Кадмийски комплекси. Кадмий - полезен, но изключително токсичен тежки метал

Кадмий (латинският кадмий е обозначен със символ на CD) - елемент с атомен номер 48 и атомна маса 112,411. Той е елемент от странична подгрупа на втората група, петият период на периодичната система на химичните елементи на Дмитрий Иванович Менделеев. При нормални условия едно просто кадмиево вещество е тежко (плътност от 8.65 g / cm3) мек пластик задвижващ метал от сребрист бял цвят.

Естественият кадмий се състои от осем изотопа, шест от които са стабилни: 106cd (изотопно разпространение 1.22%), 108CD (0.88%), 110 ис (12.39%), 111 ° С (12,75%), 112сd (24, 07%), 114сd (28,85), 114сd (28,85), 114сd (28.85) %). За два други естествени изотопа е установено слаба радиоактивност: 113CD (изотопно разпространение 12.22%, β-гниене с полуживот от 7.7 ∙ 1015 години) и 116CD (изотопно разпространение от 7,49%, двойно β-гниене с полуживот 3 , 0 ∙ 1019 години).

Четиридесет и осмият елемент на периодичната система бе открит от германския професор Фридрих Штрейер през 1817 г., това откритие може да се нарече случайно. Факт е, че Magsessters of Magdeburg при изучаване на наркотици, съдържащи цинков оксид Zno, предполагат присъствието на арсен. Тъй като цинков оксид е част от много мехлеми, прахове и емулсии, използвани за различни кожни заболявания, които са строго отречени за продажба на всички подозрителни лекарства. Естествено, производителят на наркотиците, защитаващи неговите интереси, изискваше независим преглед. В ролята на експерта говореше Стродел. Той подчерта кафявия кафяв оксид от Zno, възстановявайки го с водород и получил сребристо бял метал, който ги нарича "кадмий" (от гръцки. Kadmeia е нечист цинков оксид, също цинков руда). Независимо от професора, strother кадмий е открит в силезийските цинкови руди от група немски учени - К. Херман, К. Карстен и В. Майснер през 1818 година.

Кадмий абсорбира бавните неутрони, поради тази причина, кадмиевите пръти се използват в ядрени реактори за регулиране на скоростта на верижната реакция. Кадмий се използва в алкални батерии, влизат като компонент в някои сплави. Например, медни сплави, съдържащи около 1% CD (кадмиев бронз), се използват за производството на телеграфни, телефонни, тролейбусни проводници, тъй като тези сплави имат по-голяма издръжливост и износоустойчивост от мед. Редица сплави с ниско топене, например, използвани в автоматични пожарогасители, съдържат четиридесет и осмия елемент. В допълнение, кадмият е част от някои бижута сплави. Този метал се използва за кадри стоманени продукти, защото носи оксиден филм със защитно действие на повърхността му. Факт е, че в морската вода и в редица други медии, рамки са по-ефективни от цинк. Кадмий има дълга история Използване в хомеопатична медицина. Четиридесет и осмият елемент е широко използван - кадмиев сулфид се използва за производството на жълта боя и цветни очила, а кадмият флуорообразен е важен поток за запояване алуминий и други метали.

Кадмий е открит в тялото на всички гръбначни животни, установено е, че засяга въглеродния обмен, активността на редица ензими и синтеза на хипривата киселина в черния дроб. Въпреки това, съединенията на кадмий отровни и самият метал са канцероген. Особено опасно вдишване на парен кадмиев оксид CDO, често са често срещани смъртни случаи. Проникването на кадмий в стомашно-чревния тракт е вредно и проникване, но никакви смъртни случаи не са фиксирани, най-вероятно това се дължи на факта, че самата организация се стреми да се отърве от токсин (повръщане).

Биологични свойства

Оказва се, че кадмият присъства в почти всички живи организми - в наземния четиридесет и осмия елемент, приблизително 0,5 mg на 1 кг маса, в морските организми (гъби, овчарка, iglozzy, червеи) - от 0.15 до 3 mg / KG, съдържанието на кадмий в растенията е около 10-4% (при сухо вещество). Въпреки наличието на кадмий в повечето живи организми, неговото специфично физиологично значение все още не е надеждно установено. Учените успяха да разберат, че този елемент засяга въглехидратния обмен, върху синтеза в черния дроб на хипривата киселина, върху активността на редица ензими, както и на обмен в тялото на цинк, мед, желязо и калций. Има предложение, обосновано от някои проучвания, че микроскопското квадмията в храната може да стимулира растежа на бозайниците. Поради тази причина някои учени класират кадмиите за условно съществени микроелементи, т.е. жизненоважни, но токсични в определени дози. Дори в организма, напълно здрав човек съдържа малко количество кадмий. Въпреки това, въпреки това, кадмиите се отнасят до най-токсичните тежки метали - руски санпин, той се приписва на втория клас на опасност - силно опасни вещества, които включват също антимон, стронций, фенол и други отравящи вещества. В бюлетина "Проблеми с химическата безопасност" от 29 април 1999 г. кадмият се появява като "най-опасният екотоксикант в началото на хилядолетието"!

Подобно на други тежки метали, кадмият е кумулативна отрова, т.е. тя може да се натрупва в тялото - неговият полуживот е от 10 до 35 години. Човешкото тяло до петдесет години е способно да натрупва от 30 до 50 mg кадмий. Основното "депо за депото на четиридесет и осмия елемент в човешкото тяло са бъбреци, съдържащи от 30 до 60% от общото количество на този метал в организма, черния дроб (20-25%). В по-малка степен кадмият е способен на: панкреас, далак, тръбни кости, други органи и тъкани. В малки количества четиридесет и осми елемент, дори в кръвта. Обаче, за разлика от олово или живак, кадмият не прониква в мозъка. В по-голямата си част кадмият в тялото е в свързаното състояние - в комплекс с протеин-металунтуин - това е един вид защитен механизъм, реакцията на тялото към присъствието на тежки метал. В тази форма на кадмий по-малко токсични, дори и в асоцииран Той не става безвреден - този метал се натрупва през годините, способни да нарушават бъбречната работа и увеличената вероятност за бъбречни камъни. Той е много по-опасен за кадмий, разположен в йонна форма, защото е химически много близо до цинк и е способен да го замени в биохимични реакции, действащ като псевдо-активатор или, напротив, инхибитори на протеини, съдържащи цинк и ензими. Кадмий се свързва с цитоплазмения и ядрения клетъчен материал и ги поврежда, променя активността на много хормони и ензими, което се обяснява с способността му да свързва сулфхидрилни (-Ср) групи. В допълнение, четиридесет и осмия елемент, поради близостта на йонни радиусии калций и кадмий, може да замени калций в костната тъкан. Същата ситуация с желязо, която кадмият също може да замени. Поради тази причина липсата на калций, цинк и желязо в организма може да доведе до увеличаване на смилането на кадмий от стомашно-чревния тракт до 15-20%. Смята се, че безвредната дневна доза кадмий за възрастен е 1 μg кадмий на 1 кг собствено тегло, големи количества кадмий са изключително опасни за здравето.

Какви са механизмите за допускане на кадмий и неговите съединения в организма? Отравяне се случва при питейна вода (MPC за пия вода Той е 0.01 mg / l) замърсен с кадмий, съдържащи кадмий, както и при консумация на зеленчуци и зърно, растящи на земи, разположени в близост до петролните рафинерии и металургичните предприятия. Особено опасно е да се използват гъби от такива територии, тъй като те, според някаква информация, са в състояние да натрупат повече от 100 mg кадмий върху kg собствено тегло. Пушенето е друг източник на кадмий в тялото, както с тютюнопушенето, така и на хората около него, защото металът е в тютюнев дим. Характерни черти Хроничният отравяващ кадмий е, както бе споменато по-рано, увреждане на бъбреците, мускулни болки, костни сливания, анемия. Острото хранително отравяне с кадмий се случва, когато големи еднократни дози са допуснати с храна (15-30 mg) или с вода (13-15 mg). В същото време има признаци на остър гастроентерит - повръщане, болка и гърчове в епигастричния регион, обаче, случаите на смъртоносно отравяне на кадмиевите съединения, които са попаднали в тялото с храна, науката са неизвестни, но смъртното еднократно Дозата може да бъде 350-3500 mg. Много по-опасно с кадмийното отравяне при вдишване на парата (CDO) или прах, съдържащ кадмий (като правило, той се случва върху производството на кадмийско производство). Симптомите на такова отравяне са подуване на белите дробове, главоболие, гадене или повръщане, втрисане, слабост и диария. В резултат на такова отравяне бяха записани смъртни случаи.

Антидотът при отравянето на кадмий е селен, който помага за намаляване на смилането на четиридесет и осмия елемент. Необходимо е обаче балансирано приемане на селен, това се дължи на факта, че излишъкът му в тялото води до намаляване на съдържанието на сяра и това определено ще доведе до факта, че кадмият отново ще се абсорбира лесно от организма .

Установено е, че една цигара съдържа от 1 до 2 μg кадмий. Оказва се, че човек, който пуши най-малко една опаковка цигари на ден, получава допълнително около 20 μg кадмий, най-малко! Опасността се крие във факта, че смилаемостта на четиридесет и осмия елемент през светлината максимум - от 10 до 20%, така че в тялото на пушачите се абсорбира от 2 до 4 μg кадмий с всяка опаковка цигари! Канцерогенният ефект на никотин, съдържащ се в тютюневия дим, обикновено се свързва с присъствието на кадмий и не се забавя дори с въглищни филтри.

Пример за масово хронично отравяне с кадмий с многобройни фатални резултати е описан в края на 50-те години на XX век. В Япония бяха записани случаи на масово заболяване, които местни жители Наречен "Итю-Итю", който буквално може да бъде преведен като "О, колко болка!". Симптомите на заболяването са силни лумбални болки, които, както по-късно се оказаха, бяха причинени от необратими бъбречни лезии; Силна болка в мускулите. Широкото разпространение на болестта и такъв тежък курс бяха причинени от голямо замърсяване атмосфер В Япония по това време и особеностите на силата на японците (ориз и морски дарове натрупват голямо количество кадмий). Беше установено, че това е болно странно заболяване Използва се около 600 μg кадмий дневно!

Въпреки факта, че кадмият се признава като едно от най-токсичните вещества, той намира използването в медицината! Така че, пациентът, страдащ от сърдечна недостатъчност, никел-кадмиема батерия осигурява енергията на механичния стимулатор на сърцето. Удобството на такава батерия е, че за нейното презареждане или подмяна на пациента, пациентът не трябва да отиде на работната маса. За непрекъснато обслужване на батерията е достатъчно да се носи специална магнетизирана яке само на половин час седмично.

Кадмий се използва в хомеопатията, експерименталната медицина и наскоро започва да се използва при създаването на нови антитуморни лекарства.

Дървената сплав (дърво метал), съдържаща 50% бисмут, 12.5% \u200b\u200bкалай, 25% олово, 12.5% \u200b\u200bкадмий, може лесно да се разтопи в кипяща вода. Сплавта е измислена през 1860 г., а не много известен английски инженер B. Wood (B.Wood). Няколко любопитни факти са свързани с тази сплав за топене на светлина: първо, първите букви на компонентите на дървото образуват съкращението восък, второ, доста често изобретението е погрешно приписвано на този -Мамето B.VUDA - известният американски физик Робърт Уилямс Вуду, който е роден само за осем години по-късно.

Не толкова отдавна, четиридесет и осмият елемент на периодичната система влезе в "оръжията" на двора в Шотландия: с помощта на най-добрия кадмиев слой, напръскан върху изследваната повърхност, възможно е бързо да се разкрият ясни отпечатъци на престъпника .

Учените бяха инсталирани така интересен факт: Caddmitmit Tin в атмосферата на селските райони има значително по-голяма корозивна стабилност, отколкото в атмосфера на индустриални зони. Особено бързо такова покритие се проваля, ако съдържанието на сяра или сярните анхидриди се увеличава във въздуха.

През 1968 г. един от американските здравни служители (д-р Паркол) открива пряка връзка между смъртността от сърдечносъдовите заболявания и съдържанието на кадмий в атмосферата. Към такива заключения той дойде, анализирайки данните от 28 града. В четири от тях - Ню Йорк, Чикаго, Филаделфия и Индиополис - съдържанието на кадмий във въздуха се оказа значително по-високо, отколкото в други градове; Делът на смъртните случаи в резултат на сърдечни заболявания е по-висок.

В допълнение към "стандартните" мерки за ограничаване на емисиите на кадмий в атмосферата, водата и почвата (филтър и почистващи препарати в предприятия, премахване на жилища и сеитбени полета от такива предприятия), учените разработват нови - обещаващи. Така американският учени в залива на река Мисисипи кацнаха водни хиацинтни, вярвайки, че ще могат да почистват водата от такива нежелани елементи като кадмий и живак.

История

Историите са известни много "открития", които са направени по време на различни проверки, ревюта и ревизии. Тези констатации обаче са по-скоро престъпници по природа, отколкото научни. И все пак, имаше такъв случай, когато одитът започна в крайна сметка доведе до откриването на ново химичен елемент. Това се случи в Германия в началото на XIX век. Областният лекар Р. Ролол провери аптеките на своя район, по време на ревизията - в редица аптеки близо до Магдебург - открил цинков оксид, външен вид което предизвика подозрения и предложената арсен в нея. При потвърждаване на неговите предположения, лентите се разтварят с консервирано лекарство в киселина и са пропуснали разтвора на сероводород, което води до падане на жълтата утайка, подобна на арсен сулфид. Всички подозрителни лекарства - мехлеми, прахове, емулсии, прахове бяха незабавно изтеглени от продажбата. Подобна стъпка беше възмутена от собственика на фабриката в овче, която произвеждаше всичките ролеви лекарства. Този предприемач - Херман, като по професия химик, проведе своя собствена експертиза на стоките. След като е опитал изцяло известния арсенал на експериментите с арсен, той е убеден, че неговите продукти са чисти в това отношение, а смущаващият одитор жълт цинков оксид дава желязо. Уведомяването на резултатите от техните експерименти, Хановер, Херман поиска самостоятелно разглеждане и пълна "рехабилитация" на стоките му. В резултат на това беше решено да се разбере мнението на професор Шрийер, който оглавява катедрата по химия на университета в Гьотинген и на непълно работно време на общия инспектор на всички аптеки в Хановер. Естествено, стридер е изпратен на чек не само цинков оксид, но и други лекарствени лекарства от фабриката на Schendegek, включително цинков карбонат, от който се получава този оксид. Прочистването на цинков карбонат Znco3, Friedrich Strogeer получи оксид, но не бял, както трябваше да бъде, но жълтеникав. В резултат на по-нататъшни изследвания, тя се оказа, че лекарствата не съдържат нито арсен, като думите, нито желязо, както си мислеше Херман. Причината за необичайния цвят на цвета е напълно различен метал - по-ранен неизвестен и свойствата на много сходни с цинк. Разликата е само, че нейният хидроксид, за разлика от Zn (OH) 2, не е амфотър и е изразил основни основни свойства. Rotogeer се обади нов метал Кадмий, намекващ със силно сходство на новия елемент с цинк - гръцката дума καδμεια (Kadmeia), отдавна е означена с цинкови руди (например, Znco3 суми) и цинков оксид. На свой ред, тази дума идва от името на финикиника на кадма, който според легендите е първият, който намери цинков камък и отвори способността си да дава мед (когато го топел от руда) златен цвят. Според древните гръцки митове, имаше още един CADM - герой, който спечели дракона и построи крепостта от врага на земите на врага, около който седем седемят град на косата заобикаляше. На семитски езици "кадмос" означава "източно", което може да бъде издигнато от името на минерала от местата на добива или износа от всеки източна страна или провинции. През 1818 г. публикува Фридрих Стомеър подробно описание Нов метал, чиито свойства вече са успели да учат добре. В свободна форма новият елемент е бял метал, мек и не много издръжлив, покрит с кафеникав оксид филм. Много скоро, както често се случва, приоритет на стрикъра в откриването на кадмий започна да оспорва, но всички твърдения скоро бяха отхвърлени. Донякъде по-късно друг немски химик Керстер, намери нов елемент в силезийската цинков руда и го повика Мелин (от латински мелинус - "жълт като дюля"). Причината за такова име е цветът на седимента, образуван под действието на сероводород. Chagrin 'Mellen "беше" кадмий "на Striyer. Дори и по-късно бяха предложени други имена за четиридесет и осми елемента: през 1821 г. Джон предложи да се позове на новия елемент "Claspoith" - в чест на известния химик Мартин Класпре - димодуктор на уран, цирконий и титан, и Хилберт "Yongonim "- по име, отворено през 1804 астероид юноид. Но колкото и да е голямо заслугите на пляскане пред науката, името му не е било предназначено да получи опора в списъка на химическите елементи: кадмий остава кадмий. Вярно е, че в руската химическа литература първо половинки XIX. Век кадмий често се нарича CADM.

Намиране в природата

Кадмий обикновено рядко и доста множество елементи, средното съдържание на този метал в земя Кор (Кларк) приблизително 1,3 10-5%, или 1,6 10-5 тегл.%, Оказва се, че в кадмиема литосфера приблизително 130 mg / т. Кадмият е толкова малко в дълбините на нашата планета, което дори се смята за рядка Германия 25 пъти повече! Приблизително същите съотношения на кадмий и с други редки метали: берилий, цезий, скандий и индий. Кадмият е близо до разпространението на антимон (2 10-5%) и отново са два пъти повече от живак (8 10-6%).

За четиридесет и осмия елемент, миграцията в горещи подземни води заедно с цинк (кадмий се съдържа под формата на изоморфни примеси в много минерали и винаги в цинковите минерали) и други хилифилни елементи, т.е. химични елементи, предразположени към образуването на естествени Сулфиди, селен, телевизионни, сулфози и понякога срещани в родното състояние. В допълнение, четиридесет и осмият елемент е съсредоточен в хидротермални седименти. Доста богати на кадмиеви вулканични скали, съдържащи до 0,2 mg кадмий на kg; Сред седиментните скали са най-богатата четиридесет и осма глинен елемент - до 0,3 mg / kg (за сравнение на варовици, кадмий съдържа 0.035 mg / kg, торби с пясък - 0.03 mg / kg). Средното съдържание на кадмий в почвата е 0.06 mg / kg. Също така, този рядък метал присъства във вода - в разтворена форма (сулфат, хлорид, кадмиев нитрат) и се суспендира като част от органо-минералните комплекси. В естествени условия четиридесет и осмият елемент влиза в подземните води в резултат на извличане на цветни метални руди, както и в резултат на разлагане на водни растения и организми, които могат да я натрупват. От началото на 20-ти век антропогенното замърсяване от кадмий на естествените води се превърна в преобладаващия фактор в потока кадмий във вода и почвата. По съдържание на кадмий във вода, значително влияние има рН на средата (в алкалната среда, кадмият попада в утайка под формата на хидроксид), както и сорбционни процеси. Според същата антропогенна причина за кадмий и във въздуха. В провинцията, съдържанието на кадмий във въздуха е 0.1-5.0 ng / m3 (1 ng или 1 нанограм \u003d 10-9 грама), в градове - 2-15 ng / m3, в промишлени зони - от 15 до 150 ng / m3. Предимно влизане в кадмий в атмосферен въздух. Това се дължи на факта, че много въглетии, изгорени върху топлоелектрическите централи, съдържат този елемент. Публикувано от въздух, кадмий навлиза в вода и почва. Използването на минерални торове допринася за увеличаване на съдържанието на кадмий в почвата, тъй като почти всички те съдържат леки примеси на този метал. От водата и почвата кадмий попада в растенията и живите организми и след това върху хранителната верига може да "се доставя" на човека.

Кадмий има собствени минерали: Howlit, CDCO3 Rolls, CDO MODEMPON (съдържа 87.5% CD), Grekenit CD (77.8% CD), Xantochroit CD (H2O) X (77.2% CD) Cadse (47% CD). Въпреки това, те не образуват своите депозити, но присъстват под формата на примеси в цинк, мед, олово и полиметални руди (повече от 50), които са основният източник на промишлено производство на четиридесет и осмия елемент. Освен това основната роля се играе от руди на цинк, където концентрацията на кадмий варира от 0.01 до 5% (в splash zns). В повечето случаи съдържанието на кадмий в суфхалазната последователност не надвишава 0,4 - 0.6%. Кадмий се натрупва в галетин (0.005 - 0.02%), прелита (0.003 - 0.2%), пирит (до 0.02%), халкопирит (0.006 - 0.12%), обаче, от тези сулфиди, кадмий обикновено не се извлича.

Кадмият е в състояние да се натрупва в растения (повечето от всички в гъби) и живите организми (особено във вода), поради тази причина, кадмий може да бъде намерен в породите на морските седименти - Shales (Mansfeld, Германия). Общите световни кадмиеви ресурси се оценяват на 20 милиона тона, промишлени - 600 хиляди тона.

Приложение

Основният потребител на четиридесет и осмия елемент е производството на химични източници на ток: никел-кадмий и сребърно-кадмий батерии, оловни кадмий и живачни-кадмий елементи в резервни батерии, нормални елементи на Уестън. Батериите (AKN), използвани в индустрията на кадмикелите (AKN), са един от най-търсените химически източници на ток. Отрицателните плочи на такива батерии са изработени от железни решетки с гъба кадмий като активен агент, а положителните плочи са покрити с никелов оксид. Като електролит, разтвор на каустик калий (калиев хидроксид) е разтвор. Никел-кадмиевите алкални батерии са по-надеждни от киселинното олово. Източниците на химически ток с използване на кадмии се отличават с дълъг експлоатационен живот, стабилност на работата и високи електрически характеристики. Наред с други неща, презареждането на данните за батериите отнемат по-малко от един час! Въпреки това, AKN не може да се презарежда без пълно предварително освобождаване, а в това те, разбира се, са по-ниски от металохидридните батерии.

Друга широка гама кадмий се прилага защитни антикорозионни покрития върху метали (рамка). Кадмий покритието надеждно предпазва продуктите от желязо и стомана от атмосферната корозия. В миналото, патрифонитерането се произвежда чрез потапяне на метала в разтопен кадмий, съвременният процес се извършва изключително от електролитни. Най-отговорните подробности за въздухоплавателните средства, корабите, както и механизмите, предназначени за работа в условията на тропически климат, са подложени на CADM. Известно е, че някои свойства на цинк и кадмий са сходни, но кадмийното покритие има определени предимства над галванизираната: първо, тя е по-устойчива на корозия, второ, е по-лесно да се направи гладка и гладка. В допълнение, за разлика от цинк, кадмият е стабилен в алкална среда. Caddmitmitted Tin обаче е съвсем широко използвана, но има област, в която използването на покритие от четиридесет и осмия елемент е строго забранено - това хранително-вкусовата промишленост. Това е свързано с високия кадмий. До определен момент разпространението на кадмиеви покрития е ограничено по друга причина - с електролитно приложение на кадмий към стоманената част в метала, водород, съдържащ се в електролита, може да бъде проникнат и, както е известно, този елемент причинява нестабилност на водорода в Високопрекъснати стомани, водещи до неочаквано унищожаване на метал при натоварване. Проблемът успя да реши съветския учен от Института по физическа химия на Академията на науките на СССР. Оказа се, че незначителна добавка на титан (един титанов атом на хиляда кадмиев атоми) предпазва патримонираната стоманена част от появата на чудовища, тъй като титанът в процеса на покритие абсорбира целия водород от стомана.

За десетата от световното производство на света се изразходват за производството на сплави. Малка точка на топене е една от причините за широкото използване на кадмий в ниски летални сплави. Такива, например, е сплав на слюбена, съдържаща 12,5% от четиридесет и осмия елемент. Такива сплави се използват като припои като материал за производство на тънки и сложни отливки, в автоматични противопожарни системи, за стъклени шипове с метал. Запачите, съдържащи четиридесет и осмия елемент, са доста устойчиви на температурни колебания. Друг отличителна черта Кадмиевите сплави са техните високи антифрикционни свойства. Така сплав, съдържаща 99% от кадмий и 1% никел, се използва за производството на лагери, работещи в автомобилни, авиационни и корабни двигатели. Тъй като кадмият не е достатъчно стелажи към действието на киселини, включително органични киселини, съдържащи се в лубриканти, алеите на базата на кадмий са покрити с индий. Мед допинг с добавки с ниска кадмий (по-малко от 1%) ви позволява да направите по-устойчиви на износване кабели върху линиите на електрическия транспорт. Такива незначителни добавки на кадмий могат значително да повишат силата и твърдостта на медта, практически няма влошаване на нейните електрически свойства. Амалгам кадмий (кадмиев разтвор в живак) се използва в зъбната техника за производство на зъбни уплътнения.

В четиридесет век кадмият имаше нова роля - от него имаше регулични и аварийни пръчки от атомни реактори. Причината, поради която четиридесет и осмият елемент се превърна в стратегически материал колкото е възможно по-скоро, той абсорбира топлинните неутрони много добре. Но първият реактор на "атомния век" работиха изключително върху термични неутрони. Само по-късно се оказа, че реакторите на бързи неутрони са по-обещаващи за енергия и да получат ядрено гориво - 239pu и срещу бързи неутрони кадмий е безсилен, той не ги забавя. Въпреки това, по време на реакторите върху топлинни неутрони, кадмият е загубил доминиращата си роля, като я дава на Бор и неговите съединения.

Около 20% от кадмий (под формата на съединения) се използва за получаване на неорганични оцветяващи вещества. CDS кадмиев сулфид е важна минерална боя, която преди това е била наречена кадмиема ураса. Вече в началото на 20-ти век е известно, че можете да получите кадмиев жълт от шест нюанса, вариращ от лимонов жълт до оранжев. Боите, получени едновременно, са устойчиви на слаби основи и киселини и те не са абсолютно чувствителни към сероводород. Бои, базирани на компактдискове в много области - живопис, печат, порцеланови картини, те покриват леки автомобили, които ги предпазват от пара дим. Бои, съдържащи кадмиев сулфид, се използват в производството на текстил и сапун. Въпреки това, понастоящем, доста скъп сулфид на кадмий често се заменя с по-евтини багрила - кадмопон (смес от кадмиев сулфид и бариев сулфат) и цинко-кадмиев литонон (състав, като кадмонтон, плюс цинков сулфид). Друго съединение от четиридесет и осмия елемент - селен кадмиев ед и се прилага като червена боя. Въпреки това, не само в производството на оцветяващи вещества, откриват тяхното използване на съединението от четиридесет и осмия елемент - сулфид кадмий, например, използван също за производството на филм слънчеви батерииефективността на която е около 10-16%. В допълнение, компактдисковете са доста добър термоелектричен материал, който се използва като компонент на полупроводникови материали и фосфорни. Понякога кадмий се използва в криогенна техника, която е свързана с максималната топлопроводимост (по отношение на други метали) в близост до абсолютната нула.

Производство

Основните "доставчици" на четиридесет и осмия елемент са странични продукти за обработка на цинк, медни цинк и оловни цинкови руди. Що се отнася до собствените си кадмиеви минерали, единственият, който представлява интерес за получаване на четиридесет и осмия елемент, е Grekenit CD, така нареченото "разрушаване на кадмий". Grekenit се добива заедно с заблудени при разработването на цинкови руди. В процеса на обработка на кадмий се натрупват в съпътстващите продукти на процеса, откъдето след това се отстранява. При обработката на полиметални руди, както бе споменато по-рано, кадмийът е страничен продукт от производството на цинк. Това са или мед-кадмий kettimi (метални валежи, получени поради пречистване на цинкови сулфатни разтвори на ZNSO4 с действието на цинков прах), който съдържа от 2 до 12% CD, или путка (летливите фракции, образувани по време на дестилацията, получаване на цинк ) съдържащи от 0.7 до 1.1% кадмий. Най-богатите концентрати от четиридесет и осмия елемент, получени по време на дестилационното почистване на цинк, те могат да съдържат до 40% кадмий. От мед-кадмий кекс и други продукти с високо съдържание на четиридесет и осмия елемент, обикновено се извлича със сярна киселина H2SO4 с едновременно аерация на въздуха. Процесът води в присъствието на окислител - манганова руда или револвираща манганова утайка от електрически бани.

В допълнение, кадмий се екстрахира от прах от оловни и медни топене (може да съдържа съответно от 0.5 до 5% и от 0.2 до 0.5% кадмий). В такива случаи прахът обикновено се лекува с концентрирана H2SO4 сярна киселина, а след това полученият кадмиев сулфат се извлича чрез вода. От получения разтвор на кадмиев сулфат, действието на цинков прах се утаява от кадмиема гъба, след което се разтваря в сярна киселина и се пречиства разтворът от примеси към действието на натриев карбонат Na2C03 или Zno цинков оксид, също така е възможно да използват методи за йонообмен. Метал кадмий се изолира чрез електролиза на алуминиеви катоди или оползотворяване с цинк (изместване на CDO кадмиев оксид с CDSO4 разтвори), като се използват центробежни сепаратори. Рафинирането на металния кадмий обикновено е в топенето на метала под алкалния слой (за отстраняване на цинк и олово), възможно е да се използва Na2C03; Рязане с алуминиева стопе (за отстраняване на никел) и амониев хлорид NH4CI (за отстраняване на талий). Високата чистота кадмий се получава чрез електролитно рафиниране с междинно почистване на електролита, което се извършва с помощта на йонообмен или екстракция; Коригиране на метал (обикновено при понижено налягане), заваръчна зона или други методи за кристализация. Комбинирането на гореспоменатите методи за почистване е възможно да се получи метален кадмий със съдържанието на основните примеси (цинк, мед и други) само 10-5% тегловни. В допълнение, за почистване на четиридесет и осмия елемент техники могат да се използват в течен кадмий, електроцепознак в топенето на натриев хидроксид NaOH, електролиза на амалгамата. С комбинация от зона за топене с електрическа барел, заедно с почистването, може да се случи и разделянето на кадмиевите изотопи.

Глобалното производство на кадмийското производство е до голяма степен свързано с мащаба на производството на цинк и през последните десетилетия се е увеличил значително - според данните от 2006 г. в света са произведени около 21 хиляди тона кадмий, а през 1980 г. тази цифра е само 15 хиляди тона. Увеличаването на потреблението на четиридесет и осмия елемент продължава и сега. Основните производители на този метал са страните от Азия: Китай, Япония, Корея, Казахстан. Те представляват 12 хиляди тона общо производство. Големите производители на кадмий могат да се считат за Русия, Канада и Мексико. Изместването на масовото производство на кадмий към Азия се дължи на факта, че в Европа се наблюдава намаляване на използването на четиридесет и осмия елемент и в. \\ T Азиатски регион Напротив, търсенето на никел-кадмий елементи нараства, което принуждава много за превод на производството в азиатските страни.

Физически свойства

Кадмият е сребърен бял метал, хвърлен върху синьо на прясно рязане, но избледнявайки във въздуха поради образуването на защитен оксид филм. Кадмий е доста мек метал - е трудно с калай, но по-мек цинк, е напълно възможно да се отреже нож. В агрегата с мекотата на четиридесет и осмия елемент е важно за индустрията по отношение на качеството, като парче вкус и плаване - тя е перфектно навита в листата и се простират в проводника, без никакви проблеми, това е доведе до полиране. Когато се нагрява над 80 ° С, кадмий губи своята еластичност и толкова много, че може лесно да се унищожи в прах. Твърдостта на кадмий в МОС е равна на две, съгласно солев разтвор (за отгрява се проба) 200-275 mPa. Якост на разтягане 64 mN / m2 или 6.4 kgf / mm2, относително удължение 50% (при температура 20 ° С), добив на 9.8 mPa.

Кадмий има шестоъгълна постепенно опакована кристална решетка с периоди: a \u003d 0.296 nm, c \u003d 0.563 nm, съотношение c / a \u003d 1,882, z \u003d 2, енергията на кристалната решетка 116 μj / kmol. Пространствена група С6 / mmm, атомен радиус 0.156 nm, йонни радиус CD2 + 0.099 nm, атомния обем 13.01 ∙ 10-6 m3 / mol. Род от чист кадмий по време на огъване прави слаб крекинг като калай ("калай вик") - ще бъде потрит от метални микрокристали, но всякакви примеси в метала унищожават този ефект. Като цяло, според своите физически, химически и фармакологични свойства, кадмият принадлежи към група тежки метали, имащи повече прилики с цинк и живак.

Точката на топене на четиридесет и осмия елемент (321.1 ° С) е доста ниска и може да бъде сравнима с температурата на топене (327.4 ° С) или талий (303.6 ° С). Въпреки това, той се различава от температурата на топене, сходни в редица свойства на металите - по-ниски от тези на цинк (419.5 ° С), но по-високи от тези на калай (231.9 ° С). Точката на кипене на кадмий също е ниска - само 770 ° C, което е доста интересно - в олово, както и в повечето други метали, разликата между температурата на топене и кипене е голяма. Така в олово точката на кипене (1 745 ° C) е по-голяма от точката на топене от 5 пъти, и калай, точката на кипене, чиято е 2,620 ° C, 11 пъти точката на топене! В същото време, подобно на кадмий на цинк, има точка на топене от 419.5 ° С с точка на кипене само на 960 ° С. Коефициентът на топлинна експанзия за кадмий е 29.8 10-6 (при температура 25 ° С). Под 0.519 до кадмий става свръхпроводник. Топлинната проводимост на четиридесет и осмия елемент при 0 ° С е 97.55 w / (m k) или 0.233 кал / (виж секундно ° C). Специфичната топлинна мощност на кадмий (при температура от 25 ° С) е 225.02 J / (kg до) или 0.055 kal / (g ° С). Температурен коефициент на електрическо съпротивление на четиридесет и осмия елемент в температурния диапазон от 0 ° С до 100 ° С е 4.3 10-3, специфичното електрическо съпротивление на четиридесет и осмия елемент (при температура 20 ° C) е 7.4 10-8 ом m (7.4 10-6 ома cm). Кадмиев диагностик, неговата магнитна чувствителност -0,176,10-9 (при температура 20 ° C). Стандартен потенциал на електрода -0.403 V. Електричество на кадмий 1.7. Ефективно напречно сечение на улавянето на термични неутрони 2450- 2900-10 ~ 28 m2. Електронна операция на изхода \u003d 4.1 EV.

Плътността (при стайна температура) е четиридесет и осма елемент 8.65 g / cm3, което дава възможност да се припише кадмий към тежки метали. Според класификацията на N. Reemers, металите с плътност над 8 g / cm3 трябва да се считат за тежки. По този начин тежките метали включват PB, CU, ZN, NI, CD, CO, SB, SN, BI, CO, SB, SN, BI, HG. И въпреки че кадмият е по-лек от оловото (плътност 11.34 g / cm3) или живак (13.546 g / cm3), но по-тежка калай (7.31 g / cm3).

Химични свойства

Химичните съединения на кадмий винаги проявяват валентност 2 (конфигурацията на външния електронен слой 5S2) е, че атомите на елементите на страничната подгрупа на втората група (цинк, кадмий, живак), както и в атомите на елементите От медната подгрупа, D-пакет от втория външен електронният слой е напълно запълнен. Въпреки това, елементите на субгрупата на цинката, това SUBLEVEL вече е доста стабилно и отстраняването на електроните от него изисква много високи енергийни разходи. Друг характеристика Елементите на подгрупата на цинк, като се доближават до елементите на медната подгрупа, са тяхната тенденция към сложност.

Както вече беше споменато, четиридесет и осмият елемент се намира в една група от периодична система с цинк и живак, заемане на междинно място между тях, поради тази причина номер химични свойства Всички тези елементи са сходни. Например, оксидите и сулфидите на тези метали са практически неразтворими във вода.

В сухия въздух кадмият е стабилен, но в влажен цвят на метала бавно се образува тънък филм на CDO оксид, който защитава метала от по-нататъшно окисление. Със силна инфекция, кадмият изгаря, също се превръща в кадмиев оксид - кристален прах от светлокафяв до тъмнокафяв (разликата в цветовата схема е частично поради размера на частиците, но е в по-голяма степен в резултат на дефекти на кристална решетка ), CDO плътност 8.15 g / cm3; Над 900 ° C кадмиев оксид на мухата и при 1 570 ° С напълно разположен. Кадмиевите двойки реагират с водни пари с освобождаване на водород.

Киселите взаимодействат с кадмий, за да образуват соли на този метал. HNO3 азотната киселина лесно се разтваря четиридесет и осмия елемент, докато азотният оксид се освобождава и се образува нитратът, който дава CD хидрат (NO3) 2 4H2O. От други киселини - сол и разреден сяра - кадмий бавно измества водород, той се обяснява с това чрез факта, че в реда на подчертава, че четиридесет и осмият елемент струва допълнително цинк, но преди водород. С алкални разтвори, за разлика от цинк, кадмият не взаимодейства. Кадмият възстановява амониевия нитрат NH4NO3 в концентрирани разтвори на нитрита на амониев NH4NO2. Над точката на топене на кадмий е директно свързана с халогени, образувайки безцветни съединения - халид кадмий. CDC12, CDBR2 и CDI2 са много лесно разтворени във вода (53.2% тегловни при 20 ° С), е много по-трудно за разтворим кадмиев флуорид CDF2 (4.06% тегловни при 20 ° C), който не е абсолютно разтворим в етанол . Може да се получи чрез действие на флуор на метал или флуород до кадмиев карбонат. Кадмиев хлорид се получава чрез взаимодействие с кадмий с концентрирана солна киселина или метален хлориране при 500 ° С. Кадмиев бромид се получава чрез метална брома или действие на бромомотодород до кадмиев карбонат. Когато нагряването на кадмий взаимодейства със сиво, образувайки CD сулфид (от лимонов жълт до оранжево-червен), неразтворим във вода и разредени киселини. При сливане на кадмий с фосфор и арсен, според фосфид и арсенида на съставите на CD3P2 и CDS2, с антимон - кадмиев антимонид. С водород, азот, въглерод, силиций и бор, кадмият не реагира. Косните пътеки се получават лесно се разлагат при загрятия хидриден CDH2 и CD3N2 нитрид.

Кадмиевите соли разтвори имат кисела реакция, дължаща се на хидролиза, каустичният алкали се утаява с бял CD (OH) 2 хидроксид. Под действието на много концентрирани алкални разтвори се превръща в хидроксококови режими, като Na2. Кадмиев хидроксид реагира с амоняк, за да образува разтворими комплекси:

CD (OH) 2 + 6NH3 H2O → (OH) 2 + 6H2O

В допълнение, CD (OH) 2 преминава в разтвора под действието на алкални елементи цианиди. Над 170 ° C се разлага в CDO. Взаимодействие с кадмиев хидроксид с водороден пероксид в воден разтвор води до образуването на пероксиди на различни състави.

Кадмий (Кадмий), CD, група от химически елемент II на периодичната система Mendeleeev; Атомно число 48, атомно тегло 112.40; Бял, лъскав, тежък, мек, дъбелен метал. Елементът се състои от смес от 8 стабилни изотопи с масови номера: 106 (1.215%), 108 (0.875%), 110 (12.39%), 111 (12.75%), 112 (24.07%), 113 (12, 26%) \\ t ), 114 (28.86%), 116 (7.58%).

Историческа справка. През 1817 г. германският химик Е. Стромеър, с преразглеждане на една от аптеките, откри, че цинков карбонат там съдържа смес от неизвестен метал, който се отлага като сероводород селхид. Strogeer нарече отворения метален кадмий на открито (от гръцки. Kadmeia е нечист цинков оксид, също цинков руда). Независимо от него, немски учени К. Херман, К. Карстен и В. Майанн отвориха кадмий в силезийски цинкови руди през 1818 година.

Разпространението на кадмий в природата. Кадмият е рядък и разпръснат елемент с литросфера на Кларк 1.3 · 10 -5% тегловни. За кадмий, миграция в горещи подземни води заедно с цинк и други хилифилни елементи и концентрация в хидротермални отлагания. Минерал Sfellerite ZnS съдържа до 0.5-1% CD, доколкото е възможно до 5%. По-рядко срещат компактдискове Grekenit. Концентрати на кадмий в породите на морския седимент - шисти (Mansfeld, Германия), в пясъчници, в които тя е свързана и с цинк и други хилифилни елементи. Трима много редки независими кадмиеви минерали са известни в биосферата - CDCO 3 карбонат (поставя), CDO оксид (монитонит) и селенид на CDSE.

Физически свойства на кадмий. Кристална решетка на кадмиев хексагонал, А \u003d 2.97311 А, С \u003d 5,60694 Å (при 25 ° С); Atomic Radius 1.56 Å, ION RADIUS CD 2+ 1.03Å. Плътност от 8.65 g / cm 3 (20 ° C), t 320.9 ° C, t kip 767 ° С, термичен разширителен коефициент 29.8 · 10 -6 (при 25 ° С); топлопроводимост (при 0 ° С) 97.55 w / (m · k) или 0.233 kal / (cm · сек · ° С); специфична топлина (при 25 ° С) 225.02 J / (kg · k) или 0.055 kal / (r · ° C); Специфична електрическа устойчивост (при 20 ° С) 7.4 · 10 -8 ома · m (7.4 · 10 -6hh · cm); Температурен коефициент на електрически устойчив 4.3 · 10 -3 (0-100 ° C). Якост на опън 64 mn / m 2 (6.4 kgf / mm 2), относително удължаване 20%, твърдост на Brinell 160 mN / m 2 (16 kgf / mm 2).

Химични свойства на кадмий. В съответствие с външната електронна конфигурация на 4D 10 5S 2 атом 2, кадмиевата валентност в връзките е 2. Кадмият въздух ще попълни въздуха, покрит с тънък CDO оксид филм, който предпазва метала от по-нататъшно окисление. Със силно отопление във въздуха, кадмият съчетава в CDO оксид - кристален прах от светлокафяв до тъмнокафяв цвят, плътност от 8.15 g / cm3; При 700 ° C cdo се извинява без топене. Кадмият директно се свързва с халогени; Тези съединения са безцветни; CDC12, CDBr2 и CDI2 са много лесно разтворими във вода (около 1 част от безводна сол в 1 част на вода при 20 ° С), CDF2 е по-твърда (1 част в 25 части вода). Със сив кадмий, CD-сулфид от лимонов жълт до оранжево-червен цвят, неразтворим във вода и разредени киселини. Кадмият се разтваря лесно в азотна киселина с освобождаване на азотни оксиди и образуването на нитрат, което дава CD хидрат (NOA) 2 · 4Н20. от киселини - водород и разреден сяра кадмий бавно, когато се изпарява на разтвори, 2CDC12 хидрати се кристализират. 5Н20 и 3CDS04 · 8H2O. соли на кадмиеви соли имат кисела реакция, дължаща се на хидролиза; каустично алкално утайка бял CD (ОН) 2 хидроксид, неразтворим в излишния реагент; Обаче, при действието на концентрираните алкални разтвори на CD (ОН) 2, бяха получени хидроксококиси, например Na2. CD 2+ катионът лесно образува сложни йони с амоняк 2+ и с циан 2- и 4-. Известно множество основни, двойни и комплексни соли Кадмий. Кадмиеви съединения от отровни; Особено опасно вдишване на изпаренията на неговия оксид.

Получаване на кадмий. Кадмий се получава от страничните продукти на обработката на цинк, оловно цинк и медни цинкови руди. Тези продукти (съдържащи 0.2-7% кадмий) се третират с разредена сярна киселина, която разтваря кадмий и цинкови оксиди. От разтвора се утаява кадмиев цинков прах; Гуският остатък (смес от кадмий и цинк се разтваря в разредена сярна киселина и отделят кадмий с електролиза на този разтвор. Електролитен кадмий интерпретира под слоя от каустик надра и хвърля в пръчки; Метална чистота - най-малко 99.98%.

Прилагане на кадмий. Метал кадмий се използва в ядрени реактори, за антикорозионни и декоративни покрития, в батерии. Кадмият служи като основа на някои лагери, включва се в състава на ниско топящи се сплави (например дърво сплав). Използват се ниски сплави за стъкло с метал, в автоматични пожарогасители, за тънки и сложни отливки в гипсови форми и др. Кадмиев сулфид (жълт кадмий) - боя за боядисване. Сулфат и амалгам кадмий се използват в нормалния елемент на Уестън.

Кадмий в тялото. Съдържанието на кадмий в растенията е 10-4% (при сухо вещество); При някои животни (гъби, овчар, червеи, иглози и черупки) - 4-10-5 - 3-10 -3% сухо вещество. Открити във всички гръбначни животни. Най-богатата кадмиема черен дроб. Кадмият засяга въглехидратния обмен, върху синтеза в черния дроб на хипривата киселина, върху активността на някои ензими.

Дефиниция

Кадмий - Четиридесет и осми елемент от периодичната таблица. Обозначение - CD от латинския кадмий. Разположен в петия период, групата на IIB. Се отнася до метали. Таксата за ядрото е 48.

Според неговите свойства, кадмият е подобен на цинк и обикновено се съдържа като примес в цинковите руди. Според разпространението в природата, тя е значително по-ниска от цинк: съдържанието на кадмий в земната кора е само около 10 -5% (маса).

Кадмият е сребристо-бял (фиг. 1), мек, прах, барабан. В един ред стрес, това струва допълнително цинк, но преди водорода и измества последната от киселините. Тъй като CD (OH) 2 е слаб електролит, кадмиевите соли са хидролизирани и техните разтвори имат кисела реакция.

Фиг. 1. Кадмий. Външен вид.

Атомно и молекулно тегло на кадмий

Относително молекулярна маса Вещества (M r) е число, което показва колко пъти масата на тази молекула е по-голяма от 1/12 маса на въглеродния атом и. \\ T относително атомно тегло на елемента (A r) - колко пъти средна маса Атомите на химичния елемент са по-големи от 1/12 маса въглероден атом.

Тъй като в свободното състояние на кадмий съществува под формата на единична молекули CD, стойностите на нейните атомни и молекулни маси съвпадат. Те са равни на 112.411.

Кадмиеви изотопи

Известно е, че в природата кадмият може да бъде под формата на осем стабилни изотопа, две от които са радиоактивни (113 cd, 116 cd): 106 cd, 108 cd, 110 cd, 111 cd, 112 cd и 114 cd. Техните масови номера са равни на 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 и 116, съответно. Ядрото на Cadmium изотопен атом 106 CD съдържа четиридесет и осем протони и петдневни неутрони, а останалите изотопи се различават от него само по броя на неутроните.

Йони cadmia.

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

1S 2 2S 2 2g 6 3s 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 6 4D 10 5S 2.

В резултат на химичното взаимодействие на кадмий дава своите собствени валентни електрони, т.е. Това е техният донор и се превръща в положително обвинен йон:

CD 0 -2E → CD 2+.

Молекула и атом на кадмий

В свободното състояние на кадмий съществува под формата на молекули с един пъп. Представяме някои свойства, характеризиращи кадмиевия атом и молекулата:

Кадмий сплави

Кадмий влиза като компонент в някои сплави. Например, медни сплави, съдържащи около 1% кадмий (кадмиев бронз), служат за производството на телеграфни, телефонни, тролейбусни кабели, тъй като тези сплави имат голяма сила и износване от мед. Редица сплави с ниско напрежение, например използвани в автоматични пожарогасители, съдържат кадмий.

Примери за решаване на проблеми

Пример 1.

Пример 2.

Задачата

Какъв комплекс преобладава в разтвор, съдържащ 1 × 10 -2 m кадмий (II) и 1М амоняк?

Решение

В разтвор, съдържащ кадмий и амонячни йони, се налага следното равновесие:

CD2 + NH3 ↔CD (NH3) 2+;

CD (NH3) 2+ + NH3 ↔ CD (NH3) 22+;

CD (NH3) 32 + + NH3 ↔ CD (NH3) 4 2+.

От референтни таблици B 1 \u003d 3.24 × 10 2, b 2 \u003d 2.95 × 10 4, b 3 \u003d 5.89 × 10 5, b 4 \u003d 3.63 × 10 6. Като се има предвид това с (NH3) \u003e\u003e C (CD), ние приемаме това \u003d С (NH3) \u003d 1м. Изчислете A 0:

Кадмий - непрочетени токсични и неизвестни
широк кръг сребро опасен метал
Токсични и отровни камъни и минерали

Кадмий (Латинският кадмий се обозначава с CD символ) - елемент с атомен номер 48 и атомната маса 112,411. Той е елемент от странична подгрупа на втората група, петият период на периодичната система на химични елементи d.i. Менделеева. При нормални условия, проста субстанция на кадмий - тежка (плътност от 8.65 g / cm3 - по-лек от уран) мек макуки задвижващ метал сребърна бяла Цветове (не поглъща месото като "Кербер камък" на област Житомир. Украйна не е оксид на уран леля, кафяв опасен камък). На снимката - сулфид Кадмия, grekenit (Земни корички жълт цветове).

Естественият кадмий се състои от осем изотопа, шест от които са стабилни: 106cd (изотопно разпространение 1.22%), 108CD (0.88%), 110 ис (12.39%), 111 ° С (12,75%), 112сd (24, 07%), 114сd (28,85), 114сd (28,85), 114сd (28.85) %). За два други естествени изотопа е установено радиоактивност: 113CD (изотопно разпространение 12.22%, β-гниене с полуживот 7.7 ∙ 1015 години) и 116CD (изотопно разпространение от 7.49%, двойно β-гниене с полуживот 3.0 ∙ 1019 години).

Кадмият на периодичната система е частично описан от германския професор Фридрих Стромейер през 1817 г. (отличителен от цинк). Разпоредбите на Magnedurguga в проучването на лекарства, съдържащи цинков оксид Zno, подозирал присъствието на арсен (катализатор за оксия от сулфид). Тъй като цинков оксид е част от много мехлеми, прахове и емулсии, използвани в различни кожни заболявания, които стриктно отхвърлят продажбата на подозрителни наркотици.

Естествено, производителят на наркотиците, защита на лични интереси, поиска преглед. В ролята на експерта говореше Стродел. Той подчерта кафявия кафяв оксид от Zno, възстановява го с водород и получи сребристо-бял метал, който им се нарича "кадмий" (от гръцки. Kadmeia - цинков оксид, също цинков руда). Независимо от професора, кадмият на Silesian ores (сателит) е открит в група учени - К. Херман, К. Карстен и В. Майснер през 1818 година.

Кадмий абсорбира бавните неутрони, поради тази причина кадмиите се използват в ядрени реактори за регулиране на скоростта на верижната реакция (чернобил). Кадмий се използва в алкални батерии, влизат като компонент в някои сплави. Например, медните сплави, съдържащи около 1% CD (кадмиев бронз), се сервират за производство на телеграфни, телефонни, тролейбусни и трамвайни проводници, метро кабели, тъй като тези сплави имат по-голяма издръжливост и износоустойчивост от мед.

Грекит (жълти лепила) на калцит. Юн-Нан, Китай. 7x5 cm. Снимка: A.A. Евсеев.

Редица ниско топящи се сплави, например, използвани в пожарогасители, съдържат кадмий. В допълнение, кадмий е част от нестандартни сплави за бижута (запояване след изпаряване на компонента на амалгама от температурата на амалгамовите сплави, забранени в отворена продажба - амалгам злато, сребро и платина с отровен живак).

Този метал се използва за кадри стоманени продукти, защото носи оксиден филм със защитно действие на повърхността му. Факт е, че в морската вода и в редица други медии, рамки са по-ефективни от цинк. Кадмият има дълга история на използване в хомеопатично (основно лечение на билки и микродоса - така наречените. "Биологично активни добавки в храните" - хранителни добавки и храна за животни) лекарство. Кадмиевите съединения са широко използвани - кадмиев сулфид се използва за производството на жълта боя и оцветени очила, а кадмиев флуорообразен - поток, използван за запояване алуминий и други метали.

Кадмий е открит в тялото на гръбначни животни (кости, лигаменци, сухи плитки и мускули), е установено, че засяга въглеродния обмен, активността на редица ензими и синтеза на хипривата киселина в черния дроб. Въпреки това, съединенията на кадмий отровни и самият метал са канцероген. Особено опасно вдишване на парен кадмиев оксид CDO, често са често срещани смъртни случаи. Проникването на кадмий в стомашно-чревния тракт е вредно и проникването на отравяне на смъртта не е фиксирано, най-вероятно това се дължи на факта, че тялото се стреми да се отърве от токсин (повръщане).

Биологични свойства

Оказва се, че кадмият присъства в почти всички живи организми - в наземно съдържание на кадмий от около 0.5 mg на 1 кг маса, в морските организми (гъби, червата, иглинар, червеи Тихи океан) - от 0.15 до 3 mg / kg, съдържанието на кадмий в растенията е около 10-4% (при сухо вещество). Въпреки наличието на кадмий в повечето живи организми, неговото специфично физиологично значение не е напълно установено (растежен хормон). Учените успяха да разберат, че този елемент засяга въглехидратния обмен, върху синтеза в черния дроб на хипривата киселина, върху активността на редица ензими, както и в обмен в тялото на цинк, мед, желязо и калций (любим Каменни спортисти-културисти, увеличаване на мускулната маса и укрепване на костите в спорта - в Microdos).

Грекит (жълт). Кърли вук., О. Ituurup, kuryly, Русия. Снимка: A.A. Евсеев.
Може да се издаде на талк, сяра и други подобни на минералите на Гриленхит

Има предложение, основано на изследване, че микроскопското квадмията в храната може да стимулира растежа на тялото в бозайниците. Поради тази причина учените отдавна смятат кадмий до условно съществени микроелементи, т.е. от жизненоважно значение, но токсичен в определени дози. Тялото на здрав човек съдържа малко количество кадмий. Скорост в стария гръцки и древните римски епос - Кадми. (място търговска отрова В югоизточната част на Европа ("Щит на портите на Цареграда", Истанбул), в Гърция (портики и амфитеки) и в Средиземно море в близост до Турция - наркотици). На жаргон Проекти и разработчици на камъни кадмий Наречен " змия отрова" (жаргон).

Кадмият се отнася до най-много токсични тежки метали - в Русия (метрология) тя се дължи на втория клас на опасност - силно опасни вещества, които включват антимон, стронций, фенол и други отравящи вещества (еквивалент ADR опасни товари N 6 - отрова, череп и кости в Робе). В бюлетина на Руската федерация по екологична безопасност и технологии за транспортиране на отрови "Проблеми на химическата безопасност" от 29 април 1999 г., кадмият се появява като "най-опасният екотоксикант в началото на хилядолетието"!

В по-голямата си част кадмият в тялото е в свързаното състояние - в комплекс с протеин-металунтуин - това е един вид защитен механизъм, реакцията на тялото към присъствието на тежки метал. При такава форма на кадмий по-малко токсични, дори в съответната форма, тя не става безвредна - този метал се натрупва през годините, способна е да наруши бъбречната работа и увеличената вероятност за бъбречни камъни. Той е много по-опасен за кадмий, разположен в йонна форма, защото е химически много близо до цинк и е способен да го замени в биохимични реакции, действащ като псевдо-активатор или, напротив, инхибитори на протеини, съдържащи цинк и ензими.

Кадмият се свързва с цитоплазмения и ядрения материал на клетките на живия организъм и ги поврежда, променя активността на много хормони и ензими, което се обяснява с способността му да свързва сулфхидрилни (-Ср) групи. В допълнение, кадмий, поради близостта на йонни радиуси калций и кадмий, може да замени калций в костната тъкан. Същата ситуация с желязо, която кадмият също може да замени. Поради тази причина липсата на калций, цинк и желязо в организма може да доведе до увеличаване на смилането на кадмий от стомашно-чревния тракт до 15-20%. Смята се, че безвредната дневна доза кадмий за възрастен е 1 μg кадмий на 1 кг собствено тегло, големи количества кадмий са изключително опасни за здравето.

Какви са механизмите за допускане на кадмий и неговите съединения в организма? Отравянето се случва, когато се консумира вода (PDC за питейна вода е 0.01 mg / l), замърсена с кадмиеви отпадъци, както и при консумация на зеленчуци и зърно, растящи на земите, разположени в близост до петролни рафинерии и металургични предприятия. Особено опасно е да се използват гъби от такива територии, тъй като те, според някаква информация, са в състояние да натрупат повече от 100 mg кадмий върху kg собствено тегло. Пушенето е друг източник на кадмий в тялото, както с тютюнопушенето, така и на хората около него, защото металът е в тютюнев дим.

Характерните признаци на хронично отравяне с кадмий са, както бе споменато по-рано, увреждане на бъбреците, мускулни болки, костно синтез, анемия. Острото хранително отравяне с кадмий се случва, когато големи еднократни дози са допуснати с храна (15-30 mg) или с вода (13-15 mg). В същото време има признаци на остър гастроентерит - повръщане, болка и гърчове в епигастричния регион, обаче, случаите на смъртоносно отравяне на кадмиевите съединения, които са попаднали в тялото с храна, науката са неизвестни, но смъртното еднократно Дозата може да бъде 350-3500 mg.

Много по-опасно от кадмий отравяния при вдишване на парата (CDO) или прах, съдържащ кадмий (като правило, това се случва на използването на производството на кадмий) - прилича на течен живак и червен цин (за токсичност). Симптомите на такова отравяне са подуване на белите дробове, главоболие, гадене или повръщане, втрисане, слабост и диария (диария). В резултат на такова отравяне бяха записани смъртни случаи.

Антидотът в отравяне с кадмий е селен, който помага за намаляване на смилаемостта на кадмий (работещ на копирни машини и принтери в съвременните центрове за данни и зареждане с гориво за офис оборудване). Въпреки това все още се изисква балансирано приемане на селен, това се дължи на факта, че излишъкът от него в тялото води до намаляване на съдържанието на сяра (образува сяра сулфид - го свързва) и това определено ще доведе до това че кадмият отново ще се приеме от тялото.

Интересни факти

Установено е, че една цигара съдържа от 1 до 2 μg кадмий. Оказва се, че човек, който пуши опаковка цигари за деня (20 бр.), Получава около 20 μg кадмий! Опасността се крие във факта, че смилаемостта на кадмий през белите дробове максимум - От 10 до 20%, така че в тялото на пушачите абсорбира от 2 до 4 μg кадмий с всяка опаковка цигари! Канцерогенният ефект на никотина, съдържащ се в тютюневия дим, обикновено се свързва с присъствието на кадмий и не се забавя дори и с въглищни филтри - рак на белия дроб.

Пример за хронично отравяне от кадмий с множество фатални резултати е описан в края на 50-те години на 20-ти век. На територията на Япония бяха записани случаи на болестта, които местните жители наричат \u200b\u200b"Итай-Итай" ("Италианска болест"), които също могат да бъдат прехвърлени към местен диалект, като "о, колко боли!" (отравяне). Симптомите на заболяването са силни лумбални болки, които, както по-късно се оказаха, бяха причинени от необратими бъбречни лезии; Силна болка в мускулите. Широко разпространеното разпространение на болестта и неговия сериозен поток са причинени от голямото замърсяване на околната среда в Япония по това време и спецификата на японското хранене (ориз и морски дарове натрупват голямо количество кадмий). Установено е, че болестта на това заболяване се използва около 600 μg кадмий дневно!

Дървената сплав (дърво метал), съдържаща 50% бисмут, 12,5% калай, 25% олово, 12.5% \u200b\u200bкадмий, може да се разтопи в кипяща вода. Сплавта е измислена през 1860 г. от инженера на Дъруд Б. .wood) Няколко любопитни факти са свързани с тази леки вълна сплав: първо, първите букви на дървесните компоненти образуват восъчното съкращение, и второ, изобретението се приписва и на един-фасилитатор B.VUDA - американска физика Робърт Williams Voodoo, който е роден осем години по-късно (на вака, същата година).

Не толкова отдавна, кадмият на периодичната система влезе в "оръжията" на милицията и престъпниците: с помощта на най-подходящия слой кадмий, напръскан върху изследваната повърхност, е възможно да се идентифицират пръстовите отпечатъци на човека.

Учените са създали такъв интересен факт: патримонираната калай в атмосферата на селските райони има значително по-голяма корозивна стабилност, отколкото в атмосфера на индустриални зони. Особено бързо такова покритие се проваля, ако съдържанието на сяра или сярните анхидриди се увеличава във въздуха.

През 1968 г. един от американските здравни служители (д-р Паркол) открива пряка връзка между смъртността от сърдечносъдовите заболявания и съдържанието на кадмий в атмосферата. Към такива заключения той дойде, анализирайки данните от 28 града. В четири от тях - Ню Йорк, Чикаго, Филаделфия и Индиаполис - съдържанието на кадмий във въздуха се оказа по-високо, отколкото в други градове; Делът на смъртните случаи в резултат на сърдечни заболявания е по-висок.

В допълнение към "стандартните" мерки за ограничаване на емисиите на кадмий в атмосферата, водата и почвата (филтър и почистващи препарати в предприятия, отстраняване на жилища и сеитба от такива предприятия), учените разработват нови - обещаващи. Така учените в залива на река Мисисипи кацнаха водни хиацинтни, вярвайки, че с тяхната помощ би било възможно да се почистят вода от елементи като кадмий и живак.

История

Историите са известни много "открития", които са направени по време на фиктивни проверки, ревюта и ревизии. Тези констатации обаче са по-скоро престъпници по природа, отколкото научни. Въпреки това имаше такъв случай, когато одитът започна в крайна сметка доведе до откриването на нов химичен елемент. Това се случи в Германия в началото на XIX век. Областният лекар Р. Ролол провери аптеките на своя район, по време на преразглеждането - в редица аптеки близо до Магдебург - открил цинков оксид, външния вид, който е причинил подозрения и доведе до идеята за съдържанието на арсен в него (фармаколит). В подкрепа на предположенията на лентите, изтегленото лекарство се разтваря и преминава през разтвора на сероводород, което води до падане на жълт утайка, подобен на арсен сулфид. Всички подозрителни лекарства - мехлеми, прахове, емулсии, прахове бяха незабавно изтеглени от продажбата.

Подобна стъпка беше възмутена от собственика на фабриката в овче, която произвеждаше всичките ролеви лекарства. Този предприемач - Херман, като по професия химик, проведе своя собствена експертиза на стоките. След като е опитал изцяло известния арсенал на експериментите с арсен, той е убеден, че неговите продукти са чисти в това отношение, а смущаващият одитор жълт цинков оксид дава желязо.

Уведомяването на резултатите от техните експерименти върху ROL и органите на Хановер Херман поиска независим преглед и пълна "рехабилитация" на неговия продукт. В резултат на това беше решено да се разбере мнението на професор Шрийер, който оглавява катедрата по химия на университета в Гьотинген и на непълно работно време на общия инспектор на всички аптеки в Хановер. Естествено, стридер е изпратен на чек не само цинков оксид, но и други лекарствени лекарства от фабриката на Schendegek, включително цинков карбонат, от който се получава този оксид.

Прочистването на цинков карбонат Znco3, Friedrich Strogeer получи оксид, но не бял, както трябваше да бъде, но жълтеникав. В резултат на по-нататъшни изследвания, тя се оказа, че лекарствата не съдържат нито арсен, като думите, нито желязо, както си мислеше Херман. Причината за необичайния цвят на цвета е напълно различен метал - по-ранен неизвестен и свойствата на много сходни с цинк. Разликата е само, че нейният хидроксид, за разлика от Zn (OH) 2, не е амфотър и е изразил основни основни свойства.

Стросецът нарече новия метал с кадмий, намеквайки със силно сходство на новия елемент с цинк - гръцката дума καδμεια (Kadmeia) отдавна е обозначена цинкови руди (например SMCO3) и цинков оксид. На свой ред, тази дума идва от името на финикиника на кадма, който според легендите е първият, който намери цинков камък и отвори способността си да дава мед (когато го топел от руда) златен цвят. Според древните гръцки митове, имаше още един CADM - герой, който спечели дракона и построи крепостта от врага на земите на врага, около който седем седемят град на косата заобикаляше. На семитските езици "Кадмос" означава "Източна" или "змия" (Фергана, Киргизстан, \\ t Средна Азия - Има места за натрупване на змии), което може да заема името на минерала от местата на своето производство или износ от всяка източна страна или провинция.

През 1818 г. Friedrich Shtriyer публикува подробно описание на метала, чиито имоти вече са успели да изследват добре. В свободна форма новият елемент е бял метал, мек и не много издръжлив, покрит с кафеникав оксид филм. Съвсем скоро, както често се случва, приоритетът на разкачата в откриването на кадмий започна да оспорва, но всички твърдения бяха отхвърлени. Донякъде по-късно, друг химик Кертрен, намери нов елемент в силезийската цинкова руда и го нарече Мелин (от латински мелинус - "жълт като IIVA"). Причината за такова име е цветът на седимента, образуван под действието на сероводород.

За изчезването на Kersten "Меллин" се оказа "кадмият" на rotoger. Още по-късно и други имена бяха предложени на четиридесет и осмия елемент: през 1821 г. Джон предложи да се обади на новия елемент "Claspoith" - в чест на известния химик Мартин Класпрег - разнообразният уран, цирконий и титан, и Хилберт "Yongoniom "- по име, отворено през 1804 астероид юноид. Но колкото и да е голямо заслугите на пляскане пред науката, името му не е било предназначено да получи опора в списъка на химическите елементи: кадмий остава кадмий. Вярно е, че в руската химическа литература от първата половина на XIX век кадмият често се нарича CADM.

Намиране в природата

Кадмий обикновено рядко и по-скоро множествен елемент, средното съдържание на този метал в земната кора (Clark) се оценява с приблизително 1.3 * 10-5% или 1.6 * 10-5% тегл., Оказва се, че в литосферата на кадмий приблизително 130 mg / t. Кадмият е толкова малко в дълбините на нашата планета, което дори се смята за рядка Германия 25 пъти повече! Приблизително същите съотношения на кадмий и с други редки метали: берилий, цезий, скандий и индий. Кадмият е близо до разпространение на антимон (2 * 10-5%) и отново са два пъти, отколкото живак (8 * 10-6%).

За кадмий, миграция в горещи подземни води заедно с цинк (кадмий се съдържа под формата на изоморфни примеси при много минерали и винаги в цинковите минерали) и други хилифилни елементи, т.е. химични елементи, предразположени към образуването на естествени сулфиди, селениди, телевизионни, сулфози и понякога се срещат в родното състояние. В допълнение, кадмий концентрати в хидротермални седименти. Доста богати на кадмиеви вулканични скали, съдържащи до 0,2 mg кадмий на kg; Сред седиментните скали са най-богатата четиридесет и осма глинен елемент - до 0,3 mg / kg (за сравнение на варовици, кадмий съдържа 0.035 mg / kg, торби с пясък - 0.03 mg / kg). Средното съдържание на кадмий в почвата е 0.06 mg / kg.

Също така, този рядък метал присъства във вода - в разтворена форма (сулфат, хлорид, кадмиев нитрат) и се суспендира като част от органо-минералните комплекси. В природните условия кадмият попада в подземните води в резултат на извличане на цветни метални руди, както и в резултат на разлагане на водни растения и организми, които могат да я натрупват. От началото на 20-ти век антропогенното замърсяване от кадмий на естествените води се превърна в преобладаващия фактор в потока кадмий във вода и почвата. По съдържание на кадмий във вода, значително влияние има рН на средата (в алкалната среда, кадмият попада в утайка под формата на хидроксид), както и сорбционни процеси. Според същата антропогенна причина за кадмий и във въздуха.

В провинцията, съдържанието на кадмий във въздуха е 0.1-5.0 ng / m3 (1 ng или 1 нанограм \u003d 10-9 грама), в градове - 2-15 ng / m3, в промишлени зони - от 15 до 150 ng / m3. Основно, кадмият, който влиза в атмосферния въздух, се дължи на факта, че много въглища, изгорени върху термоизточните инсталации, съдържат този елемент. Публикувано от въздух, кадмий навлиза в вода и почва. Използването на минерални торове допринася за увеличаване на съдържанието на кадмий в почвата, тъй като почти всички те съдържат леки примеси на този метал. От водата и почвата кадмий попада в растенията и живите организми и след това върху хранителната верига може да "се доставя" на човека.

Кадмий има собствени минерали: Howlit, CDCO3 Rolls, CDO MODEMPON (съдържа 87.5% CD), Grekenit CD (77.8% CD), Xantochroit CD (H2O) X (77.2% CD) Cadse (47% CD). Въпреки това, те не формират своите депозити, но присъстват под формата на примеси в цинк, мед, олово и полиметални руди (повече от 50), които са основният източник на индустриално производство на кадмий. Освен това основната роля се играе от руди на цинк, където концентрацията на кадмий варира от 0.01 до 5% (в splash zns). В повечето случаи съдържанието на кадмий в суфхалазната последователност не надвишава 0,4 - 0.6%. Кадмий се натрупва в галенит (0.005 - 0.02%), поправка (0.003 - 0.2%), пирит (до 0.02%), халкопирит (0.006 - 0.12%), от тези сулфиди, кадмийът се екстрахира.

Приложение

Основният потребител на кадмий е производството на химически токови източници: никел-кадмий и сребърно-кадмий батерии, оловни кадмий и живачни кадмий в резервни батерии, нормални елементи на Уестън. Батериите (AKN), използвани в индустрията на кадмикелите (AKN), са един от най-търсените химически източници на ток.

Отрицателните плочи на такива батерии са изработени от железни решетки с гъба кадмий като активен агент, а положителните плочи са покрити с никелов оксид. Като електролит, разтвор на каустик калий (калиев хидроксид) е разтвор. Никел-кадмиевите алкални батерии са по-надеждни от киселинното олово. Източниците на химически ток с използване на кадмии се отличават с дълъг експлоатационен живот, стабилност на работата и високи електрически характеристики. Наред с други неща, презареждането на данните за батериите отнемат по-малко от един час! Въпреки това, AKN не може да се презарежда без пълно предварително освобождаване, а в това те, разбира се, са по-ниски от металохидридните батерии.

Известно е, че някои свойства на цинк и кадмий са сходни, но кадмийното покритие има определени предимства над галванизираната: първо, тя е по-устойчива на корозия, второ, е по-лесно да се направи гладка и гладка. В допълнение, за разлика от цинк, кадмият е стабилен в алкална среда. Caddmitdmit Tin обаче е съвсем широко използвана, но има област, в която използването на кадмиево покритие е строго забранено, е хранителната промишленост. Това е свързано с високия кадмий.

До определен момент разпространението на кадмиеви покрития е ограничено по друга причина - с електролитно приложение на кадмий към стоманената част в метала, водород, съдържащ се в електролита, може да бъде проникнат и, както е известно, този елемент причинява нестабилност на водорода в Високопрекъснати стомани, водещи до неочаквано унищожаване на метал при натоварване. Проблемът успя да реши съветския учен от Института по физическа химия на Академията на науките на СССР. Оказа се, че незначителна добавка на титан (един титанов атом на хиляда кадмиев атоми) предпазва патримонираната стоманена част от появата на чудовища, тъй като титанът в процеса на покритие абсорбира целия водород от стомана.

Друга отличителна черта на кадмиевите сплави е техните високи антифрикционни свойства. Така сплав, съдържаща 99% от кадмий и 1% никел, се използва за производството на лагери, работещи в автомобилни, авиационни и корабни двигатели. Тъй като кадмият не е достатъчно стелажи към действието на киселини, включително органични киселини, съдържащи се в лубриканти, алеите на базата на кадмий са покрити с индий. Мед допинг с добавки с ниска кадмий (по-малко от 1%) ви позволява да направите по-устойчиви на износване кабели върху линиите на електрическия транспорт. Такива незначителни добавки на кадмий могат значително да повишат силата и твърдостта на медта, практически няма влошаване на нейните електрически свойства. Амалгам кадмий (кадмиев разтвор в живак) се използва в зъбната техника за производство на зъбни уплътнения.

В четиридесет век кадмият имаше нова роля - от него имаше регулични и аварийни пръчки от атомни реактори. Причината, поради която кадмиите в най-краткия термин станаха стратегически материал, беше, че той абсорбира много добре термичните неутрони. Но първият реактор от началото на атомния век работиха изключително върху термични неутрони. По-късно се оказа, че реакторите на бързи неутрони са по-обещаващи за енергия и да получат ядрено гориво - 239pu и срещу бързи неутрони кадмият е безсилен, той не ги забавя. По време на реакторите на топлинни неутрони, кадмият е загубил доминиращата си роля, като я дава на Бор и неговите съединения (реални - въглища и графит).

Бои, базирани на компактдискове в много области - живопис, печат, порцеланови картини, те покриват леки автомобили, които ги предпазват от пара дим. Бои, съдържащи кадмиев сулфид, се използват в производството на текстил и сапун. Въпреки това, понастоящем, доста скъп сулфид на кадмий често се заменя с по-евтини багрила - кадмопон (смес от кадмиев сулфид и бариев сулфат) и цинко-кадмиев литонон (състав, като кадмонтон, плюс цинков сулфид).

Друга кадмиема връзка - CDSE кадмиев сален - нанесете като червена боя. Въпреки това, не само в производството на оцветяващи вещества, установено, че използването им на кадмиев съединение - сулфид кадмий, например, се използва и за производството на филмови слънчеви клетки, чиято ефективност е около 10-16%. В допълнение, компактдисковете са доста добър термоелектричен материал, който се използва като компонент на полупроводникови материали и фосфорни. Понякога кадмият се използва в криогенна техника, която е свързана с максималната топлопроводимост (по отношение на други метали) в близост до абсолютната нула (вакуум).

Производство

Основните "доставчици" на кадмий са страничните продукти на обработката на цинк, мед-цинк и оловни руди. Що се отнася до собствените минерали на кадмий, единственият интерес към получаването на кадмий е Grekenit CD, така нареченият "кадмий измама". Grekenit се добива заедно с заблудени при разработването на цинкови руди. В процеса на обработка на кадмий се натрупват в съпътстващите продукти на процеса, откъдето след това се отстранява.

При обработката на полиметални руди, както бе споменато по-рано, кадмият често е страничен продукт от производството на цинк. Това са или мед-кадмий kettimi (метални валежи, получени поради пречистване на цинкови сулфатни разтвори на ZNSO4 с действието на цинков прах), който съдържа от 2 до 12% CD, или путка (летливите фракции, образувани по време на дестилацията, получаване на цинк ) съдържащи от 0.7 до 1.1% кадмий.

Най-богатите концентрати от четиридесет и осмия елемент, получени по време на дестилационното почистване на цинк, те могат да съдържат до 40% кадмий. От мед-кадмий кекс и други продукти с високо съдържание на кадмий обикновено се извлича със сярна киселина H2SO4 с едновременно аерация на въздуха. Процесът води в присъствието на окислител - манганова руда или револвираща манганова утайка от електрически бани.

Метал кадмий се изолира чрез електролиза на алуминиеви катоди или оползотворяване с цинк (изместване на CDO кадмиев оксид с CDSO4 разтвори), като се използват центробежни сепаратори. Рафинирането на металния кадмий обикновено е в топенето на метала под алкалния слой (за отстраняване на цинк и олово), възможно е да се използва Na2C03; Рязане с алуминиева стопе (за отстраняване на никел) и амониев хлорид NH4CI (за отстраняване на талий).

Високата чистота кадмий се получава чрез електролитно рафиниране с междинно почистване на електролита, което се извършва с помощта на йонообмен или екстракция; Коригиране на метал (обикновено при понижено налягане), заваръчна зона или други методи за кристализация. Комбинирането на гореспоменатите методи за почистване е възможно да се получи метален кадмий със съдържанието на основните примеси (цинк, мед и други) само 10-5% тегловни. В допълнение, техники в течен кадмий, електроцепция в стопяването на натриев хидроксид, амалгамна електролиза, могат да се използват за почистване на кадмий. С комбинация от зона за топене с електрическа барел, заедно с почистването, може да се случи и разделянето на кадмиевите изотопи.

Големите производители на кадмий могат да се считат за Русия, Канада и Мексико. Изместването на масовото производство на кадмий към Азия се дължи на факта, че в Европа се наблюдава намаляване на използването на кадмий и в азиатския регион, напротив, търсенето на никел-кадмий елементи нараства, което причинява много хора да превод на производството в азиатските страни.

Физически свойства

Когато се нагрява над 80 o C кадмий губи своята еластичност и толкова много, че може лесно да се унищожи в праха. Твърдостта на кадмий в МОС е равна на две, съгласно солев разтвор (за отгрява се проба) 200-275 mPa. Якост на разтягане 64 mN / m2 или 6.4 kgf / mm2, относително удължение 50% (при температура 20 ° С), якостта на добива е 9.8 mPa.

Родът от чист кадмий по време на огъване прави слаба пукнатина като калай ("калай вик") - ще се втрие около други метални микрокристали, но всякакви примеси в метала унищожават този ефект. Като цяло, според своите физически, химически и фармакологични свойства, кадмият принадлежи към група тежки метали, имащи повече прилики с цинк и живак.

Точката на топене на кадмий (321.1 ° С) е доста ниска и може да бъде сравнима с температурата на топене (327.4 ° С) или талий (303.6 ° С). Въпреки това, тя се различава от температурата на топене, подобни на редица свойства на металите - по-ниски от тези на цинк (419.5 ° С), но по-високи от тези на калай (231.9 ° С). Точката на кипене на кадмий също е ниска - само 770 ° С, което е доста интересно - в олово, както и в повечето други метали, разликата между температурата на топене и кипене е голяма.

Така че в оловото на кипене точка (1 745 ° С) е по-голяма от точката на топене от 5 пъти, и калай, точката на кипене, която е 2,620 ° C, 11 пъти точката на топене! В същото време, подобно на кадмий на цинк, има точка на топене от 419.5 ° С с точка на кипене само на 960 ° С. Коефициентът на топлинна експанзия за кадмий е 29.8 х 10-6 (при температура 25 ° С) . Под 0.519 до кадмий става свръхпроводник. Кадмий топлопроводимост при 0 ° С е 97.55 w / (m * k) или 0.233 kal / (cm * sec * o c).

Специфичната топлинна мощност на кадмий (при температура 25 ° С) е равна на 225.02 J / (kg * k) или 0.055 кал / (g * ° С). Температурният коефициент на електрическо съпротивление на кадмий в температурния диапазон от 0 ° С до 100 ° С е 4.3 х 10-3, електрическата съпротивление на кадмий (при температура 20 ° С) е 7.4 * 10-8 ома * m (7.4 * 10-6 ома * cm). Кадмиев диагностик, неговата магнитна чувствителност -0,176,10-9 (при температура 20 ° С). Стандартен потенциал на електрода -0.403 V. Електричество на кадмий 1.7. Ефективно напречно сечение на улавянето на термични неутрони 2450- 2900-10 ~ 28 m2. Електронна операция на изхода \u003d 4.1 EV.

Плътността (при стайна температура) кадмий е 8.65 g / cm3, което дава възможност да се припише кадмий към тежки метали. Според класификацията на N. Reemers, металите с плътност над 8 g / cm3 трябва да се считат за тежки. По този начин тежките метали включват PB, CU, ZN, NI, CD, CO, SB, SN, BI, CO, SB, SN, BI, HG. И въпреки че кадмият е по-лек от оловото (плътност 11.34 g / cm3) или живак (13.546 g / cm3), но по-тежка калай (7.31 g / cm3).

Химични свойства

Химичните съединения на кадмий винаги проявяват валентност 2 (конфигурацията на външния електронен слой 5S2) е, че атомите на елементите на страничната подгрупа на втората група (цинк, кадмий, живак), както и в атомите на елементите От медната подгрупа, D-пакет от втория външен електронният слой е напълно запълнен. Въпреки това, елементите на субгрупата на цинката, това SUBLEVEL вече е доста стабилно и отстраняването на електроните от него изисква много високи енергийни разходи. Друга характеристика на елементите на цинската подгрупа, която се приближава към елементите на медната подгрупа, е склонността към комплекса.

Както вече споменахме, кадмият се намира в една група от периодична система с цинк и живак, заемащо междинно място между тях, поради тази причина редица химични свойства на всички тези елементи са сходни. Например, оксидите и сулфидите на тези метали са практически неразтворими във вода.

В сухия въздух кадмият е стабилен, но в влажен цвят на метала бавно се образува тънък филм на CDO оксид, който защитава метала от по-нататъшно окисление. Със силна инфекция, кадмият изгаря, също се превръща в кадмиев оксид - кристален прах от светлокафяв до тъмнокафяв (разликата в цветовата схема е частично поради размера на частиците, но е в по-голяма степен в резултат на дефекти на кристална решетка ), CDO плътност 8.15 g / cm3; Над 900 o с оксид на кадмий на мухата и при 1 570 o, тя е напълно отливана. Кадмиевите двойки реагират с водни пари с освобождаване на водород.

Киселите взаимодействат с кадмий, за да образуват соли на този метал. HNO3 азотната киселина лесно се разтваря кадмий, докато азотният оксид се освобождава и се образува нитратът, който дава CD хидрат (NO3) 2 * 4H2O. От други киселини - сол и разреден сяра - кадмий бавно измества водород, той се обяснява с факта, че в реда на кадмий подчертава, че е допълнително цинк, но преди водород. С алкални разтвори, за разлика от цинк, кадмият не взаимодейства. Кадмият възстановява амониевия нитрат NH4NO3 в концентрирани разтвори на нитрита на амониев NH4NO2.

Над точката на топене на кадмий е директно свързана с халогени, образувайки безцветни съединения - халид кадмий. CDC12, CDBR2 и CDI2 са много лесно разтворени във вода (53.2% тегловни при 20 ° С), е много по-трудно да се реши кадмиев флуорид CDF (4.06% тегловни при 20 ° С), който не е напълно разтворим в етанол. Може да се получи чрез действие на флуор на метал или флуород до кадмиев карбонат. Кадмиев хлорид се получава чрез взаимодействие на кадмий с концентрирана солна киселина или метален хлориране при 500 ° С.

Кадмиев бромид се получава чрез метална брома или действие на бромомотодород до кадмиев карбонат. Когато нагряването на кадмий взаимодейства със сиво, образувайки CD сулфид (от лимонов жълт до оранжево-червен), неразтворим във вода и разредени киселини. При сливане на кадмий с фосфор и арсен, според фосфид и арсенида на съставите на CD3P2 и CDS2, с антимон - кадмиев антимонид. С водород, азот, въглерод, силиций и бор, кадмият не реагира. Косните пътеки се получават лесно се разлагат при загрятия хидриден CDH2 и CD3N2 нитрид.

CD (OH) 2 + 6NH3 * H2O → (OH) 2 + 6H2O

В допълнение, CD (OH) 2 преминава в разтвора под действието на алкални елементи цианиди. Над 170 o c се разлага за CDO. Взаимодействието на кадмиев хидроксид с пероксид (пероксид) на водород във воден разтвор води до образуването на пероксиди (пероксиди) на различни състави.

Използване на материалите на уебсайта http://i-think.ru/

ADR 6.1.
Токсични вещества (отрова)
Опасност от отравяне при вдишване, контакт с кожата или преглъщане. Съставляват опасност за водната среда или канализационната система (подобна на ADR опасни товари за транспортиране на живак, по-малко опасен)
Използвайте маска за аварийно напускане превозно средство
Бял ромб, добавяне на номер, черен череп и кръстосани кости

ADR FISH
Вещества опасни за околната среда (екология, вкл. Топене, разтворими, прахообразни и течливи материали)
Съставляват опасност за водната среда или канализационната система (подобна на ADR опасни товари за транспортиране на живак, по-малко опасен)

През есента на 1817 година Когато проверяват някои аптеки на окръг Магдебург в Германия, е открит цинков оксид, който съдържа някакво примес. Областният доктор Р. Ролол подозира присъствието на арсен в него и забранява продажбата на лекарството. Собственикът на фабриката, произвеждаща цинков оксид, К. Херман Не съм съгласен с такова решение и започна да изучава злополучния продукт. В резултат на експериментите си той заключи, че цинков оксид, произведен от неговата фабрика, включва смес от някакъв неизвестен метал. Получените данни на К. Херман, публикувани през април 1818 г. в статията "на силезийския цинков оксид и вероятно все още неизвестен метал, намерен в него." В същото време бе публикуван благоприятното заключение на Е. Стромейер, който потвърди констатациите на Херман и предложи да се обади на новия метален кадмий.

Е. Стродел, който е генералният инспектор на аптеките на провинция Хановер, постави подробна статия за новия метал в друго списание. Статията, дата на 26 април 1818 г., публикувана по въпроса, на обхвата на която е разположена 1817 г. очевидно, това обстоятелство, в комбинация с факта, че крайлето (със съгласието на Херман) даде името на отворения метал и доведе до грешки при определянето като дата, така че авторът на отвора.

Физически свойства.

Кадмий - сребърна бялаСмесване на синьо метален, избледнявайки във въздуха поради образуването на оксиден защитен филм. Точка на топене - 321 ° C, точка на кипене - 770 ° C. Хеликоптерът на чист кадмий при огъване на коричките е като калай, но всякакви примеси в метала унищожават този ефект. Кадмият е труден с калай, но по-мек тирк - може да се нарязва в нож. Когато се нагрява над 80 ° С, кадмият губи еластичността до такава степен, че може да се счупи на прах.

Кадмий формира сплави и съединения с много метали, е добре разтворим в живак.

Общ химична характеристика Кадмий.

Когато се нагрява, окислението става по-интензивно и е възможно запалването на метала. Кадмий на прах лесно се осветява във въздуха с яркочервен пламък, образуващ оксид.

Ако прахният кадмиев прах е енергично смесен с вода, след това е избран водород и може да се открие наличието на водороден пероксид.

Разредени солни и сярна киселини, когато се нагряват, постепенно се възнаграждават с кадмий, подчертаващ водород. Сух хлорид взаимодейства с кадмий при температура 440 ° С. Сухият серен газ реагира и с метала, докато сулфидът на компактдисковия кадмий се образува и частично неговият CDSO 4 сулфат. Азотната киселина, взаимодействието с кадмий в условия на конвенционални разграничава амоняк и при нагряване е азотни оксиди.

Кадмий, за разлика от цинк, не са разтворими в каустични основиНо също така се разтварят в амониев хидроксид. С взаимодействието на кадмий с разтвор на амониев нитрат, образувани нитрати.

Алуминий, цинков и желязо, разместващ кадмий от разтвори на съединенията. Самият той утаява мед и други по-електрооситивни елементи от решения. Когато кадмият се нагрява директно свързан с фосфор, сив, селен, телевизионно и халогени, обаче, за да се получи хидрид и нитрид до директно взаимодействие с водород и азот се провалят.

Най-важните съединения на кадмий.

Оксид КадмияCDO. Възможно е да се получи изгаряне на метал във въздуха или кислород, стрелбата на сулфид или термично разлагане на някои съединения. Това е прах с различен цвят, в зависимост от температурата, при която се получава: зеленикаво-жълт (350-370 ° С), плътно тъмно синьо (800 ° С), кафяво, черно.

Хидроксид кадмийCD.(ОН.) 2 Под формата на бяло списание, утайката се освобождава от решенията на нейните соли под действието на алкали.

Сулфид КадмияКомпактдискове.- едно от най-важните кадмиеви съединения. В зависимост от физикохимичните условия на получаване, тя може да бъде от лимоново жълто до червено.

Халоените Кадмият е доста лесно чрез директно взаимодействие на елементите, както и разтварянето на кадмий, неговия оксид или карбонат в съответните киселини. Всички солеви соли са безцветни кристални вещества.

Кадмия КарбонатCDC.Около 3. Под формата на бяла аморфна седимент отпада от кадмий разтвори, когато към тях добавят алкални карбонати.

Източници на стоки на кадмий. Получаване на кадмий.

Кадмий разпръснати елемент, т.е. Той почти не образува собствени минерали и находищата на такива минерали изобщо не са известни. Кадмий присъства в рудите на други метали в концентрации, които съставляват стотни и хиляди процента. Някои руди, съдържащи 1-1,5% кадмий, се считат за изключително богати на този метал.

Единственият кадмиев минерал, представляващ някакъв интерес, е неговият естествен сулфид - Грекит, или кадмий измама. При разработването на цинкови руди, Grekenit се добива с гориво и пада върху цинковите растения. По време на обработката на кадмий тя се концентрира в някои полупродукти на процеса, от които след това се отстранява.

По този начин кодовете на цинковололни фабрики, оловни и медни-топлотерни растения са реални суровини за кадмий.

За първи път производството е организирано в Горна Силезия през 1829 година

В момента в света се произвеждат над 10 000 тона кадмий годишно.

Прилагане на кадмий.

Основната част от промишлената консумация на кадмий попада върху кадмий защитни покритияЗащита на метали от корозия. Тези покрития имат значително предимство пред никел, цинк или калай, защото Не пикайте от детайлите по време на деформация.

Кадмиевите покрития в някои случаи са по-добри от всички останали: 1), когато са защитени от морска вода, 2) за части, работещи в затворени помещения с висока влажност, 3) за защита на електроконтактите.

Втори обхват на кадмий - производство на сплави. Кадмий сплави Сребърна бяла, пластмаса, добре насочена чрез механична обработка. Кадмий сплави с малки добавки на никел, мед и сребро се използват за превръщането на лагери на мощни кораби, авиационни и автомобилни двигатели.

Медната жица с добавянето на само 1% кадмий е два пъти по-бързо, докато електрическата проводимост се намалява леко.

Сплав мед-кадмий с добавка цирконий има дори голяма сила и се използва за високоволтови линии.

Чист кадмий, благодарение на чудесното имущество - висока част от улавянето на топлинни неутрони, се използва за производство на регулиращи и аварийни пръчки ядрени реактори на бавни неутрони.

В бижута Използвайте златни сплави с кадмий. Промяната на съотношението на компонентите получават различни цветови нюанси.

Никел-кадмий батерииДори напълно изхвърляните не попадат в пълно несъгласие.

Използва се амалгам кадмия в стоматология За производството на печат.

Биологични свойства на кадмий.

Кадмиевите покрития не са разрешени, когато трябва да се свържат с хранителни продукти. Самият метал е нетоксичен, но изключително отровен Кадмиеви разтворими съединения. Освен това, всеки начин за влизане в тялото е опасен и във всяко състояние (разтвор, прах, дим, мъгла). За токсичност кадмият не е по-малък от живак и арсен. Cadmium връзки в потискателно действат нервна система, засягат дихателните пътища и причиняват промени във вътрешните органи.

Големите концентрации на кадмий могат да доведат до остро отравяне: минутен престой в стая, съдържаща 2500 mg / m 3 от съединенията му води до смърт. При остро отравяне симптомите на поражението не се развиват незабавно, но след определен скрит период, който може да продължи от 1-2 до 30-40 часа.

Въпреки токсичността, се доказва, че кадмиевото микроелемент, жизненоважно за развитието на живите организми. Функциите на него са все още неясни. Фодарни растения благоприятно засягат тяхното развитие.