Cadmio: efectos sobre el cuerpo humano. Envenenamiento por metales pesados

El cadmio es un metal suave, maleable, pero pesado, de color gris plateado, un elemento simple de la tabla periódica. Su contenido en la corteza terrestre no se puede llamar alto, pero el cadmio es uno de los elementos dispersos: se encuentra en el suelo, el agua del mar e incluso en el aire (especialmente en las ciudades). generalmente acompaña a los minerales de zinc, aunque también existen minerales de cadmio. Sin embargo, la mayoría de ellos no tienen importancia industrial. El cadmio no forma depósitos separados y se libera de los minerales de desecho después de que se hayan fundido zinc, plomo o cobre.

Propiedades del cadmio

El cadmio está bien procesado, laminado y pulido. En aire seco, el cadmio reacciona (se quema) con el oxígeno solo a altas temperaturas. Reacciona con ácidos inorgánicos para formar sales. No reacciona con soluciones alcalinas. En estado fundido, reacciona con halógenos, azufre, telurio, selenio, oxígeno.
- A pesar de que el cadmio está presente en trazas en todos los organismos vivos y participa en su metabolismo, sus vapores y los vapores de sus compuestos son extremadamente tóxicos. Por ejemplo, la concentración es de 2,5 g / cc. m de óxido de cadmio en el aire mata en 1 minuto. Es muy peligroso inhalar aire con polvo o humos que contengan cadmio,
- El cadmio tiene la capacidad de acumularse en el cuerpo humano, en plantas, hongos. Además, los compuestos de cadmio son cancerígenos.
- El cadmio es considerado uno de los metales pesados ​​más peligrosos, está clasificado como sustancia de 2ª clase de peligro, al igual que el mercurio y el arsénico. Afecta negativamente a las enzimas, hormonales, circulatorias y centrales. sistema nervioso, interrumpe el metabolismo del fósforo-calcio (destruye los huesos), por lo tanto, al trabajar con él, debe usar protección química. En caso de intoxicación por cadmio, se requiere atención médica urgente.

Solicitud

La mayor parte del cadmio extraído se utiliza para la producción de revestimientos anticorrosión. El recubrimiento de cadmio crea una adhesión más fuerte y flexible a la pieza que todas las demás, por lo tanto, el recubrimiento de cadmio se usa para proteger contra la corrosión en condiciones particularmente difíciles, por ejemplo, en contacto con agua de mar, para proteger los contactos eléctricos.
- Es muy demandado en la fabricación de acumuladores y pilas.
- Utilizado como reactivo para investigación de laboratorio.
- Casi una quinta parte de la sustancia resultante se utiliza para la fabricación de pigmentos: sales de cadmio.
- Se utiliza para impartir las propiedades deseadas a las aleaciones. Las aleaciones con cadmio son fusibles (con plomo, estaño, bismuto), dúctiles y refractarias (con níquel, cobre, circonio), resistentes al desgaste. Las aleaciones se utilizan para producir cables para líneas eléctricas, aleaciones de soldadura fuerte para aluminio, cojinetes para motores grandes y potentes (barcos, aviones). Las aleaciones de bajo punto de fusión se utilizan para la fabricación de piezas fundidas de yeso, soldadura fuerte de vidrio y metal y en algunos extintores de incendios.
- Un campo de aplicación muy importante es la industria nuclear. Las varillas se producen a partir de cadmio para controlar la velocidad de reacción atómica en un reactor, así como pantallas protectoras contra la radiación de neutrones.
- Forma parte de semiconductores, celdas solares de película, fósforos, estabilizadores para PVC, empastes dentales.
- Las aleaciones con oro se utilizan en joyería. Variando la proporción de oro a cadmio, se pueden obtener aleaciones de diferentes tonos, desde el amarillo al verdoso.
- En ocasiones se utiliza en criotecnia por su alta conductividad térmica a muy bajas temperaturas.
- El cadmio puede acumularse en las células cancerosas, por lo que se utiliza en algunos métodos de terapia contra el cáncer.

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El contenido del artículo

CADMIO(Cadmio) Cd, - elemento químico del grupo II del sistema periódico. Número atómico 48, masa atómica relativa 112,41. El cadmio natural consta de ocho isótopos estables: 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%) y 116 Cd (7,58%). El estado de oxidación es +2, rara vez +1.

El cadmio fue descubierto en 1817 por el químico alemán Stromeyer Friedrich (1776-1835).

Al verificar el óxido de zinc producido por una de las fábricas de Schoenebeck, se sospechó que contiene una impureza de arsénico. Cuando la droga se disolvió en ácido y se pasó a través de una solución de sulfuro de hidrógeno, precipitó un precipitado amarillo, similar a los sulfuros de arsénico; sin embargo, un examen más completo mostró que este elemento estaba ausente. Para la conclusión final, se envió una muestra de óxido de zinc sospechoso y otras preparaciones de zinc (incluido el carbonato de zinc) de la misma fábrica a Friedrich Stromeyer, quien desde 1802 ocupó el Departamento de Química en la Universidad de Göttingen y el puesto de inspector general de Farmacias de Hannover.

Al calcinar carbonato de zinc, Stromeyer obtuvo un óxido, pero no blanco, como debería haber sido, sino amarillento. Supuso que el color se debía a una mezcla de hierro, pero resultó que no había hierro. Stromeyer analizó completamente las preparaciones de zinc y descubrió que el color amarillo se debía a un nuevo elemento. Recibió el nombre del mineral de zinc en el que se encontró: la palabra griega kadmeia, "tierra de cadmio" es el nombre antiguo de la smithsonita ZnCO 3. Según la leyenda, esta palabra proviene del nombre del fenicio Cadmo, quien supuestamente fue el primero en encontrar la piedra de zinc y notó su capacidad para dar al cobre (cuando se fundía a partir del mineral) un color dorado. El héroe de la mitología griega antigua también fue llamado: según una de las leyendas, Cadmo derrotó al Dragón en un duelo difícil y construyó la fortaleza de Cadmeus en sus tierras, alrededor de las cuales creció la ciudad séptuple de Tebas.

La abundancia de cadmio en la naturaleza y su extracción industrial.

El contenido de cadmio en la corteza terrestre es de 1,6 · 10 -5%. Tiene una prevalencia cercana al antimonio (2 · 10 –5%) y dos veces más común que el mercurio (8 · 10 –6%). El cadmio se caracteriza por la migración en caliente agua subterránea junto con zinc y otros elementos químicos propensos a la formación de sulfuros naturales. Se concentra en depósitos hidrotermales. Las rocas volcánicas contienen hasta 0,2 mg de cadmio por kg, entre las rocas sedimentarias las más ricas en cadmio son las arcillas - hasta 0,3 mg / kg, en menor medida - calizas y areniscas (alrededor de 0,03 mg / kg). El contenido medio de cadmio en el suelo es de 0,06 mg / kg.

El cadmio tiene sus propios minerales: greenockita CdS, otavita CdCO 3, monteponita CdO. Sin embargo, no forman sus propios depósitos. La única fuente de cadmio de importancia industrial son los minerales de zinc, donde está contenido en una concentración de 0,01 a 5%. El cadmio también se acumula en galena (hasta 0,02%), calcopirita (hasta 0,12%), pirita (hasta 0,02%), estannita (hasta 0,2%). Los recursos mundiales totales de cadmio se estiman en 20 millones de toneladas, los recursos industriales, en 600 mil toneladas.

Caracterización de una sustancia simple y producción industrial de cadmio metálico.

El cadmio es un sólido plateado con un brillo azulado sobre una superficie fresca, un metal blando, maleable y dúctil, se enrolla bien en láminas y es fácil de pulir. Al igual que el estaño, las varillas de cadmio hacen un crujido cuando se doblan. Se funde a 321,1 ° C, hierve a 766,5 ° C, densidad - 8,65 g / cm 3, lo que le permite ser clasificado como un metal pesado.

En aire seco, el cadmio es estable. En aire húmedo, se desvanece rápidamente y, cuando se calienta, interactúa fácilmente con oxígeno, azufre, fósforo y halógenos. El cadmio no reacciona con hidrógeno, nitrógeno, carbono, silicio y boro.

Los vapores de cadmio interactúan con el vapor de agua para liberar hidrógeno. Los ácidos disuelven el cadmio para formar sales de este metal. El cadmio reduce el nitrato de amonio en soluciones concentradas a nitrito de amonio. Se oxida en solución acuosa por cationes de algunos metales, como el cobre (II) y el hierro (III). A diferencia del zinc, el cadmio no interactúa con las soluciones alcalinas.

Las principales fuentes de cadmio son los productos intermedios de la producción de zinc. Los precipitados metálicos obtenidos después de la purificación de soluciones de sulfato de zinc por la acción del polvo de zinc contienen 2 a 12% de cadmio. Las fracciones formadas durante la destilación de zinc contienen 0,7-1,1% de cadmio, y en las fracciones obtenidas durante la rectificación, purificación de zinc, hasta 40% de cadmio. El cadmio también se extrae del polvo de las fundiciones de plomo y cobre (puede contener hasta un 5% y un 0,5% de cadmio, respectivamente). El polvo generalmente se trata con ácido sulfúrico concentrado y luego el sulfato de cadmio se lixivia con agua.

Una esponja de cadmio se precipita a partir de soluciones de sulfato de cadmio por la acción del polvo de zinc, luego se disuelve en ácido sulfúrico y la solución se purifica de impurezas por la acción de óxido de zinc o carbonato de sodio, así como por métodos de intercambio iónico. El cadmio metálico se aísla por electrólisis en cátodos de aluminio o por reducción con zinc.

Para eliminar el zinc y el plomo, el cadmio metálico se vuelve a fundir bajo una capa alcalina. La masa fundida se trata con aluminio para eliminar el níquel y el cloruro de amonio para eliminar el talio. Utilizando métodos adicionales de purificación, es posible obtener cadmio con un contenido de impurezas del 10 al 5% en peso.

Anualmente se producen alrededor de 20 mil toneladas de cadmio. El volumen de su producción está relacionado en gran medida con la escala de producción de zinc.

El área de aplicación más importante del cadmio es la producción de fuentes de corriente química. Los electrodos de cadmio se utilizan en baterías y acumuladores. Las placas negativas de la batería de níquel-cadmio están hechas de mallas de hierro con esponja de cadmio como agente activo. Las placas positivas están recubiertas con hidróxido de níquel. El electrolito es una solución de hidróxido de potasio. Las baterías compactas para misiles guiados también se fabrican a base de cadmio y níquel, solo que en este caso, no se instalan redes de hierro, sino que se instalan redes de níquel como base.

Los procesos que tienen lugar en una batería alcalina de níquel-cadmio se pueden describir mediante la ecuación general:

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

Las baterías alcalinas de níquel-cadmio son más confiables que las baterías de plomo (ácido). Estas fuentes de energía se distinguen por sus altas características eléctricas, estabilidad de operación y larga vida útil. Se pueden cargar en solo una hora. Sin embargo, las baterías de níquel-cadmio no se pueden recargar sin una descarga previa completa (son inferiores a las baterías de hidruro metálico en este sentido).

El cadmio se utiliza ampliamente para la aplicación de recubrimientos anticorrosivos a los metales, especialmente en los casos de contacto con el agua de mar. Se cadmizan las partes más importantes de barcos, aviones, así como diversos productos destinados al trabajo en climas tropicales. Anteriormente, el hierro y otros metales se recubrían con cadmio sumergiendo los productos en cadmio fundido, ahora el recubrimiento de cadmio se aplica electrolíticamente.

Los recubrimientos de cadmio tienen varias ventajas sobre los recubrimientos de zinc: son más resistentes a la corrosión y más fáciles de hacer uniformes y lisos. La alta plasticidad de tales recubrimientos asegura la estanqueidad de las conexiones roscadas. Además, el cadmio, a diferencia del zinc, es estable en un ambiente alcalino.

Sin embargo, el revestimiento de cadmio tiene sus propios problemas. Cuando el cadmio se aplica electrolíticamente a una pieza de acero, el hidrógeno contenido en el electrolito puede penetrar en el metal. Provoca la denominada fragilidad por hidrógeno en aceros de alta resistencia, lo que conduce a una fractura inesperada del metal bajo tensión. Para prevenir este fenómeno, se agrega titanio a los recubrimientos de cadmio.

Además, el cadmio es tóxico. Por lo tanto, aunque la placa de cadmio se usa bastante, está prohibido usarla para la fabricación de utensilios de cocina y recipientes para alimentos.

Aproximadamente una décima parte de la producción mundial de cadmio se destina a la producción de aleaciones. Las aleaciones de cadmio se utilizan principalmente como materiales antifricción y soldaduras. La aleación que contiene 99% de cadmio y 1% de níquel se utiliza para la fabricación de cojinetes que operan en motores de automóviles, aviones y marinos a altas temperaturas. Dado que el cadmio no es suficientemente resistente a los ácidos, incluidos los ácidos orgánicos contenidos en los lubricantes, a veces las aleaciones para cojinetes a base de cadmio se recubren con indio.

La aleación de cobre con pequeñas adiciones de cadmio permite hacer que los cables de las líneas de transporte eléctricas sean más resistentes al desgaste. El cobre con la adición de cadmio casi no difiere en conductividad eléctrica del cobre puro, pero supera notablemente su resistencia y dureza.

El cadmio está incluido en el metal de Wood, que contiene 50% de bismuto, 25% de plomo, 12,5% de estaño, 12,5% de cadmio. La aleación de Wood se puede derretir en agua hirviendo. Curiosamente, las primeras letras de los componentes de la aleación de Wood se forman la abreviatura WAX. Fue inventado en 1860 por el no muy famoso ingeniero inglés B. Wood. Este invento a menudo se atribuye erróneamente a su homónimo, el famoso físico estadounidense Robert Williams Wood, que nació solo ocho años después. Cadmio de bajo punto de fusión las aleaciones se utilizan como material para fundiciones delgadas y complejas, en sistemas automáticos de extinción de incendios, para soldadura de vidrio a metal Las soldaduras que contienen cadmio son bastante resistentes a las fluctuaciones de temperatura.

Un fuerte salto en la demanda de cadmio comenzó en la década de 1940 y se asoció con el uso de cadmio en la industria nuclear: resultó que absorbe neutrones y comenzó a fabricar barras de control y emergencia de reactores nucleares. La capacidad del cadmio para absorber neutrones de energías estrictamente definidas se utiliza en el estudio de los espectros de energía de los haces de neutrones.

Compuestos de cadmio.

El cadmio forma compuestos binarios, sales y numerosos compuestos complejos, incluidos los organometálicos. En las soluciones, las moléculas de muchas sales, en particular los haluros, están asociadas. Las soluciones tienen un ambiente débilmente ácido debido a la hidrólisis. Bajo la acción de soluciones alcalinas, a partir de pH 7-8, precipitan sales básicas.

Óxido de cadmio El CdO se obtiene por interacción de sustancias simples o calcinando hidróxido o carbonato de cadmio. Dependiendo del "historial térmico", puede ser de color amarillo verdoso, marrón, rojo o casi negro. Esto se debe en parte al tamaño de las partículas, pero es en gran parte el resultado de defectos de la red. Por encima de 900 ° C, el óxido de cadmio es volátil y a 1570 ° C se sublima por completo. Tiene propiedades semiconductoras.

El óxido de cadmio es fácilmente soluble en ácidos y pobre en álcalis; se reduce fácilmente con hidrógeno (a 900 ° C), monóxido de carbono (por encima de 350 ° C), carbono (por encima de 500 ° C).

El óxido de cadmio se utiliza como material de electrodo. Forma parte de los aceites lubricantes y mezclas para la obtención de vidrios especiales. El óxido de cadmio cataliza una serie de reacciones de hidrogenación y deshidrogenación.

Hidróxido de cadmio El Cd (OH) 2 precipita como un precipitado blanco a partir de soluciones acuosas de sales de cadmio (II) tras la adición de álcali. Cuando se expone a soluciones alcalinas muy concentradas, se convierte en hidroxocadmatos como el Na 2. El hidróxido de cadmio reacciona con el amoníaco para formar complejos solubles:

Cd (OH) 2 + 6NH 3 H 2 O = (OH) 2 + 6H 2 O

Además, el hidróxido de cadmio se disuelve bajo la acción de cianuros alcalinos. Por encima de 170 ° C, se descompone en óxido de cadmio. La interacción del hidróxido de cadmio con el peróxido de hidrógeno en una solución acuosa conduce a la formación de peróxidos de diversas composiciones.

El hidróxido de cadmio se utiliza para obtener otros compuestos de cadmio, así como un reactivo analítico. Forma parte de los electrodos de cadmio en fuentes de corriente. Además, el hidróxido de cadmio se utiliza en vidrios decorativos y esmaltes.

Fluoruro de cadmio El CdF 2 es ligeramente soluble en agua (4,06% en peso a 20 ° C), insoluble en etanol. Puede obtenerse por la acción del flúor sobre un metal o del fluoruro de hidrógeno sobre el carbonato de cadmio.

El fluoruro de cadmio se utiliza como material óptico. Se incluye en algunos vidrios y fósforos, así como en electrolitos sólidos en fuentes de corriente química.

Cloruro de cadmio El CdCl 2 es fácilmente soluble en agua (53,2% en peso a 20 ° C). Su naturaleza covalente es responsable de un punto de fusión relativamente bajo (568,5 ° C), así como de su solubilidad en etanol (1,5% a 25 ° C).

El cloruro de cadmio se obtiene haciendo reaccionar cadmio con ácido clorhídrico concentrado o mediante cloración de un metal a 500 ° C.

El cloruro de cadmio es un componente de los electrolitos en las celdas galvánicas de cadmio y los sorbentes en la cromatografía de gases. Es parte de algunas soluciones en fotografía, catalizadores en síntesis orgánica, flujos para el crecimiento de cristales semiconductores. Se utiliza como mordiente para teñir y estampar tejidos. Los compuestos orgánicos de cadmio se obtienen a partir del cloruro de cadmio.

Bromuro de cadmio CdBr 2 forma cristales escamosos con un brillo nacarado. Es muy higroscópico, altamente soluble en agua (52,9% en peso a 25 ° C), metanol (13,9% en peso a 20 ° C), etanol (23,3% en peso a 20 ° C).

El bromuro de cadmio se obtiene por bromación de metales o por la acción del bromuro de hidrógeno sobre el carbonato de cadmio.

El bromuro de cadmio sirve como catalizador en síntesis orgánica, es un estabilizador para emulsiones fotográficas y un componente de composiciones virulentas en fotografía.

Yoduro de cadmio CdI 2 forma cristales brillantes y frondosos con una estructura de cristal en capas (bidimensional). Se conocen hasta 200 politipos de yoduro de cadmio, que se diferencian en la secuencia de disposición de las capas con empaquetadura hexagonal y cúbica más cercana.

A diferencia de otros halógenos, el yoduro de cadmio no es higroscópico. Se disuelve bien en agua (46,4% en peso a 25 ° C). El yoduro de cadmio se obtiene mediante el yoduro metálico por calentamiento o en presencia de agua, así como por la acción del yoduro de hidrógeno sobre el carbonato u óxido de cadmio.

El yoduro de cadmio sirve como catalizador en la síntesis orgánica. Es un componente de composiciones pirotécnicas y lubricantes.

Sulfuro de cadmio El CdS fue probablemente el primer compuesto de este elemento en el que se interesó la industria. Forma cristales de color amarillo limón a rojo anaranjado. El sulfuro de cadmio tiene propiedades semiconductoras.

Este compuesto es prácticamente insoluble en agua. También es resistente a la acción de soluciones de álcalis y la mayoría de ácidos.

El sulfuro de cadmio se obtiene por la interacción de vapores de cadmio y azufre, precipitación de soluciones bajo la acción de sulfuro de hidrógeno o sulfuro de sodio, reacciones entre cadmio y compuestos orgánicos de azufre.

El sulfuro de cadmio es un colorante mineral importante; anteriormente se lo llamaba amarillo de cadmio.

En el negocio de la pintura, el amarillo de cadmio se generalizó posteriormente. En particular, se utilizó para pintar automóviles de pasajeros, porque, entre otras ventajas, esta pintura resistía bien el humo de las locomotoras de vapor. El sulfuro de cadmio también se utilizó como tinte en las industrias textil y del jabón. Se utilizaron las correspondientes dispersiones coloidales para obtener vidrios transparentes coloreados.

V últimos años El sulfuro de cadmio puro está siendo reemplazado por pigmentos más baratos: cadmopon y litio-cadmio de zinc-cadmio. Cadmopon es una mezcla de sulfuro de cadmio y sulfato de bario. Se obtiene mezclando dos sales solubles: sulfato de cadmio y sulfuro de bario. El resultado es un precipitado que contiene dos sales insolubles:

CdSO 4 + BaS = CdSЇ + BaSO 4 Ї

Lithopone zinc-cadmio también contiene sulfuro de zinc. En la fabricación de este tinte precipitan simultáneamente tres sales. Lithopon es crema o marfil.

Con la adición de seleniuro de cadmio, sulfuro de zinc, sulfuro de mercurio y otros compuestos, el sulfuro de cadmio da pigmentos térmicamente estables con un color brillante de amarillo pálido a rojo oscuro.

El sulfuro de cadmio imparte un color azul a la llama. Esta propiedad se utiliza en pirotecnia.

Además, el sulfuro de cadmio se utiliza como medio activo en láseres semiconductores. Ocurre como material para la fabricación de fotocélulas, células solares, fotodiodos, LED, fósforos.

Seleniuro de cadmio CdSe forma cristales de color rojo oscuro. No se disuelve en agua, se descompone con los ácidos clorhídrico, nítrico y sulfúrico. El seleniuro de cadmio se obtiene fusionando sustancias simples o a partir de cadmio y selenio gaseosos, así como por precipitación de una solución de sulfato de cadmio bajo la acción de seleniuro de hidrógeno, la reacción del sulfuro de cadmio con ácido selenoso y la interacción entre el cadmio y los compuestos de organoselenio. .

El seleniuro de cadmio es un fósforo. Sirve como medio activo en láseres semiconductores, es un material para la fabricación de fotorresistores, fotodiodos, células solares.

El seleniuro de cadmio es un pigmento para esmaltes, esmaltes y pinturas artísticas. El vidrio rubí está teñido con seleniuro de cadmio. Fue él, y no el óxido de cromo, como en el rubí mismo, el que hizo que las estrellas del Kremlin de Moscú fueran de color rojo rubí.

Telururo de cadmio El CdTe puede ser de color gris oscuro a marrón oscuro. No se disuelve en agua, pero se descompone con ácidos concentrados. Se obtiene por la interacción de cadmio líquido o gaseoso y telurio.

El telururo de cadmio con propiedades semiconductoras se utiliza como detector de rayos X y rayos gamma, y ​​el telururo de mercurio-cadmio ha encontrado una amplia aplicación (especialmente para fines militares) en detectores de infrarrojos para imágenes térmicas.

En caso de violación de la estequiometría o la introducción de impurezas (por ejemplo, átomos de cobre y cloro), el telururo de cadmio adquiere propiedades fotosensibles. Se utiliza en electrofotografía.

Compuestos orgánicos de cadmio CdR 2 y CdRX (R = CH 3, C 2 H 5, C 6 H 5 y otros radicales hidrocarbonados, X son halógenos, OR, SR, etc.) se obtienen habitualmente a partir de los correspondientes reactivos de Grignard. Son menos estables térmicamente que sus homólogos de zinc, pero generalmente son menos reactivos (generalmente no inflamables en el aire). Su campo de aplicación más importante es la producción de cetonas a partir de cloruros de ácido.

El papel biológico del cadmio.

El cadmio se encuentra en los organismos de casi todos los animales (en los animales terrestres es de aproximadamente 0,5 mg por 1 kg de peso, y en los animales marinos, de 0,15 a 3 mg / kg). Al mismo tiempo, está clasificado como uno de los metales pesados ​​más tóxicos.

El cadmio se concentra en el cuerpo principalmente en los riñones y el hígado, mientras que el contenido de cadmio en el cuerpo aumenta con la vejez. Se acumula en forma de complejos con proteínas que intervienen en procesos enzimáticos. Al ingresar al cuerpo desde el exterior, el cadmio tiene un efecto inhibidor sobre una serie de enzimas, destruyéndolas. Su acción se basa en la unión del grupo –SH de residuos de cisteína en proteínas y en la inhibición de las enzimas SH. También puede inhibir la acción de las enzimas que contienen zinc desplazando el zinc. Debido a la proximidad de los radios iónicos de calcio y cadmio, puede reemplazar el calcio en el tejido óseo.

Las personas se envenenan con cadmio al consumir agua contaminada con desechos que contienen cadmio, así como verduras y granos que crecen en tierras ubicadas cerca de refinerías de petróleo y empresas metalúrgicas. Los hongos tienen una capacidad especial para acumular cadmio. Según algunos informes, el contenido de cadmio en los hongos puede alcanzar unidades, decenas e incluso 100 o más miligramos por kg de su propio peso. Los compuestos de cadmio se encuentran entre las sustancias nocivas del humo del tabaco (un cigarrillo contiene 1-2 μg de cadmio).

Un ejemplo clásico de intoxicación crónica por cadmio es una enfermedad descrita por primera vez en Japón en la década de 1950 y llamada itai-itai. La enfermedad se acompañó de dolor severo en la región lumbar, dolor muscular. También hubo signos característicos de daño renal irreversible. Se han registrado cientos de muertes de itai-itai. La enfermedad se generalizó debido a la alta contaminación ambiental en Japón en ese momento y las características específicas de la dieta japonesa, principalmente arroz y mariscos (pueden acumular cadmio en altas concentraciones). Los estudios han demostrado que los afectados por itai-itai consumían hasta 600 mcg de cadmio por día. Posteriormente, como resultado de las medidas de protección ambiental, la frecuencia y gravedad de síndromes como “itai-itai” disminuyó notablemente.

En los Estados Unidos, se encontró una relación entre el cadmio atmosférico y la frecuencia de muertes por enfermedades cardiovasculares.

Se cree que alrededor de 1 μg de cadmio por 1 kg de su propio peso puede ingresar al cuerpo humano por día sin dañar la salud. V agua potable el cadmio no debe ser superior a 0,01 mg / l. El antídoto para el envenenamiento por cadmio es el selenio, pero el uso de alimentos ricos en este elemento conduce a una disminución del contenido de azufre en el cuerpo, en cuyo caso el cadmio vuelve a ser peligroso.

Elena Savinkina

Cadmio

CADMIO-Yo soy; metro.[lat. cadmio del griego. kadmeia - mineral de zinc]

1. Un elemento químico (Cd), un metal blando y viscoso de color blanco plateado contenido en minerales de zinc (es parte de muchas aleaciones de bajo punto de fusión, utilizadas en la industria nuclear).

2. Pintura amarilla artificial en diferentes tonalidades.

◁ Cadmio, th, th. Aleaciones K-ésimas. K-th amarillo(teñir).

(lat. Cadmio), elemento químico del grupo II del sistema periódico. El nombre proviene del griego kadméia, mineral de zinc. Un metal plateado con brillo azulado, suave y fusible; densidad 8,65 g / cm 3, t pl 321,1ºC. Se extraen durante el procesamiento de minerales de plomo-zinc y cobre. Se utilizan para el recubrimiento de cadmio, en acumuladores de alta potencia, en la ingeniería de energía nuclear (barras de control de reactores), para la producción de pigmentos. Forma parte de aleaciones de bajo punto de fusión y otras. Los sulfuros, seleniuros y telururos de cadmio son materiales semiconductores. Muchos compuestos de cadmio son venenosos.

Cadmio (lat. Cadmio), Cd (léase "cadmio"), un elemento químico con número atómico 48, masa atómica 112,41.
El cadmio natural consta de ocho isótopos estables: 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%) y 116 Cd (12,75%). Ubicado en el quinto período en el grupo IIB de la tabla periódica de elementos. Configuración de las dos capas electrónicas externas 4 s 2 pag 6 D 10 5s 2 ... Estado de oxidación +2 (valencia II).
El radio del átomo es 0.154 nm, el radio del ion Cd 2+ es 0.099 nm. Las energías de ionización secuenciales son 8,99, 16,90, 37,48 eV. Electronegatividad de Pauling (cm. POLING Linus) 1,69.
Historia de descubrimiento
Descubierto por el profesor alemán F. Stromeyer (cm. STROMEIER Friedrich) en 1817. Farmacéuticos de Magdeburgo en el estudio del óxido de zinc (cm. ZINC (elemento químico)) Se sospechaba que el ZnO tenía impureza de arsénico (cm. ARSÉNICO)... F. Stromeyer aisló óxido marrón-marrón de ZnO, lo redujo con hidrógeno (cm. HIDRÓGENO) y recibió un metal blanco plateado, que se llamó cadmio (del griego kadmeia - mineral de zinc).
Estar en la naturaleza
El contenido en la corteza terrestre es de 1,35 · 10 -5% en peso, en el agua de los mares y océanos 0.00011 mg / l. Se conocen varios minerales muy raros, por ejemplo, greenockita GdS, otavita CdCO 3, monteponita CdO. El cadmio se acumula en minerales polimetálicos: esfalerita (cm. ESFALERITA)(0,01-5%), galena (cm. GALENA)(0,02%), calcopirita (cm. HALCOPIRITA)(0,12%), pirita (cm. PIRITA)(0,02%), fahlores (cm. MINERAL AZUL) y stannina (cm. STANNIN)(hasta 0,2%).
Recepción
Las principales fuentes de cadmio son los productos intermedios de la producción de zinc, el polvo de las fundiciones de plomo y cobre. La materia prima se trata con ácido sulfúrico concentrado y se obtiene CdSO 4 en solución. El Cd se aísla de la solución utilizando polvo de zinc:
CdSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cd
El metal resultante se purifica volviendo a fundir bajo una capa de álcali para eliminar las impurezas de zinc y plomo. El cadmio de alta pureza se obtiene mediante refinado electroquímico con purificación intermedia del electrolito o mediante fusión por zonas. (cm. FUSIÓN DE ZONA).
Propiedades físicas y químicas
El cadmio es un metal blando blanco plateado con una celosía hexagonal ( a = 0,2979, con= 0,5618 nm). Punto de fusión 321,1 ° C, punto de ebullición 766,5 ° C, densidad 8,65 kg / dm 3. Si la barra de cadmio está doblada, puede escuchar un leve crujido: son los microcristales de metal que se frotan entre sí. Potencial de electrodo estándar de cadmio -0,403 V, en el rango de potenciales estándar (cm. CAPACIDAD ESTÁNDAR) se encuentra antes del hidrógeno (cm. HIDRÓGENO).
En una atmósfera seca, el cadmio es estable, en una atmósfera húmeda se cubre gradualmente con una película de óxido de CdO. Por encima del punto de fusión, el cadmio se quema en el aire con la formación de óxido de CdO marrón:
2Cd + O 2 = 2CdO
Los vapores de cadmio reaccionan con el vapor de agua para formar hidrógeno:
Cd + H 2 O = CdO + H 2
En comparación con su vecino del grupo IIB - Zn, el cadmio reacciona más lentamente con los ácidos:
Сd + 2HCl = CdCl 2 + H 2
La reacción procede más fácilmente con ácido nítrico:
3Cd + 8HNO 3 = 3Cd (NO 3) 2 + 2NO - + 4H 2 O
El cadmio no reacciona con los álcalis.
En reacciones, puede actuar como un agente reductor suave, por ejemplo, en soluciones concentradas, es capaz de reducir el nitrato de amonio a nitrito de NH 4 NO 2:
NH 4 NO 3 + Cd = NH 4 NO 2 + CdO
El cadmio se oxida mediante soluciones de sales de Cu (II) o Fe (III):
Cd + CuCl2 = Cu + CdCl2;
2FeCl 3 + Cd = 2FeCl 2 + CdCl 2
Por encima del punto de fusión, el cadmio reacciona con los halógenos. (cm. HALÓGENOS) con la formación de halogenuros:
Cd + Cl 2 = CdCl 2
Con gris (cm. AZUFRE) y otros calcogenes forman calcogenuros:
Cd + S = CdS
El cadmio no reacciona con hidrógeno, nitrógeno, carbono, silicio y boro. El nitruro de Cd 3 N 2 y el hidruro de CdH 2 se obtienen indirectamente.
En soluciones acuosas, los iones de cadmio Cd 2+ forman complejos acuáticos 2+ y 2+.
El hidróxido de cadmio Cd (OH) 2 se obtiene añadiendo álcali a la solución de sal de cadmio:
СdSO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + Cd (OH) 2 Ї
El hidróxido de cadmio prácticamente no se disuelve en álcalis, aunque durante la ebullición prolongada en soluciones alcalinas muy concentradas, se registra la formación de complejos de hidróxido 2–. Así, anfótero (cm. ANFOTÉRICO) las propiedades del óxido de cadmio CdO y del hidróxido Cd (OH) 2 son mucho más débiles que las de los correspondientes compuestos de zinc.
El hidróxido de cadmio Cd (OH) 2, debido a la complejación, se disuelve fácilmente en soluciones acuosas de amoníaco NH 3:
Cd (OH) 2 + 6NH 3 = (OH) 2
Solicitud
El 40% del cadmio producido se utiliza para la aplicación de recubrimientos anticorrosivos a los metales. El 20% del cadmio se destina a la fabricación de electrodos de cadmio utilizados en baterías, células Weston normales. Aproximadamente el 20% del cadmio se utiliza para la producción de tintes inorgánicos, soldaduras especiales, materiales semiconductores y fósforos. El cadmio al 10% es un componente de la joyería y las aleaciones de bajo punto de fusión, los plásticos.
Acción fisiológica
Los vapores de cadmio y sus compuestos son tóxicos y el cadmio puede acumularse en el cuerpo. En el agua potable, la concentración máxima permitida de cadmio es de 10 mg / m 3. Los síntomas de intoxicación aguda con sales de cadmio son vómitos y convulsiones. Los compuestos de cadmio solubles, después de ser absorbidos por la sangre, afectan el sistema nervioso central, el hígado y los riñones y alteran el metabolismo fósforo-calcio. El envenenamiento crónico provoca anemia y destrucción de los huesos.

diccionario enciclopédico. 2009 .

Vea qué es "cadmio" en otros diccionarios:

- (cadmio lat.). Un metal viscoso, de color similar al estaño. Diccionario de palabras extranjeras incluidas en el idioma ruso. Chudinov A.N., 1910. CADMIUS lat. cadmio, de kadmeia gea, tierra de cadmio. Un metal que parece estaño. Explicación de 25.000 extranjeros ... ... Diccionario de palabras extranjeras del idioma ruso.

CADMIO- CADMIO, cadmio, quím. elemento, char. Cd, peso atómico 112.41, número de serie 48. Está contenido en pequeñas cantidades en la mayoría de los minerales de zinc y se obtiene como subproducto cuando se extrae zinc; también se puede obtener ... ... Gran enciclopedia médica

CADMIO- ver CADMIO (Cd). Contenidos en las ramas de aguas de muchas empresas industriales, especialmente plantas de trabajo de plomo-zinc y metales que utilizan galvanoplastia. Está presente en fertilizantes fosfatados. El ácido sulfúrico se disuelve en agua, ... ... Enfermedades de los peces: un manual

Cadmio- (Cd) metal blanco plateado. Se utiliza en la ingeniería de energía nuclear y galvanoplastia, es parte de las aleaciones, se utiliza para la preparación de planchas de impresión, soldaduras, electrodos de soldadura, en la producción de semiconductores; es un componente ... ... Enciclopedia rusa de protección laboral

- (Cadmio), Cd, elemento químico del grupo II del sistema periódico, número atómico 48, masa atómica 112,41; metal, p.f. 321.1shC. El cadmio se utiliza para aplicar recubrimientos anticorrosivos sobre metales, fabricar electrodos, obtener pigmentos, ... ... Enciclopedia moderna

- (símbolo Cd), un metal blanco plateado del segundo grupo de la tabla periódica. Aislada por primera vez en 1817. Contenida en greenockita (en forma de sulfuro), pero se obtiene principalmente como subproducto de la extracción de zinc y plomo. Fácil de forjar ... Diccionario enciclopédico científico y técnico

Cd (del griego kadmeia zinc mineral * a. Cadmium; n. Kadmium; f. Cadmium; and. Cadmio), chem. elemento del grupo II periódico. Sistema de Mendeleev, at.n. 48, en. m. 112,41. En la naturaleza, hay 8 isótopos estables 106Cd (1.225%) 108Cd (0.875%), ... ... Enciclopedia geológica

Marido. metal (uno de los principios químicos o elementos no degradables) que se encuentra en el mineral de zinc. Cadmio, relacionado con el cadmio. Admisty que contiene cadmio. Diccionario explicativo de Dahl. Y EN. Dahl. 1863 1866 ... Diccionario explicativo de Dahl

Cadmio- (Cadmio), Cd, elemento químico del grupo II del sistema periódico, número atómico 48, masa atómica 112,41; metal, p.f. 321,1 ° C. El cadmio se utiliza para aplicar recubrimientos anticorrosivos sobre metales, fabricar electrodos, obtener pigmentos, ... ... Diccionario enciclopédico ilustrado

CADMIO- quím. elemento, símbolo Cd (Cadmio latino), en. norte. 48, en. m. 112,41; metal blando brillante blanco plateado, densidad 8650 kg / m3, punto de fusión = 320,9 ° С. El cadmio es un oligoelemento poco común, venenoso, que generalmente se encuentra en los minerales junto con el zinc, por lo que ... ... Gran Enciclopedia Politécnica

- (lat. Cadmio) Cd, elemento químico del grupo II del sistema periódico, número atómico 48, masa atómica 112,41. El nombre proviene del mineral de zinc kadmeia griego. Un metal plateado con brillo azulado, suave y fusible; densidad 8,65 g / cm & sup3, ... ... Diccionario enciclopédico grande

¿Qué es el cadmio? Es un metal pesado que se obtiene de la fundición de otros metales como zinc, cobre o plomo. Se usa ampliamente para fabricar baterías de níquel-cadmio. Además, el humo del cigarrillo también contiene dicho elemento. Como resultado de la exposición continua al cadmio, se producen enfermedades muy graves de los pulmones y los riñones. Consideremos las características de este metal con más detalle.

Ámbito de aplicación del cadmio.

La mayor parte del uso industrial de este metal es en revestimientos protectores que protegen los metales de la corrosión. Dicho recubrimiento tiene una gran ventaja sobre el zinc, el níquel o el estaño, porque no se desprende durante la deformación.

¿Qué otros usos puede tener el cadmio? Se utiliza para producir aleaciones notablemente mecanizables. Las aleaciones de cadmio con pequeñas adiciones de cobre, níquel y plata se utilizan para la fabricación de cojinetes para motores de automóviles, aviones y marinos.

¿Dónde más se usa el cadmio?

Los soldadores, metalúrgicos y trabajadores asociados con las industrias textil, electrónica y de baterías son los que corren mayor riesgo de intoxicación por cadmio. Las baterías de níquel-cadmio se utilizan en teléfonos móviles y otros dispositivos electrónicos. Este metal también se utiliza en la producción de plásticos, pinturas, revestimientos metálicos. Muchos suelos que se fertilizan regularmente también pueden contener altos niveles de este metal tóxico.

cadmio: propiedades

El cadmio, así como sus compuestos, se caracterizan como, pero no se ha demostrado que una pequeña cantidad del elemento en medio ambiente causa cancer. La inhalación de partículas metálicas en la producción industrial sí contribuye al desarrollo de cáncer de pulmón, pero cuando ingieren alimentos contaminados, no presentan riesgo de desarrollar cáncer.

¿Cómo entra el cadmio al cuerpo humano?

Todo el mundo sabe desde hace mucho tiempo que el humo del cigarrillo contiene cadmio. Este metal pesado ingresa al cuerpo de un fumador en una cantidad dos veces mayor que la de una persona que no está sujeta a tan mal hábito. Sin embargo, el humo de segunda mano puede ser dañino.

Las verduras de hoja, los cereales y las patatas que se cultivan en suelos con alto contenido de cadmio pueden representar una amenaza. El hígado y los riñones de la vida marina y los animales también son famosos por el mayor contenido de este metal.

Muchas empresas industriales, especialmente las metalúrgicas, emiten grandes cantidades de cadmio a la atmósfera. Las personas que viven cerca de estas empresas se incluyen automáticamente en el grupo de riesgo.

Algunas áreas agrícolas utilizan activamente fertilizantes fosfatados, que contienen trazas de cadmio. Los productos cultivados en esta tierra representan una amenaza potencial para los humanos.

El efecto del cadmio en el cuerpo humano.

Por lo tanto, hemos resuelto qué es el cadmio. El impacto en el cuerpo humano de este metal pesado puede tener consecuencias negativas. En cualquier organismo vivo, se encuentra en una cantidad insignificante y su papel biológico aún no se comprende completamente. Por lo general, el cadmio está asociado con una función negativa.

Su efecto tóxico se basa en bloquear los aminoácidos que contienen azufre, lo que conduce a la interrupción del metabolismo de las proteínas y al daño del núcleo celular. Este metal pesado promueve la eliminación de calcio de los huesos y daña el sistema nervioso. Puede acumularse en los riñones y el hígado y se excreta del cuerpo muy lentamente. Este proceso puede llevar décadas. Por lo general, el cadmio se excreta en la orina y las heces.

Inhalación de cadmio

Este elemento es absorbido por el cuerpo de los trabajadores industriales por inhalación. Para evitar esto, utilice un equipo de protección eficaz. El incumplimiento de esta regla conduce a tristes consecuencias. Si se inhala cadmio, el efecto de dicho metal en el cuerpo humano se manifiesta de la siguiente manera: la temperatura corporal aumenta, aparecen escalofríos y dolor muscular.

Después de un tiempo, se produce daño pulmonar, dolor de pecho, dificultad para respirar y tos. En casos severos, esta condición provoca la muerte del paciente. La inhalación de aire que contiene cadmio contribuye al desarrollo de enfermedad renal y osteoporosis. La probabilidad de cáncer de pulmón aumenta varias veces.

Ingesta de cadmio con alimentos

¿Por qué es peligroso el cadmio en el agua y los alimentos? Con el uso regular de alimentos y agua contaminados, este metal comienza a acumularse en el cuerpo, lo que conlleva consecuencias negativas: la función renal se altera, el tejido óseo se debilita, el hígado y el corazón se ven afectados y, en casos graves, se produce la muerte.

Comer alimentos contaminados con cadmio puede causar irritación del estómago, náuseas, dolor abdominal, diarrea y vómitos. Además, aparecen síntomas similares a los de la gripe, se desarrolla edema laríngeo y se produce hormigueo en las manos.

Causas del envenenamiento por cadmio

La intoxicación por metales pesados ​​ocurre con mayor frecuencia en niños, diabéticos, mujeres embarazadas y lactantes, personas que abusan del tabaquismo. En Japón, la intoxicación por cadmio ocurre como resultado de comer arroz contaminado. En este caso, se desarrolla apatía, los riñones se ven afectados, los huesos se ablandan y deforman.

Las regiones industrializadas, donde se encuentran las refinerías de petróleo y las empresas metalúrgicas, son famosas por el hecho de que el suelo está contaminado con cadmio. Si los productos vegetales se cultivan en esos lugares, existe una alta probabilidad de que se produzca una intoxicación por metales pesados.

El elemento puede acumularse en grandes cantidades en el tabaco. Si la materia prima se seca, el contenido de metal aumenta drásticamente. La ingesta de cadmio en el cuerpo se produce tanto con el cáncer de pulmón activo como con la aparición de un cáncer de pulmón que depende directamente del contenido de metal en el humo.

Tratamiento por intoxicación

Cadmio:

• daño al sistema nervioso central;
• dolor agudo de huesos;
• proteína en la orina;
• piedras en los riñones;
• disfunción de los genitales.

Si se produce una intoxicación aguda, la víctima debe mantenerse abrigada, necesita proporcionar una entrada de aire fresco y descanso. Después de lavarse el estómago, se le debe dar leche tibia, a la que se le agrega un poco de bicarbonato de sodio. No existen antídotos para el cadmio. Se utilizan unitiol, esteroides y diuréticos para neutralizar el metal. El tratamiento complejo implica el uso de antagonistas de cadmio (zinc, hierro, selenio, vitaminas). El médico puede recetarle una dieta tónica general rica en fibra y pectina.

Posibles consecuencias

Un metal como el cadmio tiene un efecto muy grave en el cuerpo humano, y si se produce un envenenamiento con este elemento, las consecuencias pueden ser peligrosas. Desplaza el calcio de los huesos, contribuyendo al desarrollo de la osteoporosis. En adultos y niños, la columna comienza a doblarse y se produce una deformación ósea. En la infancia, tal envenenamiento conduce a encefalopatía y neuropatía.

Producción

Por lo tanto, hemos resuelto qué es un metal pesado como el cadmio. La influencia de este elemento en el cuerpo humano es bastante grave. Acumulándose gradualmente en el cuerpo, conduce a la destrucción de muchos órganos. Incluso puede intoxicarse con cadmio si come muchos alimentos contaminados. Las consecuencias del envenenamiento también son bastante peligrosas.

DEFINICIÓN

Cadmio- el cuadragésimo octavo elemento de la tabla periódica. Designación - Cd del latín "cadmio". Ubicado en el quinto período, grupo IIB. Se refiere a los metales. El núcleo tiene una carga de 48.

En términos de sus propiedades, el cadmio es similar al zinc y generalmente se encuentra como impureza en los minerales de zinc. En términos de prevalencia en la naturaleza, es significativamente inferior al zinc: el contenido de cadmio en la corteza terrestre es solo alrededor del 10 -5% (peso).

El cadmio es un metal blando, maleable y dúctil de color blanco plateado (Fig. 1). En la serie de voltajes, se encuentra más lejos que el zinc, pero por delante del hidrógeno y desplaza el último de los ácidos. Dado que el Cd (OH) 2 es un electrolito débil, las sales de cadmio se hidrolizan y sus soluciones son ácidas.

Arroz. 1. Cadmio. Apariencia.

Peso atómico y molecular del cadmio

Peso molecular relativo de la sustancia(M r) es un número que muestra cuántas veces la masa de una molécula dada es mayor que 1/12 de la masa de un átomo de carbono, y masa atómica relativa de un elemento(A r) - cuántas veces la masa promedio de átomos de un elemento químico es más de 1/12 de la masa de un átomo de carbono.

Dado que en el estado libre el cadmio existe en forma de moléculas de Cd monoatómicas, los valores de sus masas atómicas y moleculares coinciden. Son iguales a 112.411.

Isótopos de cadmio

Se sabe que en la naturaleza, el cadmio puede estar en forma de ocho isótopos estables, dos de los cuales son radiactivos (113 Cd, 116 Cd): 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd y 114 Cd. Sus números de masa son 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 y 116, respectivamente. El núcleo del isótopo de cadmio 106 Cd contiene cuarenta y ocho protones y cincuenta y ocho neutrones, y el resto de los isótopos se diferencian de él sólo en el número de neutrones.

Iones de cadmio

En el nivel de energía externa del átomo de cadmio, hay dos electrones, que son valencia:

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

Como resultado de la interacción química, el cadmio dona sus electrones de valencia, es decir, es su donante, y se convierte en un ion cargado positivamente:

Cd 0 -2e → Cd 2+.

Átomo y molécula de cadmio

En estado libre, el cadmio existe en forma de moléculas de Cd monoatómicas. Aquí hay algunas propiedades que caracterizan al átomo y la molécula de cadmio:

Aleaciones de cadmio

El cadmio se incluye como componente en algunas aleaciones. Por ejemplo, las aleaciones de cobre que contienen aproximadamente un 1% de cadmio (bronce de cadmio) se utilizan para la fabricación de cables de telégrafos, teléfonos y trolebuses, ya que estas aleaciones tienen mayor fuerza y ​​resistencia al desgaste que el cobre. Varias aleaciones de bajo punto de fusión, como las que se utilizan en los extintores automáticos de incendios, contienen cadmio.

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

EJEMPLO 2