм победи Дракона в труден двубой и построи крепостта Кадмей на земите си, около която тогава се разраснал градът със седем порти Тива.

Разпространението на кадмий в природата и неговото промишлено извличане.

Съдържанието на кадмий в земната кора е 1,6·10–5%. Той е близък по разпространение до антимона (2·10–5%) и два пъти по-често срещан от живака (8·10–6%). Кадмият се характеризира с миграция в горещо подземни водизаедно с цинк и други химични елементи, склонни към образуване на естествени сулфиди. Концентрира се в хидротермални находища. Вулканичните скали съдържат до 0,2 mg кадмий на kg, сред седиментните скали глините са най-богати на кадмий - до 0,3 mg / kg, в по-малка степен - варовиците и пясъчниците (около 0,03 mg / kg). Средното съдържание на кадмий в почвата е 0,06 mg/kg.

Кадмият има свои минерали - зеленокит CdS, отавит CdCO 3, монтепонит CdO. Те обаче не образуват собствени депозити. Единственият индустриално значим източник на кадмий са цинковите руди, където той се съдържа в концентрация 0,01–5%. Кадмий се натрупва и в галенит (до 0,02%), халкопирит (до 0,12%), пирит (до 0,02%), станит (до 0,2%). Общите световни ресурси на кадмий се оценяват на 20 милиона тона, промишлени - на 600 хиляди тона.

Характеристика на просто вещество и промишлено производство на кадмий.

Кадмият е сребристо твърдо вещество със синкав блясък върху свежа повърхност, мек, ковък, ковък метал, навива се добре на листове и може лесно да се полира. Подобно на калай, кадмиевите пръчици пукат при огъване. Топи се при 321,1°C, кипи при 766,5°C, плътност е 8,65 g/cm 3 , което го прави възможно да го отнесем към тежки метали.

Кадмият е стабилен на сух въздух. Във влажен въздух бързо затъмнява и при нагряване лесно взаимодейства с кислород, сяра, фосфор и халогени. Кадмият не реагира с водород, азот, въглерод, силиций и бор.

Парите на кадмий взаимодействат с водни пари, за да отделят водород. Киселините разтварят кадмия, за да образуват соли на този метал. Кадмият редуцира амониевия нитрат в концентрирани разтвори до амониев нитрит. Окислява се във воден разтвор от катиони на някои метали, като мед (II) и желязо (III). За разлика от цинка, кадмият не взаимодейства с алкални разтвори.

Основните източници на кадмий са междинните продукти от производството на цинк. Металните утайки, получени след пречистване на разтвори на цинков сулфат чрез действието на цинков прах, съдържат 2-12% кадмий. Фракциите, образувани при дестилационното производство на цинк, съдържат 0,7–1,1% кадмий, а фракциите, получени при ректификационното пречистване на цинк съдържат до 40% кадмий. Кадмий се извлича и от праха на оловни и медни топилни (може да съдържа съответно до 5% и 0,5% кадмий). Прахът обикновено се обработва с концентрирана сярна киселина и след това кадмиевият сулфат се излугва с вода.

Кадмиевата гъба се утаява от разтвори на кадмиев сулфат под действието на цинков прах, след което се разтваря в сярна киселина и разтворът се пречиства от примеси чрез действието на цинков оксид или натриев карбонат, както и чрез йонообменни методи. Металният кадмий се изолира чрез електролиза върху алуминиеви катоди или редукция на цинк.

За да се отстранят цинк и олово, металният кадмий се разтопява под слой от алкали. Стопката се обработва с алуминий за отстраняване на никел и амониев хлорид за отстраняване на талий. Прилагайки допълнителни методи за пречистване, е възможно да се получи кадмий с тегловно съдържание на примеси 10-5%.

Годишно се произвеждат около 20 хиляди тона кадмий. Обемът на производството му до голяма степен е свързан с мащаба на производството на цинк.

Най-важната област на приложение на кадмия е производството на химически източници на ток. Кадмиевите електроди се използват в батерии и акумулатори. Отрицателните плочи на никел-кадмиевите батерии са изработени от железни мрежи с гъба кадмий като активно вещество. Положителни плочи, покрити с никелов хидроксид. Електролитът е разтвор на калиев хидроксид. На базата на кадмий и никел се правят и компактни батерии за управляеми ракети, само че в този случай като основа се монтират не желязо, а никелови решетки.

Процесите, протичащи в никел-кадмиева алкална батерия, могат да бъдат описани с общото уравнение:

Cd + 2NiO(OH) + 2H 2 O Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2

Никел-кадмиевите алкални батерии са по-надеждни от оловните (киселинни). Тези източници на ток се отличават с високи електрически характеристики, стабилна работа и дълъг експлоатационен живот. Те могат да бъдат заредени само за един час. Никел-кадмиевите батерии обаче не могат да се презареждат, без първо да бъдат напълно разредени (в това отношение те са по-ниски от метал-хидридните батерии).

Кадмият се използва широко за антикорозионни покрития върху метали, особено в случаите на техния контакт с морска вода. Най-важните части на кораби, самолети, както и различни продукти, предназначени за работа в тропически климат, са cadmated. Преди това желязото и други кадмиеви метали бяха потопени в разтопен кадмий, но сега кадмиевото покритие се нанася електролитно.

Кадмиевите покрития имат някои предимства пред цинковите покрития: те са по-устойчиви на корозия и по-лесно се правят равномерни и гладки. Високата пластичност на такива покрития осигурява херметичност на резбовите връзки. Освен това кадмият, за разлика от цинка, е стабилен в алкална среда.

Кадмият обаче има своите проблеми. Когато кадмий се прилага електролитно върху стоманена част, водородът, съдържащ се в електролита, може да проникне в метала. Той причинява така наречената водородна крехкост във високоякостните стомани, което води до неочаквана повреда на метала под натоварване. За да се предотврати това явление, към кадмиевите покрития се добавя титан.

Освен това кадмият е токсичен. Ето защо, въпреки че кадмиевият калай се използва доста широко, е забранено да се използва за производството на кухненски прибори и съдове за храна.

Приблизително една десета от световното производство на кадмий се изразходва за производството на сплави. Кадмиевите сплави се използват главно като антифрикционни материали и спойки. Сплав, съдържаща 99% кадмий и 1% никел, се използва за производството на лагери, работещи в автомобилни, самолетни и морски двигатели при високи температури. Тъй като кадмият не е достатъчно устойчив на киселини, включително органични киселини, съдържащи се в смазочните материали, понякога сплавите на базата на кадмий са покрити с индий.

Легирането на мед с малки добавки на кадмий прави възможно да се направят проводници на електрически транспортни линии по-устойчиви на износване. Медта с добавка на кадмий почти не се различава по електрическа проводимост от чистата мед, но забележимо я превъзхожда по сила и твърдост.

Кадмият е включен в нискотопимата сплав на Ууд (метал на дърво), съдържаща 50% бисмут, 25% олово, 12,5% калай, 12,5% кадмий. Дървесната сплав може да се стопи във вряща вода. Любопитно е, че първата буквите на компонентите на сплавта на Ууд образуват абревиатурата WAX.Измислен е през 1860 г. от не особено известен английски инженер Б.Ууд (B.Wood).Често това изобретение погрешно се приписва на неговия съименник - известния американски физик Робърт Уилямс Ууд , който е роден само осем години по-късно Кадмиевите нискотопими сплави се използват като материал за получаване на тънки и сложни отливки, в автоматични противопожарни системи, за запояване на стъкло към метал. Кадмиевите припои са доста устойчиви на температурни колебания.

Рязък скок в търсенето на кадмий започва през 40-те години на миналия век и е свързан с използването на кадмий в ядрената индустрия - оказва се, че той абсорбира неутрони и от него започват да правят контролни и аварийни пръти на ядрени реактори. Способността на кадмия да абсорбира неутрони със строго определени енергии се използва при изследването на енергийните спектри на неутронните лъчи.

кадмиеви съединения.

Кадмият образува бинарни съединения, соли и множество комплексни съединения, включително органометални съединения. В разтворите се свързват молекулите на много соли, по-специално халиди. Разтворите имат слабо кисела среда поради хидролиза. Под действието на алкални разтвори, започвайки от pH 7-8, се утаяват основни соли.

кадмиев оксид CdO се получава чрез взаимодействие на прости вещества или чрез калциниране на кадмиев хидроксид или карбонат. В зависимост от „термичната история“ може да бъде зеленикавожълт, кафяв, червен или почти черен. Това отчасти се дължи на размера на частиците, но в по-голяма степен е резултат от дефекти в кристалната решетка. Над 900°C кадмиевият оксид е летлив, а при 1570°C сублимира напълно. Има полупроводникови свойства.

Кадмиевият оксид е лесно разтворим в киселини и слабо в алкали, лесно се редуцира от водород (при 900 ° C), въглероден окис (над 350 ° C), въглерод (над 500 ° C).

Като електроден материал се използва кадмиев оксид. Той е част от смазочните масла и такса за производство на специални очила. Кадмиевият оксид катализира редица реакции на хидрогениране и дехидрогениране.

кадмиев хидроксид Cd(OH) 2 се утаява като бяла утайка от водни разтвори на кадмиеви (II) соли при добавяне на алкали. Под действието на много концентрирани алкални разтвори той се превръща в хидроксокадмати като Na 2 . Кадмиевият хидроксид реагира с амоняк за образуване на разтворими комплекси:

Cd (OH) 2 + 6NH 3 H 2 O \u003d (OH) 2 + 6H 2 O

В допълнение, кадмиевият хидроксид преминава в разтвор под действието на алкални цианиди. Над 170°C се разлага до кадмиев оксид. Взаимодействието на кадмиевия хидроксид с водороден пероксид във воден разтвор води до образуването на пероксиди с различен състав.

Кадмиевият хидроксид се използва за получаване на други кадмиеви съединения, а също и като аналитичен реагент. Той е част от кадмиевите електроди в източниците на ток. В допълнение, кадмиевият хидроксид се използва в декоративно стъкло и емайли.

кадмиев флуорид CdF 2 е слабо разтворим във вода (4,06% тегловни при 20°C), неразтворим в етанол. Може да се получи чрез действието на флуор върху метал или флуороводород върху кадмиев карбонат.

Кадмиевият флуорид се използва като оптичен материал. Той е част от някои стъкла и фосфори, както и твърди електролити в химически източници на ток.

Кадмиев хлорид CdCl 2 е силно разтворим във вода (53,2% тегловни при 20°C). Ковалентната му природа е отговорна за относително ниската точка на топене (568,5°C) и разтворимостта в етанол (1,5% при 25°C).

Кадмиевият хлорид се получава чрез взаимодействие на кадмий с концентрирана солна киселина или чрез хлориране на метал при 500°C.

Кадмиевият хлорид е компонент на електролитите в кадмиевите електрохимични клетки и сорбентите в газовата хроматография. Той е част от някои решения във фотографията, катализатори в органичния синтез, потоци за отглеждане на полупроводникови кристали. Използва се като морско средство при боядисване и щамповане на текстил. Кадмиевите съединения се получават от кадмиев хлорид.

Кадмиев бромид CdBr 2 образува люспести кристали с перлен блясък. Той е много хигроскопичен, силно разтворим във вода (52,9% тегловни при 25°C), метанол (13,9% тегловни при 20°C), етанол (23,3% тегловни при 20°C).

Кадмиевият бромид се получава чрез бромиране на метала или чрез действието на бромоводород върху кадмиевия карбонат.

Кадмиевият бромид служи като катализатор в органичния синтез, е стабилизатор за фотографски емулсии и е компонент на вибриращи композиции във фотографията.

кадмиев йодид CdI 2 образува лъскави листовидни кристали, те имат слоеста (двуизмерна) кристална структура. Известни са до 200 политипа кадмиев йодид, които се различават по последователността на слоевете с хексагонална и кубична плътна опаковка.

За разлика от други халогени, кадмиевият йодид не е хигроскопичен. Той е силно разтворим във вода (46,4% тегловни при 25°C). Кадмиевият йодид се получава чрез йодиране на метала при нагряване или в присъствието на вода, както и чрез действието на йодородния йодид върху кадмиев карбонат или оксид.

Кадмиевият йодид служи като катализатор в органичния синтез. Той е компонент на пиротехнически състави и смазочни материали.

Кадмиев сулфид CdS вероятно беше първото съединение на този елемент, от което индустрията се интересуваше. Образува лимонено жълти до оранжево червени кристали. Кадмиевият сулфид има полупроводникови свойства.

Това съединение е практически неразтворимо във вода. Също така е устойчив на действието на алкални разтвори и повечето киселини.

Кадмиевият сулфид се получава чрез взаимодействие на кадмий и серни пари, утаяване от разтвори под действието на сероводород или натриев сулфид, реакции между кадмий и серни органични съединения.

Кадмиевият сулфид е важно минерално багрило, по-рано наричано кадмиево жълто.

В бизнеса с боядисване кадмиевото жълто впоследствие започва да се използва по-широко. По-специално, с него бяха боядисани леки автомобили, тъй като, наред с другите предимства, тази боя устояваше добре на дима от локомотив. Като багрило кадмиевият сулфид се използва и в текстилната и сапунената промишленост. Използвани са подходящи колоидни дисперсии за получаване на цветни прозрачни стъкла.

V последните годиничистият кадмиев сулфид се заменя с по-евтини пигменти - кадмопон и цинк-кадмиев литопон. Kadmopon е смес от кадмиев сулфид и бариев сулфат. Получава се чрез смесване на две разтворими соли - кадмиев сулфат и бариев сулфид. В резултат на това се образува утайка, съдържаща две неразтворими соли:

CdSO 4 + BaS \u003d CdSЇ + BaSO 4 Ї

Кадмиево-цинковият литопон също съдържа цинков сулфид. При производството на това багрило три соли се утаяват едновременно. Литопонът е крем или слонова кост.

С добавка на кадмиев селенид, цинков сулфид, живачен сулфид и други съединения, кадмиевият сулфид дава термично стабилни пигменти с ярък цвят от бледожълт до тъмночервен.

Кадмиевият сулфид придава на пламъка син цвят. Това свойство се използва в пиротехниката.

В допълнение, кадмиевият сулфид се използва като активна среда в полупроводниковите лазери. Ще се случи като материал за производство на фотоклетки, слънчеви клетки, фотодиоди, светодиоди, люминофори.

Кадмиев селенид CdSe образува тъмночервени кристали. Неразтворим е във вода, разлага се от солна, азотна и сярна киселини. Кадмиевият селенид се получава чрез сливане на прости вещества или от газообразни кадмий и селен, както и чрез утаяване от разтвор на кадмиев сулфат под действието на водороден селенид, чрез реакция на кадмиев сулфид със селенова киселина, чрез взаимодействие между кадмий и органоселен съединения.

Кадмиевият селенид е фосфор. Той служи като активна среда в полупроводниковите лазери, е материал за производството на фоторезистори, фотодиоди и слънчеви клетки.

Кадмиевият селенид е пигмент за емайли, глазури и художествени бои. Рубинено стъкло е оцветено с кадмиев селенид. Именно той, а не хромовият оксид, както в самия рубин, направи звездите на Московския Кремъл рубиненочервени.

Кадмиев телурид CdT може да бъде от тъмно сив до тъмно кафяв цвят. Той е неразтворим във вода, но се разлага от концентрирани киселини. Получава се чрез взаимодействието на течен или газообразен кадмий и телур.

Кадмиевият телурид, който има полупроводникови свойства, се използва като детектор за рентгенови и гама-лъчения, а живачно-кадмиевият телурид е намерил широко приложение (особено за военни цели) в IR детектори за термично изображение.

Когато стехиометрията е нарушена или се въвеждат примеси (например атоми на мед и хлор), кадмиевият телурид придобива светлочувствителни свойства. Това се използва в електрофотографията.

Органични кадмиеви съединения CdR 2 и CdRX (R = CH 3 , C 2 H 5 , C 6 H 5 и други въглеводородни радикали, X са халогени, OR, SR и др.) обикновено се получават от съответните реактиви на Гриняр. Те са термично по-малко стабилни от своите цинкови колеги, но като цяло по-малко реактивни (обикновено незапалими във въздуха). Най-важната им област на приложение е получаването на кетони от киселинни хлориди.

Биологичната роля на кадмия.

Кадмий се намира в организмите на почти всички животни (при сухоземните животни около 0,5 mg на 1 kg телесно тегло, а при морските животни от 0,15 до 3 mg/kg). Въпреки това, той се счита за един от най-токсичните тежки метали.

Кадмий се концентрира в организма главно в бъбреците и черния дроб, докато съдържанието на кадмий в организма се увеличава с възрастта. Натрупва се под формата на комплекси с протеини, които участват в ензимните процеси. Попадайки в тялото отвън, кадмият има инхибиращ ефект върху редица ензими, унищожавайки ги. Действието му се основава на свързването на -SH групата на цистеинови остатъци в протеините и инхибирането на SH ензимите. Може също така да инхибира действието на съдържащите цинк ензими, като замества цинка. Поради близостта на йонните радиуси на калция и кадмия, той може да замести калция в костната тъкан.

Хората се отравят с кадмий от питейна вода, замърсена с кадмий-съдържащи отпадъци, както и зеленчуци и зърнени култури, отглеждани в земи, разположени в близост до петролни рафинерии и металургични предприятия. Гъбите имат специална способност да натрупват кадмий. Според някои доклади съдържанието на кадмий в гъбите може да достигне единици, десетки и дори 100 или повече милиграма на кг собствено тегло. Кадмиевите съединения са сред вредните вещества, открити в тютюневия дим (една цигара съдържа 1-2 микрограма кадмий).

Класически пример за хронично отравяне с кадмий е заболяване, описано за първи път в Япония през 50-те години на миналия век и наречено itai-itai. Заболяването е придружено от силна болка в лумбалната област, болка в мускулите. Имаше и характерни признаци на необратимо увреждане на бъбреците. Регистрирани са стотици смъртни случаи на itai-itai. Заболяването се разпространи поради голямото замърсяване на околната среда в Япония по това време и специфичната диета на японците – основно ориз и морски дарове (те са в състояние да натрупват кадмий във високи концентрации). Проучванията показват, че болните "itai-itai" консумират до 600 микрограма кадмий на ден. Впоследствие, в резултат на мерките за опазване на околната среда, честотата и тежестта на синдроми като "itai-itai" значително намаляват.

В Съединените щати е установена връзка между нивата на кадмий в атмосферата и честотата на смъртни случаи от сърдечно-съдови заболявания.

Смята се, че около 1 μg кадмий на 1 kg телесно тегло може да попадне в човешкото тяло на ден без вреда за здравето. V пия водакадмий не трябва да съдържа повече от 0,01 mg/l. Противоотровата при отравяне с кадмий е селенът, но яденето на храни, богати на този елемент, води до намаляване на съдържанието на сяра в организма, като в този случай кадмият отново става опасен.

Елена Савинкина

кадмий

КАДМИЙ-Аз съм; м.[лат. кадмий от гръцки. kadmeia - цинкова руда]

1. Химически елемент (Cd), сребристо-бял мек, ковък метал, намиращ се в цинкови руди (част от много топими сплави, използвани в ядрената индустрия).

2. Изкуствена жълта боя в различни нюанси.

◁ Кадмий, th, th. К сплави. K-то жълто(багрило).

(лат. Cadmium), химичен елемент от група II на периодичната система. Името е от гръцкото kadméia, цинкова руда. Сребрист метал със синкав оттенък, мек и топим; плътност 8,65 g / cm 3, т pl 321.1ºC. Добива се при преработката на оловно-цинкови и медни руди. Използва се за кадмиево покритие, в мощни батерии, ядрена енергия (контролни пръти на реактори), за получаване на пигменти. Включен в нискотопими и други сплави. Кадмиевите сулфиди, селениди и телуриди са полупроводникови материали. Много кадмиеви съединения са отровни.

КАДМИЙ (лат. Cadmium), Cd (чете се „кадмий“), химичен елемент с атомен номер 48, атомна маса 112,41.
Естественият кадмий се състои от осем стабилни изотопа: 106 Cd (1,22%), 108 Cd (0,88%), 110 Cd (12,39%), 111 Cd (12,75%), 112 Cd (24,07%), 113 Cd (12,2%) 114 Cd (28,85%) и 116 Cd (12,75%). Намира се в 5-ти период в група IIB на периодичната система от елементи. Конфигурация на два външни електронни слоя 4 с 2 стр 6 д 10 5с 2 . Степента на окисление е +2 (валентност II).
Радиусът на атома е 0,154 nm, радиусът на Cd 2+ йона е 0,099 nm. Енергии на последователна йонизация - 8.99, 16.90, 37.48 eV. Електроотрицателност според Полинг (см.ПОЛИНГ Линус) 1,69.
История на откритията
Открит от немския професор Ф. Щромайер (см.СТРОМЕЙЕР Фридрих)през 1817 г. Магдебургските аптекари в изследването на цинковия оксид (см.ЦИНК (химичен елемент))Подозира се, че ZnO съдържа арсен (см.АРСЕНИК). F. Stromeyer изолира кафяво-кафяв оксид от ZnO, редуцира го с водород (см.ВОДОРОД)и получи сребристо-бял метал, който се наричаше кадмий (от гръцки kadmeia - цинкова руда).
Да бъдеш сред природата
Съдържанието в земната кора е 1,35 10 -5% от масата, във водата на моретата и океаните 0,00011 mg / l. Известни са няколко много редки минерала, например зеленокит GdS, отавит CdCO 3 , монтепонит CdO. Кадмий се натрупва в полиметални руди: сфалерит (см.сфалерит)(0,01-5%), галенит (см.ГАЛЕНА)(0,02%), халкопирит (см.халкопирит)(0,12%), пирит (см.ПИРИТ)(0,02%), фахлор (см.НЕУСПЕШНИ РУДИ)и легло (см.СТАНИН)(до 0,2%).
Касова бележка
Основните източници на кадмий са междинни продукти от производството на цинк, прах от топилни предприятия на олово и мед. Суровината се обработва с концентрирана сярна киселина и се получава CdSO 4 в разтвор. Cd се изолира от разтвор с помощта на цинков прах:
CdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd
Полученият метал се пречиства чрез претопяване под слой от алкали за отстраняване на примесите от цинк и олово. Кадмий с висока чистота се получава чрез електрохимично рафиниране с междинно пречистване на електролита или чрез зоново топене (см.ЗОНА НА СТОПЯНЕ).
Физични и химични свойства
Кадмият е сребристо бял мек метал с шестоъгълна решетка ( а = 0,2979, С= 0,5618 nm). Точка на топене 321,1 ° C, точка на кипене 766,5 ° C, плътност 8,65 kg / dm 3. Ако кадмиевата пръчка е огъната, тогава може да се чуе слабо изпукване - това са метални микрокристали, които се трият един в друг. Стандартният електроден потенциал на кадмий е -0,403 V, в серия от стандартни потенциали (см.СТАНДАРТЕН КАПАЦИТЕТ)той се намира преди водорода (см.ВОДОРОД).
В суха атмосфера кадмият е стабилен; във влажна атмосфера той постепенно се покрива с филм от CdO оксид. Над точката на топене кадмият изгаря във въздуха, за да образува кафяв оксид CdO:
2Cd + O 2 \u003d 2CdO
Парите на кадмий реагират с водни пари, за да образуват водород:
Cd + H 2 O \u003d CdO + H 2
В сравнение със своя съсед от група IIB, Zn, кадмият реагира по-бавно с киселини:
Сd + 2HCl \u003d CdCl 2 + H 2
Реакцията протича най-лесно с азотна киселина:
3Cd + 8HNO 3 \u003d 3Cd (NO 3) 2 + 2NO - + 4H 2 O
Кадмият не реагира с алкали.
В реакции може да действа като мек редуциращ агент, например в концентрирани разтвори е в състояние да редуцира амониевия нитрат до NH 4 NO 2 нитрит:
NH 4 NO 3 + Cd \u003d NH 4 NO 2 + CdO
Кадмият се окислява с разтвори на Cu (II) или Fe (III) соли:
Cd + CuCl 2 \u003d Cu + CdCl 2;
2FeCl 3 + Cd \u003d 2FeCl 2 + CdCl 2
Над точката на топене кадмият реагира с халогени (см.халогени)с образуването на халогениди:
Cd + Cl 2 \u003d CdCl 2
Със сяра (см.сяра)и други халкогени образуват халкогениди:
Cd+S=CdS
Кадмият не реагира с водород, азот, въглерод, силиций и бор. Cd 3 N 2 нитрид и CdH 2 хидрид се получават индиректно.
Във водни разтвори кадмиевите йони Cd 2+ образуват водни комплекси 2+ и 2+.
Кадмиевият хидроксид Cd (OH) 2 се получава чрез добавяне на алкали към разтвор на кадмиева сол:
СdSO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + Cd (OH) 2 Ї
Кадмиевият хидроксид практически не се разтваря в алкали, въпреки че образуването на хидроксидни комплекси 2– е регистрирано при продължително кипене в много концентрирани разтвори на алкали. По този начин, амфотерни (см.АМФОТЕРНОСТ)свойствата на кадмиевия оксид CdO и хидроксида Cd(OH) 2 са много по-слаби от тези на съответните цинкови съединения.
Кадмиевият хидроксид Cd (OH) 2 поради комплексообразуване лесно се разтваря във водни разтвори на амоняк NH 3:
Cd (OH) 2 + 6NH 3 \u003d (OH) 2
Приложение
40% от произведения кадмий се използва за антикорозионни покрития върху метали. 20% от кадмия се използва за направата на кадмиеви електроди, използвани в батерии, нормални клетки на Weston. Около 20% от кадмия се използва за производството на неорганични оцветители, специални спойки, полупроводникови материали и фосфор. 10% кадмий - компонент на бижута и топими сплави, пластмаси.
Физиологично действие
Парите на кадмий и неговите съединения са токсични и кадмият може да се натрупва в тялото. В питейната вода ПДК за кадмий е 10 mg/m 3 . Симптомите на остро отравяне с кадмиеви соли са повръщане и конвулсии. Разтворимите кадмиеви съединения, след като се абсорбират в кръвта, засягат централната нервна система, черния дроб и бъбреците и нарушават фосфорно-калциевия метаболизъм. Хроничното отравяне води до анемия и разрушаване на костите.

енциклопедичен речник. 2009 .

Вижте какво е "кадмий" в други речници:

- (лат. кадмий). Ков метал, подобен на цвят на калай. Речник на чужди думи, включени в руския език. Чудинов А.Н., 1910. Кадмий лат. кадмий, от kadmeia gea, кадмиева земя. Метал, подобен на калай. Обяснение на 25 000 чуждестранни ... ... Речник на чужди думи на руския език

КАДМИЙ- КАДМИЙ, Кадмий, хим. елемент, char. Cd, атомно тегло 112,41, атомен номер 48. Съдържа се в малки количества в повечето цинкови руди и се получава като страничен продукт при добива на цинк; също може да се получи ...... Голяма медицинска енциклопедия

КАДМИЙ- виж КАДМИЙ (Cd). Съдържа се в клоновите води на много промишлени предприятия, особено оловно-цинкови и металообработващи предприятия, използващи галванично покритие. Присъства във фосфатните торове. Сярната киселина се разтваря във вода, ... ... Болести на рибите: Наръчник

кадмий- (Cd) сребристо бял метал. Използва се в ядрената енергетика и галваничното покритие, е част от сплави, използва се за подготовка на печатни плочи, припои, заваръчни електроди, в производството на полупроводници; е компонент... Руска енциклопедия по охрана на труда

- (Кадмий), Cd, химичен елемент от група II на периодичната система, атомен номер 48, атомна маса 112,41; метал, т.т. 321,1 shC. Кадмият се използва за нанасяне на антикорозионни покрития върху метали, направа на електроди, получаване на пигменти, ... ... Съвременна енциклопедия

- (символ Cd), сребристо бял метал от втората група на периодичната таблица. За първи път изолиран през 1817 г. Съдържа се в зеленокит (под формата на сулфид), но се получава главно като страничен продукт от добива на цинк и олово. Лесно ковано… Научно-технически енциклопедичен речник

Cd (от гръцки kadmeia цинкова руда * a. cadmium; n. Kadmium; f. cadmium; i. cadmio), хим. елемент II група периодичен. системи на Менделеев, ат.с. 48, на м. 112,41. В природата има 8 стабилни изотопа 106Cd (1,225%) 108Cd (0,875%), ... ... Геологическа енциклопедия

съпруг. метал (един от химическите принципи или неразложими елементи), намиращ се в цинковата руда. Кадмий, отнасящ се до кадмий. K admisty, съдържащ кадмий. Обяснителен речник на Дал. В И. Дал. 1863 1866 ... Обяснителен речник на Дал

кадмий- (Кадмий), Cd, химичен елемент от група II на периодичната система, атомен номер 48, атомна маса 112,41; метал, т.т. 321,1°С. Кадмият се използва за нанасяне на антикорозионни покрития върху метали, направа на електроди, получаване на пигменти, ... ... Илюстриран енциклопедичен речник

КАДМИЙ- хим. елемент, символ Cd (лат. Cadmium), at. н. 48, на m. 112,41; сребристо бял лъскав мек метал, плътност 8650 kg/m3, tmelt = 320,9°C. Кадмият е рядък и микроелемент, отровен, обикновено се среща в рудите заедно с цинка, който ... ... Голяма политехническа енциклопедия

- (лат. Cadmium) Cd, химичен елемент от група II на периодичната система, атомен номер 48, атомна маса 112,41. Името е от гръцката цинкова руда kadmeia. Сребрист метал със синкав оттенък, мек и топим; плътност 8,65 g/cm³,… … Голям енциклопедичен речник

Какво е кадмий? Това е тежък метал, който идва от топенето на други метали като цинк, мед или олово. Той се използва широко за производството на никел-кадмиеви батерии. В допълнение, цигарения дим също съдържа такъв елемент. В резултат на продължително излагане на кадмий възникват много тежки заболявания на белите дробове и бъбреците. Помислете за характеристиките на този метал по-подробно.

Обхват на кадмий

По-голямата част от промишленото използване на този метал е за защитни покрития, които предпазват металите от корозия. Такова покритие има голямо предимство пред цинка, никела или калая, защото не се отлепва по време на деформация.

Какво друго може да бъде използването на кадмий? Използва се за производство на сплави, които са забележително обработваеми. Кадмиевите сплави с незначителни добавки на мед, никел и сребро се използват за производството на лагери за автомобилни, самолетни и морски двигатели.

Къде другаде се използва кадмий?

Най-застрашени от отравяне с кадмий са заварчици, металурзи и работници, свързани с текстилната, електронната и акумулаторната индустрия. Никел-кадмиевите батерии се използват в мобилни телефони и други електронни устройства. Този метал се използва и в производството на пластмаси, бои, метални покрития. Много почви, които се наторяват редовно, също могат да съдържат този токсичен метал в големи количества.

кадмий: свойства

Кадмият, както и неговите съединения, се характеризират като, но не е доказано, че малко количество от елемента в заобикаляща средапричинява рак. Вдишването на метални частици в промишленото производство наистина допринася за развитието на рак на белия дроб, но ако се консумира замърсена храна, те не представляват риск от развитие на рак.

Как кадмият навлиза в човешкото тяло?

Всички отдавна знаят, че цигарения дим съдържа кадмий. Този тежък метал навлиза в тялото на пушач в количество, два пъти по-голямо, отколкото в тялото на човек, който не е обект на такъв лош навик. Въпреки това, пасивното пушене може да бъде вредно.

Листните зеленчуци, зърнените култури и картофите, отглеждани в почва, съдържаща високи нива на кадмий, могат да бъдат опасни. Черният дроб и бъбреците на морските обитатели и животните също са известни с повишеното съдържание на този метал.

Много промишлени предприятия, особено металургичните, отделят големи количества кадмий в атмосферата. Хората, живеещи в близост до такива предприятия, автоматично се включват в рисковата група.

Някои земеделски райони активно използват фосфатни торове, които съдържат малко количество кадмий. Продуктите, отглеждани на тази земя, представляват потенциална заплаха за хората.

Влиянието на кадмия върху човешкото тяло

Така анализирахме какво е кадмий. Въздействието върху човешкото тяло на този тежък метал може да причини негативни последици. Във всеки жив организъм се намира в малки количества и неговата биологична роля все още не е напълно изяснена. Обикновено кадмият се свързва с отрицателна функция.

Токсичният му ефект се основава на блокирането на съдържащите сяра аминокиселини, което води до нарушаване на протеиновия метаболизъм и увреждане на клетъчното ядро. Този тежък метал насърчава отстраняването на калция от костите и засяга нервната система. Може да се натрупва в бъбреците и черния дроб и се отделя от тялото много бавно. Този процес може да отнеме десетилетия. Кадмият обикновено се екскретира с урината и изпражненията.

Вдишване на кадмий

Този елемент навлиза в тялото на промишлените работници чрез вдишване. За да предотвратите това, използвайте ефективни защитни средства. Пренебрегването на това правило води до тъжни последици. Ако вдишвате кадмий, ефектът на такъв метал върху човешкото тяло се проявява по следния начин: телесната температура се повишава, появяват се втрисане и мускулна болка.

След известно време се появява увреждане на белите дробове, болка в гърдите, задух, кашлица. В тежки случаи това състояние причинява смъртта на пациента. Вдишването на въздух, съдържащ кадмий, допринася за развитието на бъбречни заболявания и остеопороза. Рискът от рак на белия дроб се увеличава няколко пъти.

Приемът на кадмий с храна

Защо кадмият е опасен във водата и храната? При редовна употреба на замърсени храни и вода този метал започва да се натрупва в тялото, което води до негативни последици: бъбречната функция е нарушена, костната тъкан е отслабена, черният дроб и сърцето са засегнати, а в тежки случаи настъпва смърт.

Консумирането на храни, замърсени с кадмий, може да причини стомашно дразнене, гадене, коремна болка, диария и повръщане. Освен това се появяват грипоподобни симптоми, развива се подуване на ларинкса и изтръпване на ръцете.

Причини за отравяне с кадмий

Отравяне с тежки метали най-често се среща при деца, диабетици, бременни и кърмещи жени, хора, злоупотребяващи с тютюнопушенето. В Япония интоксикацията с кадмий се получава в резултат на ядене на заразен ориз. В този случай се развива апатия, бъбреците са засегнати, костите омекват и се деформират.

Индустриализираните райони, където се намират нефтени рафинерии и металургични предприятия, са известни с това, че почвата там е замърсена с кадмий. Ако на такива места се отглеждат растителни продукти, тогава има голяма вероятност да възникне отравяне с тежки метали.

Елементът може да се натрупва в големи количества в тютюна. Ако суровината е изсушена, тогава съдържанието на метал се увеличава драстично. Навлизането на кадмий в тялото се случва както по време на активен, така и по време на поява на рак на белия дроб пряко зависи от съдържанието на метала в дима.

Лечение на отравяне

кадмий:

• увреждане на централната нервна система;
• остра болка в костите;
• протеин в урината;
• камъни в бъбреците;
• генитална дисфункция.

Ако настъпи остро отравяне, пострадалия трябва да бъде на топло, да му се осигури чист въздух и спокойствие. След измиване на стомаха трябва да му се даде топло мляко, към което се добавя малко сода за хляб. Няма антидоти за кадмий. За неутрализиране на метала се използват Унитиол, стероиди и диуретици. Комплексното лечение включва използването на кадмиеви антагонисти (цинк, желязо, селен, витамини). Лекарят може да предпише обща укрепваща диета, съдържаща голямо количество фибри и пектин.

Възможни последици

Метал като кадмий има много сериозен ефект върху човешкото тяло и ако се получи отравяне с този елемент, последствията могат да бъдат опасни. Той измества калция от костите, допринасяйки за развитието на остеопороза. При възрастни и деца гръбначният стълб започва да се огъва и костите се деформират. В детска възраст такова отравяне води до енцефалопатия и невропатия.

Заключение

По този начин ние анализирахме какво представлява такъв тежък метал като кадмий. Ефектът на този елемент върху човешкото тяло е доста сериозен. Постепенно се натрупва в тялото, води до разрушаване на много органи. Можете дори да се отровите с кадмий, ако ядете замърсени храни в големи количества. Последствията от отравяне също са доста опасни.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

кадмийе четиридесет и осмият елемент от периодичната таблица. Обозначение - Cd от латинското "кадмий". Намира се в пети период, IIB група. Отнася се за метали. Основният заряд е 48.

По своите свойства кадмият е подобен на цинка и обикновено се среща като примес в цинковите руди. По отношение на разпространението в природата той е значително по-нисък от цинка: съдържанието на кадмий в земната кора е само около 10 -5% (тегл.).

Кадмият е сребристо бял (фиг. 1), мек, ковък, ковък метал. В поредица от напрежения той е по-далеч от цинка, но изпреварва водорода и измества последната от киселините. Тъй като Cd (OH) 2 е слаб електролит, кадмиевите соли се хидролизират и техните разтвори са киселинни.

Ориз. 1. Кадмий. Външен вид.

Атомно и молекулно тегло на кадмий

Относително молекулно тегло на веществото(M r) е число, показващо колко пъти масата на дадена молекула е по-голяма от 1/12 от масата на въглеродния атом, и относителна атомна маса на елемент(A r) - колко пъти средната маса на атомите на химичен елемент е по-голяма от 1/12 от масата на въглеродния атом.

Тъй като кадмият съществува в свободно състояние под формата на едноатомни Cd молекули, стойностите на неговата атомна и молекулна маса съвпадат. Те са равни на 112,411.

Изотопи на кадмий

Известно е, че кадмият може да се среща в природата под формата на осем стабилни изотопа, два от които са радиоактивни (113 Cd, 116 Cd): 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd и 114 Cd. Техните масови числа са съответно 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 и 116. Ядрото на атома на кадмиевия изотоп 106 Cd съдържа четиридесет и осем протона и петдесет и осем неутрона, а останалите изотопи се различават от него само по броя на неутроните.

Кадмиеви йони

На външното енергийно ниво на кадмиевия атом има два електрона, които са валентни:

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

В резултат на химично взаимодействие кадмият отдава своите валентни електрони, т.е. е техен донор и се превръща в положително зареден йон:

Cd 0 -2e → Cd 2+.

Молекула и атом на кадмий

В свободно състояние кадмият съществува под формата на едноатомни Cd молекули. Ето някои свойства, които характеризират атома и молекулата на кадмия:

Сплави на кадмий

Кадмият е включен като компонент в някои сплави. Например, медни сплави, съдържащи около 1% кадмий (кадмиев бронз), се използват за производството на телеграфни, телефонни, тролейбусни проводници, тъй като тези сплави имат по-голяма якост и устойчивост на износване от медта. Редица леки сплави, като тези, използвани в автоматичните пожарогасители, съдържат кадмий.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2