кадмий цогцолборууд. Кадми бол ашигтай боловч маш хортой хүнд металл юм.

Кадми (Латин Кадми, Cd тэмдгээр тэмдэглэгдсэн) нь атомын дугаар 48 ба элемент юм. атомын масс 112.411. Энэ нь хоёрдугаар бүлгийн хоёрдогч дэд бүлгийн элемент, тавдугаар үе юм үечилсэн системДмитрий Иванович Менделеевийн химийн элементүүд. Хэвийн нөхцөлд кадми энгийн бодис нь хүнд (нягт 8.65 г/см3) зөөлөн уян хатан уян хатан мөнгөлөг цагаан шилжилтийн металл юм.

Байгалийн кадми нь найман изотопоос тогтдог бөгөөд тэдгээрийн зургаа нь тогтвортой байдаг: 106Cd (изотопын элбэг дэлбэг байдал 1.22%), 108Cd (0.88%), 110Cd (12.39%), 111Cd (12.75%), 112Cd (24.18.07%),2. %). Өөр хоёр байгалийн изотопын хувьд сул цацраг идэвхт бодис илэрсэн: 113Cd (изотопын элбэг дэлбэг байдал 12.22%, β задралын хагас задралын хугацаа 7.7∙1015 жил) ба 116Cd (изотопын элбэгшил 7.49%, хагас задралын давхар β задрал). 3, 0∙1019 жил).

Тогтмол системийн дөчин найм дахь элементийг 1817 онд Германы профессор Фридрих Стромейер нээсэн бөгөөд энэ нээлтийг санамсаргүй гэж нэрлэж болно. Баримт нь Магдебургийн эм зүйчид цайрын оксид ZnO агуулсан бэлдмэлийг судлахдаа тэдгээрт хүнцэл байгаа гэж сэжиглэж байсан. Цайрын исэл нь арьсны янз бүрийн өвчинд хэрэглэдэг олон тос, нунтаг, эмульсийн найрлагад ордог тул байцаагч нар сэжигтэй бүх эмийг худалдаалахыг эрс хориглов. Мэдээжийн хэрэг, эм үйлдвэрлэгч өөрийн эрх ашгийг хамгаалж, бие даасан шалгалт хийхийг шаардсан. Штромейер шинжээчээр ажилласан. Тэрээр ZnO-аас бор хүрэн ислийг ялгаж, устөрөгчөөр багасгаж, мөнгө цагаан металлыг олж авсан бөгөөд үүнийг "кадми" гэж нэрлэсэн (Грекийн kadmeia - цэвэр бус цайрын исэл, мөн цайрын хүдэр). Профессор Штромейерээс үл хамааран кадмийг Силезийн цайрын хүдэрт Германы хэсэг эрдэмтэд - К.Херманн, К.Карстен, В.Мейснер нар 1818 онд нээжээ.

Кадми нь удаан нейтроныг сайн шингээдэг тул гинжин урвалын хурдыг хянахын тулд цөмийн реакторуудад кадми саваа ашигладаг. Кадми нь шүлтлэг батерейнд ашиглагддаг бөгөөд зарим хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ордог. Жишээлбэл, ойролцоогоор 1% Cd (кадми хүрэл) агуулсан зэс хайлшийг телеграф, телефон утас, троллейбусны утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг, учир нь эдгээр хайлш нь зэсээс илүү бат бөх, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Хэд хэдэн хайлдаг хайлш, жишээлбэл, автомат гал унтраагуурт ашигладаг, дөчин найм дахь элементийг агуулдаг. Үүнээс гадна кадми нь зарим үнэт эдлэлийн хайлшуудад ордог. Энэ металл нь ган бүтээгдэхүүнд кадми бүрэх зориулалтаар ашиглагддаг, учир нь энэ нь гадаргуу дээр оксидын хальс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хамгаалалтын нөлөөтэй байдаг. Далайн ус болон бусад олон төрлийн орчинд кадми бүрэх нь цайрдсанаас илүү үр дүнтэй байдаг. Кадми байдаг урт түүхгомеопатик эмчилгээнд хэрэглэх. Дөчин найм дахь элементийн нэгдлүүд бас өргөн хэрэглээг олж авсан - кадми сульфидыг шар будаг, өнгөт шил хийхэд ашигладаг бөгөөд кадми фтороборат нь хөнгөн цагаан болон бусад металлыг гагнахад ашигладаг чухал урсгал юм.

Кадми нь бүх сээр нуруутан амьтдын биед агуулагддаг бөгөөд нүүрстөрөгчийн солилцоо, олон тооны ферментийн үйл ажиллагаа, элэг дэх гиппурын хүчлийн нийлэгжилтэд нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ. Гэсэн хэдий ч кадми нэгдлүүд нь хортой бөгөөд металл нь өөрөө хорт хавдар үүсгэдэг. Ялангуяа аюултай нь кадми исэл CdO-ийн уураар амьсгалах явдал бөгөөд үхэлд хүргэх тохиолдол цөөнгүй байдаг. Ходоод гэдэсний замд кадми нэвтрэх нь бас хортой боловч үхлийн хордлогын тохиолдол бүртгэгдээгүй бөгөөд энэ нь бие нь өөрөө хорт бодисоос (бөөлжих) салахыг эрмэлздэгтэй холбоотой юм.

Биологийн шинж чанар

Эндээс харахад кадми нь бараг бүх амьд организмд байдаг - хуурай газрын дөчин найм дахь элементийн агууламж 1 кг жинд ойролцоогоор 0.5 мг, далайн организмд (хөвөн, coelenterates, echinoderms, өт) - 0.15-аас байдаг. 3 мг / кг хүртэл, ургамал дахь кадмигийн агууламж ойролцоогоор 10-4% (хуурай бодис дээр) байдаг. Ихэнх амьд организмд кадми байгаа хэдий ч түүний физиологийн онцгой ач холбогдол хараахан батлагдаагүй байна. Эрдэмтэд энэ элемент нь нүүрс усны солилцоо, элэг дэх гиппурийн хүчлийн нийлэгжилт, олон тооны ферментийн үйл ажиллагаа, түүнчлэн бие дэх цайр, зэс, төмөр, кальцийн солилцоонд нөлөөлдөг болохыг олж мэдсэн. Хоолонд агуулагдах микроскопийн хэмжээний кадми нь хөхтөн амьтдын өсөлтийг өдөөдөг гэсэн судалгаа байдаг. Энэ шалтгааны улмаас зарим эрдэмтэд кадмийг болзолт чухал ул мөр элемент, өөрөөр хэлбэл амин чухал боловч тодорхой тунгаар хортой гэж ангилдаг. Төгс эрүүл хүний ​​биед ч багахан хэмжээний кадми агуулагддаг. Гэсэн хэдий ч кадмийг хамгийн хортой хүнд металлын нэг гэж ангилдаг - Оросын SanPiN-ээр үүнийг аюулын 2-р ангид - маш аюултай бодис гэж ангилдаг бөгөөд үүнд сурьма, стронций, фенол болон бусад хорт бодисууд орно. 1999 оны 4-р сарын 29-ний өдрийн "Химийн аюулгүй байдлын асуудал" эмхэтгэлд кадми нь "мянган жилийн зааг дахь хамгийн аюултай эко хор" гэж үзжээ!

Бусад хүнд металлын нэгэн адил кадми нь хуримтлагдсан хор бөгөөд өөрөөр хэлбэл биед хуримтлагдаж чаддаг - түүний хагас задралын хугацаа 10-аас 35 жил байна. Тавин нас хүрэхэд хүний ​​бие 30-50 мг кадми хуримтлуулах чадвартай байдаг. Хүний бие дэх дөчин найм дахь элементийн гол "депо орд" нь бөөр бөгөөд энэ металлын биед агуулагдах нийт хэмжээний 30-60%, элэг (20-25%) байдаг. Дараахь нь кадми бага хэмжээгээр хуримтлуулах чадвартай: нойр булчирхай, дэлүү, гуурсан хоолойн яс болон бусад эрхтэн, эд. Бага хэмжээгээр дөчин найм дахь элемент нь цусанд ч байдаг. Гэсэн хэдий ч хар тугалга, мөнгөн уснаас ялгаатай нь кадми нь тархинд ордоггүй. Ихэнх тохиолдолд бие дэх кадми нь металлотионеины уурагтай хослуулан холбоотой байдаг. хамгаалалтын механизм, хүнд металл байгаа тохиолдолд биеийн хариу үйлдэл. Энэ хэлбэрийн хувьд кадми нь бага хоруу чанартай байдаг холбогдсон хэлбэрЭнэ нь хор хөнөөлгүй болдоггүй - олон жилийн турш хуримтлагдах нь энэ металл нь бөөрний үйл ажиллагааг тасалдуулж, бөөрний чулуу үүсэх магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Илүү аюултай нь кадми нь ион хэлбэртэй байдаг, учир нь энэ нь химийн хувьд цайртай маш ойрхон бөгөөд биохимийн урвалд орлуулж, псевдо-идэвхжүүлэгч эсвэл эсрэгээр цайр агуулсан уураг, ферментийн дарангуйлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Кадми нь эсийн цитоплазм ба цөмийн материалтай холбогдож, тэдгээрийг гэмтээж, олон даавар, ферментийн идэвхийг өөрчилдөг нь сульфгидрил (-SH) бүлгүүдийг холбох чадвартайгаараа тайлбарлагддаг. Нэмж дурдахад, дөчин найм дахь элемент нь кальци ба кадмигийн ионы радиусуудын ойролцоо байдаг тул ясны эдэд кальцийг орлуулах чадвартай байдаг. Кадми нь сольж чаддаг төмрийн хувьд ч мөн адил юм. Энэ шалтгааны улмаас биед кальци, цайр, төмрийн дутагдал нь ходоод гэдэсний замаас кадми шингээх чадварыг 15-20% хүртэл нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Насанд хүрэгчдэд зориулсан кадмигийн хоргүй хоногийн тун нь биеийн жингийн 1 кг тутамд 1 мкг кадми байдаг тул их хэмжээний кадми нь эрүүл мэндэд маш аюултай байдаг гэж үздэг.

Кадми ба түүний нэгдлүүдийн биед орох механизм юу вэ? Ус уух үед хордлого үүсдэг (MPC for ус уух 0.01 мг / л), кадми агуулсан хог хаягдлаар бохирдсон, түүнчлэн газрын тос боловсруулах үйлдвэр, металлургийн үйлдвэрүүдийн ойролцоо байрладаг газарт ургадаг хүнсний ногоо, үр тариа идэх үед. Ийм нутаг дэвсгэрээс мөөгийг хэрэглэх нь ялангуяа аюултай байдаг, учир нь зарим мэдээллээр тэд өөрийн жингийн кг тутамд 100 мг-аас дээш кадми хуримтлуулах чадвартай байдаг. Тамхи нь тамхины утаанд агуулагддаг тул тамхи татдаг хүний ​​өөрийн болон түүний эргэн тойрон дахь хүмүүсийн биед кадми шингээх өөр нэг эх үүсвэр болдог. Онцлог шинж чанаруудКадмийн архаг хордлого нь өмнө дурьдсанчлан бөөрний гэмтэл, булчин өвдөх, ясны эвдрэл, цус багадалт юм. Хүнсний цочмог хордлого нь хоол хүнсээр (15-30 мг) эсвэл усаар (13-15 мг) их хэмжээний нэг тунгаар уухад үүсдэг. Үүний зэрэгцээ цочмог гастроэнтеритийн шинж тэмдэг ажиглагдаж байна - эпигастрийн бүсэд бөөлжих, өвдөх, таталт өгөх боловч хоол хүнсээр бие махбодид орсон кадми нэгдлээр үхлийн хордлогын тохиолдол шинжлэх ухаанд тодорхойгүй боловч ДЭМБ-ын тооцоогоор Үхлийн нэг тун нь 350-3500 мг байж болно. Илүү аюултай нь кадмигийн уур (CdO) эсвэл кадми агуулсан тоосоор амьсгалах замаар хордох явдал юм (дүрмээр бол энэ нь кадми ашиглахтай холбоотой үйлдвэрүүдэд тохиолддог). Ийм хордлогын шинж тэмдэг нь уушигны хаван, толгой өвдөх, дотор муухайрах, бөөлжих, жихүүдэс хүрэх, сулрах, суулгах зэрэг шинж тэмдгүүд юм. Ийм хордлогын улмаас нас барсан тохиолдол бүртгэгдэж байна.

Кадмигийн хордлогын эсрэг эм нь селен бөгөөд дөчин найм дахь элементийн шингээлтийг багасгахад тусалдаг. Гэсэн хэдий ч селенийг тэнцвэртэй хэрэглэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь түүний биед илүүдэл нь хүхрийн агууламж буурахад хүргэдэгтэй холбоотой бөгөөд энэ нь кадми дахин бие махбодид амархан шингэх болно.

Нэг тамхинд 1-2 микрограмм кадми агуулагддаг нь тогтоогдсон. Өдөрт дор хаяж нэг хайрцаг тамхи татдаг хүн дор хаяж 20 микрограмм кадми нэмж авдаг нь харагдаж байна! Аюул нь дөчин найм дахь элементийг уушгинд шингээж авах нь хамгийн их буюу 10-20% байдаг тул тамхины хайрцаг бүрт 2-4 микрограмм кадми тамхи татдаг хүний ​​биед шингэдэг! Тамхины утаанд агуулагдах никотины хорт хавдар үүсгэх нөлөө нь дүрмээр бол кадмитай холбоотой бөгөөд нүүрстөрөгчийн шүүлтүүрээр ч хадгалагддаггүй.

1950-иад оны сүүлээр олон тооны үхэлд хүргэсэн кадмигийн архаг хордлогын жишээг дүрсэлсэн байдаг. Японы нутаг дэвсгэр дээр олон нийтийн өвчний тохиолдол бүртгэгдсэн бөгөөд энэ нь нутгийн иргэд"итай-итай" хочтой бөгөөд үүнийг шууд утгаараа "өө-өө, ямар зовлонтой юм бэ!" гэж орчуулж болно. Өвчний шинж тэмдэг нь нурууны хүчтэй өвдөлт байсан бөгөөд хожим нь бөөрний эргэлт буцалтгүй гэмтлээс үүдэлтэй байв; булчингийн хүчтэй өвдөлт. Өвчин хаа сайгүй тархаж, хүнд явцтай байгаа нь өндөр бохирдлоос үүдэлтэй байв. орчинтухайн үеийн Японд болон Японы хоолны дэглэмийн онцлог (будаа, далайн хоол нь кадми их хэмжээгээр хуримтлагддаг). Өвчтөнүүд илэрсэн хачин өвчинӨдөрт 600 микрограмм кадми хэрэглэдэг!

Кадми нь хамгийн хортой бодисуудын нэг гэж тооцогддог хэдий ч анагаах ухаанд хэрэглээгээ олсон! Тиймээс зүрхний дутагдалтай өвчтөний цээжинд никель-кадми батерейг оруулснаар зүрхний механик өдөөгчийг эрчим хүчээр хангадаг. Ийм батерейны тав тухтай байдал нь өвчтөн дахин цэнэглэх, солихын тулд хагалгааны ширээн дээр хэвтэх шаардлагагүй юм. Зайны цэнэгийг тасалдалгүй ажиллуулахын тулд долоо хоногт нэг удаа тусгай соронзтой хүрэм өмсөхөд ердөө нэг цаг хагасын хугацаанд хангалттай.

Кадми нь гомеопати, туршилтын анагаах ухаанд ашиглагддаг бөгөөд сүүлийн үед хорт хавдрын эсрэг шинэ эм бий болгоход ашиглагдаж байна.

50% висмут, 12.5% ​​цагаан тугалга, 25% хар тугалга, 12.5% ​​кадми агуулсан модны хайлш (Модны металл) нь буцалж буй усанд амархан хайлдаг.Энэ хайлшийг 1860 онд тийм ч алдартай англи инженер Б. Мод (Б.Вуд).Энэ хайлштай холбоотой хэд хэдэн сонирхолтой баримтууд байдаг: нэгдүгээрт, Модны хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эхний үсэг нь WAX гэсэн товчлолыг үүсгэдэг, хоёрдугаарт, шинэ бүтээлийг Б.Вудын нэрээр андуурч холбодог. алдартай Америкийн физикчРоберт Уильямс Вуд, ердөө найман жилийн дараа төрсөн.

Тун удалгүй үечилсэн системийн дөчин найм дахь элемент нь Шотланд Ярдын "зэвсэглэлд" орж ирсэн: шалгаж буй гадаргуу дээр хуримтлагдсан кадмигийн хамгийн нимгэн давхаргын тусламжтайгаар гэмт хэрэгтний хурууны хээг хурдан тодорхойлох боломжтой. .

Эрдэмтэд тогтоосон сонирхолтой баримт: хөдөө орон нутгийн агаар мандал дахь кадми цагаан тугалга нь үйлдвэрлэлийн бүс нутгийн агаар мандлынхаас хамаагүй илүү зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Агаар дахь хүхрийн болон хүхрийн ангидридын агууламж нэмэгдсэн тохиолдолд ийм бүрхүүл нь ялангуяа хурдан бүтэлгүйтдэг.

1968 онд АНУ-ын эрүүл мэндийн ажилтнуудын нэг (Доктор Кэррол) зүрх судасны өвчнөөс үүдэлтэй нас баралт болон агаар мандалд кадмигийн агууламж хоёрын хооронд шууд хамааралтай болохыг олж мэдсэн. Тэрээр 28 хотын мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийснээр ийм дүгнэлтэд хүрсэн байна. Тэдний дөрөвт нь - Нью-Йорк, Чикаго, Филадельфи, Индианаполис - агаар дахь кадмигийн агууламж бусад хотуудаас хамаагүй өндөр байв; зүрхний өвчний улмаас нас барсан хүмүүсийн хувь хэмжээ мөн өндөр байв.

Агаар мандал, ус, хөрсөнд кадмийн ялгаруулалтыг хязгаарлах "стандарт" арга хэмжээнээс гадна (аж ахуйн нэгжийн шүүлтүүр, цэвэрлэгч, ийм аж ахуйн нэгжүүдээс орон сууц, тариалангийн талбайг зайлуулах) эрдэмтэд шинэ, ирээдүйтэй арга хэмжээг боловсруулж байна. Тиймээс Америкийн эрдэмтэд Миссисипи голын буланд усны гиацинт тарьсан бөгөөд тэдний тусламжтайгаар кадми, мөнгөн ус зэрэг хүсээгүй элементүүдээс усыг цэвэршүүлэх боломжтой гэж үзжээ.

Өгүүллэг

Төрөл бүрийн шалгалт, хяналт, засварын явцад хийсэн олон "нээлт" -ийг түүх мэддэг. Гэсэн хэдий ч ийм олдвор нь шинжлэх ухаан гэхээсээ илүү гэмт хэргийн шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч эхэлсэн засварын ажил нь эцэстээ шинэ зүйлийг нээхэд хүргэсэн тохиолдол байсан химийн элемент. Энэ нь 19-р зууны эхээр Германд болсон. Дүүргийн эмч Р.Ролов дүүргийнхээ эмийн сангуудыг шалгаж, шалгалтын үеэр Магдебургийн ойролцоох хэд хэдэн эмийн сангаас цайрын исэл, Гадаад төрхЭнэ нь сэжиг төрүүлж, доторх хүнцлийн агууламжийг санал болгов. Өөрийн таамаглалыг батлахын тулд Ролов хураан авсан эмийг хүчилд уусгаж, хүхэрт устөрөгчийн уусмалаар дамжуулсан нь хүнцэлийн сульфидтэй төстэй шар тунадасыг тунаахад хүргэсэн. Бүх сэжигтэй эм болох тос, нунтаг, эмульс, нунтаг зэргийг шууд худалдаанаас хасав. Ийм алхам нь Роловын татгалзсан бүх эмийг үйлдвэрлэсэн Шенебек дэх үйлдвэрийн эзний дургүйцлийг хүргэв. Энэ бизнесмен Херман химич мэргэжилтэй тул барааг өөрөө шалгажээ. Тухайн үед хүнцэл илрүүлэх туршилтын арсеналыг бүхэлд нь туршиж үзээд түүний бүтээгдэхүүн нь энэ талаараа цэвэр гэдэгт итгэлтэй байсан бөгөөд аудиторыг төөрөлдүүлсэн төмөр нь цайрын ислийн шар өнгөтэй болсон. Туршилтынхаа үр дүнг Ролов болон Ганноверийн эрх баригчдад мэдээлсний дараа Херман хараат бус үзлэг хийж, бүтээгдэхүүнээ бүрэн "нөхөн сэргээх" -ийг шаарджээ. Үүний үр дүнд Гёттингений их сургуулийн Химийн тэнхимийг удирдаж, Ханноверийн бүх эмийн сангийн ерөнхий байцаагчийн албыг нэгэн зэрэг хашиж байсан профессор Стромейерын санал бодлыг олж мэдэхээр шийдэв. Мэдээжийн хэрэг, Стромейерийг зөвхөн цайрын ислийг төдийгүй Шенебекийн үйлдвэрээс гаргаж авсан цайрын карбонат зэрэг бусад цайрын бэлдмэлүүдийг шалгахаар явуулсан. Цайрын карбонат ZnCO3-ийг шохойжуулснаар Фридрих Стромейер исэл авсан боловч байх ёстой шигээ цагаан биш, харин шаргал өнгөтэй болсон. Цаашдын судалгааны үр дүнд уг эмэнд Роловын санал болгосон хүнцэл, Германы бодож байсанчлан төмөр агуулаагүй нь тогтоогджээ. Ер бусын өнгөний шалтгаан нь огт өөр металл байсан - урьд өмнө мэдэгддэггүй байсан бөгөөд шинж чанараараа цайртай маш төстэй байв. Цорын ганц ялгаа нь түүний гидроксид нь Zn (OH) 2-ээс ялгаатай нь амфотер биш боловч үндсэн шинж чанартай байв. Стромейер нэрлэсэн шинэ металлкадми, шинэ элемент нь цайртай маш төстэй болохыг харуулж байна - Грек үг καδμεια (kadmeia) нь цайрын хүдэр (жишээ нь, Smithsonite ZnCO3) болон цайрын оксидыг эрт дээр үеэс тэмдэглэдэг. Хариуд нь энэ үг нь Финикийн Кадмусын нэрнээс гаралтай бөгөөд домог ёсоор цайрын чулууг анх олж, зэсийг (хүдрээс хайлуулах үед) алтан өнгө өгөх чадварыг олж мэдсэн. Эртний Грекийн домогт өгүүлснээр өөр нэг Кадмус байсан - Лууг ялж, түүнд ялагдсан дайсны газар дээр Кадмеус цайзыг барьсан баатар байсан бөгөөд түүний эргэн тойронд долоон хаалгатай том Тебес хот ургасан байв. Семит хэлээр "кадмос" гэдэг нь "зүүн" гэсэн утгатай бөгөөд энэ нь ашигт малтмалын нэрийг аль ч газраас олборлосон эсвэл экспортолсон газраас нь авчирдаг. зүүн улсэсвэл муж. 1818 онд Фридрих Стромейер хэвлэгдсэн Дэлгэрэнгүй тодорхойлолтшинэ металл, түүний шинж чанарыг аль хэдийн сайн судалж байсан. Чөлөөт хэлбэрээрээ шинэ элемент нь цагаан металл, зөөлөн, тийм ч бат бөх биш, дээр нь хүрэн ислийн хальсаар бүрхэгдсэн байв. Тун удалгүй, байнга тохиолддог шиг, Строхмейер кадми илрүүлэхэд тэргүүлэх ач холбогдол өгч эхэлсэн боловч удалгүй бүх нэхэмжлэлийг үгүйсгэв. Хэсэг хугацааны дараа Германы өөр нэг химич Керстен Силезийн цайрын хүдрээс шинэ элемент олж, түүнийг меллин гэж нэрлэсэн (Латин mellinus, "quince шиг шар"). Энэ нэрний шалтгаан нь устөрөгчийн сульфидын нөлөөн дор үүссэн тунадасны өнгө байв. Меллин нь Стромейерийн кадми болж хувирсан нь Керстенийг бухимдуулжээ. Бүр хожим нь дөчин найм дахь элементийн өөр нэрийг санал болгосон: 1821 онд Жон шинэ элементийг уран, циркони, титаныг нээсэн алдарт химич Мартин Клапрот, Гилберт "жунониум" -ын нэрэмжит болгон "klaprotium" гэж нэрлэхийг санал болгов. - 1804 онд олсон астероидын дараа Жуно. Гэвч Клапротын шинжлэх ухаанд оруулсан гавъяа хэчнээн их байсан ч түүний нэр химийн элементүүдийн жагсаалтад байр сууриа олох хувь тавилангүй байв: кадми нь кадми хэвээр үлджээ. Оросын химийн уран зохиолд анхных нь үнэн XIX зууны хагасОлон зууны турш кадмийг ихэвчлэн кадми гэж нэрлэдэг байв.

Байгальд байх

Кадми нь ихэвчлэн ховор бөгөөд нэлээд тархай бутархай элемент бөгөөд энэ металлын дундаж агууламж дэлхийн царцдас(Кларк) ойролцоогоор 1.3 10-5% буюу 1.6 10-5% массаар үнэлэгддэг бөгөөд литосфер дахь кадми нь ойролцоогоор 130 мг / тн байна. Манай гаригийн гэдсэнд кадми маш бага байдаг тул ховор гэгддэг германи хүртэл 25 дахин их байдаг! Кадми болон бусад ховор металлын хувьд ойролцоогоор ижил харьцаа: бериллий, цезий, скандий, индий. Кадми нь сурьматай ойролцоо (2 10-5%), мөнгөн уснаас (8 10-6%) хоёр дахин их байдаг.

Дөчин найм дахь элемент нь халуун гүний усанд цайр (кадми нь олон ашигт малтмал, үргэлж цайрын эрдэст изоморф хольц хэлбэрээр байдаг) болон бусад халькофил элементүүд, өөрөөр хэлбэл байгалийн сульфид үүсэх хандлагатай химийн элементүүд, селенид, теллурид, сульфо давс, заримдаа уугуул төлөвт олддог. Үүнээс гадна дөчин найм дахь элемент нь гидротермаль ордуудад төвлөрдөг. Галт уулын чулуулаг нь кадмигаар нэлээд баялаг бөгөөд кг тутамд 0.2 мг хүртэл кадми агуулдаг; тунамал чулуулгийн дунд шавар нь дөчин найм дахь элементийн хамгийн баялаг нь - 0.3 мг / кг хүртэл (харьцуулбал, шохойн чулуу нь кадми 0.035 мг / кг, элсэн чулуу - 0.03 мг / кг агуулдаг). Хөрсөн дэх кадмигийн дундаж агууламж 0.06 мг/кг байна. Түүнчлэн, энэхүү ховор металл нь усанд ууссан хэлбэрээр (сульфат, хлорид, кадми нитрат), суспенз хэлбэрээр органик-эрдэсийн цогцолборын нэг хэсэг болгон байдаг. Байгалийн нөхцөлд дөчин найм дахь элемент нь өнгөт металлын хүдрийг уусгах, түүнчлэн усны ургамал, түүнийг хуримтлуулах чадвартай организмын задралын үр дүнд гүний усанд ордог. 20-р зууны эхэн үеэс кадми ус, хөрсөнд ороход зонхилох хүчин зүйл нь байгалийн усыг кадмигаар антропогенээр бохирдуулах болсон. Усан дахь кадмигийн агууламж нь орчны рН (шүлтлэг орчинд кадми нь гидроксид хэлбэрээр тунадас үүсгэдэг), түүнчлэн сорбцийн процесст ихээхэн нөлөөлдөг. Антропоген шалтгааны улмаас кадми нь агаарт бас байдаг. Хөдөө орон нутагт кадмигийн агууламж агаарт 0.1-5.0 нг/м3 (1 нг буюу 1 нанограмм = 10-9 грамм), хотод 2-15 нг/м3, аж үйлдвэрийн бүсүүд- 15-150 нг/м3 хүртэл. Голчлон кадми руу орох атмосферийн агаарУчир нь дулааны цахилгаан станцад шатдаг олон нүүрсэнд энэ элемент агуулагддаг. Кадми нь агаарт хуримтлагдаж, ус, хөрсөнд ордог. Хөрсөн дэх кадмигийн агууламж нэмэгдэхэд ашигт малтмалын бордоог ашиглах замаар хөнгөвчилдөг, учир нь бараг бүгдээрээ энэ металлын бага зэргийн хольцыг агуулдаг. Ус, хөрснөөс кадми нь ургамал, амьд организмд нэвтэрч, цаашлаад хүнсний гинжин хэлхээний дагуу хүнд "хангах" боломжтой.

Кадми нь өөрийн гэсэн ашигт малтмалтай: хаулит, отавит CdCO3, монтемпонит CdO (87.5% Cd агуулдаг), греноккит CdS (77.8% Cd), ксантохроит CdS(H2O)x (77.2% Cd) кадмоселит CdSe (47% Cd). Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь бие даасан орд үүсгэдэггүй, харин дөчин наймдугаар элементийн үйлдвэрлэлийн үндсэн эх үүсвэр болох цайр, зэс, хар тугалга, полиметалл хүдэр (50 гаруй) хольц хэлбэрээр байдаг. Түүнээс гадна гол үүрэг нь цайрын хүдэр бөгөөд кадмигийн агууламж 0.01-5% хооронд хэлбэлздэг (сфалерит ZnS). Ихэнх тохиолдолд сфалерит дахь кадмигийн агууламж 0.4 - 0.6% -иас хэтрэхгүй байна. Кадми нь галена (0.005 - 0.02%), станнит (0.003 - 0.2%), пирит (0.02% хүртэл), халькопирит (0.006 - 0.12%) зэрэгт хуримтлагддаг боловч эдгээр сульфидуудаас кадми нь ихэвчлэн дахин ялгардаггүй.

Кадми нь ургамал (ихэнхдээ мөөгөнцөрт) болон амьд организмд (ялангуяа усанд) хуримтлагдах чадвартай байдаг тул кадми нь далайн тунамал чулуулаг - занараас (Мансфельд, Герман) олддог. Кадмигийн дэлхийн нийт нөөцийг 20 сая тонн, аж үйлдвэрийн 600 мянган тонн гэж тооцдог.

Өргөдөл

Дөчин найм дахь элементийн гол хэрэглэгч нь химийн гүйдлийн эх үүсвэрийн үйлдвэрлэл юм: никель-кадми ба мөнгө-кадми батерей, нөөц батерей дахь хар тугалга-кадми, мөнгөн ус-кадми эсүүд, энгийн Вестон эсүүд. Аж үйлдвэрт ашигладаг кадми никель батерей (AKN) нь бусад химийн гүйдлийн эх үүсвэрүүдийн дунд хамгийн алдартай нь юм. Ийм аккумляторын сөрөг ялтсууд нь идэвхтэй бодис болох кадми хөвөн бүхий төмрийн тороор хийгдсэн бөгөөд эерэг хавтан нь никелийн ислээр бүрсэн байдаг. Электролит нь идэмхий калийн уусмал (калийн гидроксид) юм. Никель-кадми шүлтлэг батерей нь хар тугалганы хүчлийн батерейгаас илүү найдвартай байдаг. Кадми ашигладаг химийн гүйдлийн эх үүсвэрүүд нь урт хугацааны үйлчилгээ, тогтвортой ажиллагаа, өндөр цахилгаан шинж чанараараа ялгагдана. Үүнээс гадна эдгээр батерейг цэнэглэхэд нэг цаг хүрэхгүй хугацаа шаардагдана! Гэсэн хэдий ч AKN-ийг бүрэн цэнэглэхгүйгээр цэнэглэх боломжгүй бөгөөд энэ нь мэдээжийн хэрэг металл гидридын батерейгаас доогуур юм.

Кадми хэрэглэх өөр нэг өргөн хүрээ бол металл дээр зэврэлтээс хамгаалах хамгаалалтын бүрхүүл (кадми бүрэх) юм. Кадми бүрээс нь төмөр, ган бүтээгдэхүүнийг агаар мандлын зэврэлтээс найдвартай хамгаалдаг. Өмнө нь кадми бүрэх нь металыг хайлсан кадмид дүрэх замаар хийгддэг байсан бол орчин үеийн процессыг зөвхөн электролизийн аргаар хийдэг. Кадми бүрэх нь агаарын хөлөг, хөлөг онгоцны хамгийн чухал хэсгүүд, түүнчлэн халуун орны уур амьсгалд ажиллах зориулалттай эд анги, механизмд хэрэглэгддэг. Цайр ба кадмийн зарим шинж чанарууд ижил төстэй байдаг нь мэдэгдэж байгаа боловч кадми бүрэх нь цайрдсан бүрхүүлээс тодорхой давуу талтай байдаг: нэгдүгээрт, зэврэлтэнд тэсвэртэй, хоёрдугаарт, жигд, жигд болгоход хялбар байдаг. Үүнээс гадна цайраас ялгаатай нь кадми нь шүлтлэг орчинд тогтвортой байдаг. Кадми цагаан тугалга нь нэлээд өргөн хэрэглэгддэг боловч дөчин найм дахь элементийн бүрээсийг ашиглахыг хатуу хориглодог газар байдаг - энэ нь хүнсний үйлдвэр. Энэ нь кадми өндөр хоруу чанартай байдагтай холбоотой. Тодорхой цэг хүртэл кадми бүрээсний тархалт бас өөр шалтгаанаар хязгаарлагдаж байсан - кадми нь ган хэсэгт электролитийн аргаар хэрэглэхэд электролитэд агуулагдах устөрөгч нь метал руу нэвтэрч, мэдэгдэж байгаагаар энэ элемент нь устөрөгчийн эвдрэлийг үүсгэдэг. өндөр бат бэх ган нь ачааллын дор металын гэнэтийн сүйрэлд хүргэдэг. Асуудлыг ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академийн Физик Химийн Хүрээлэнгийн Зөвлөлтийн эрдэмтэд шийдсэн. Титан бага зэрэг нэмбэл (кадмигийн мянган атом тутамд нэг атом титан) кадмигаар бүрсэн ган хэсгийг устөрөгчийн эвдрэлээс хамгаалдаг, учир нь титан нь бүрэх явцад гангаас бүх устөрөгчийг шингээдэг.

Дэлхийн кадми үйлдвэрлэлийн аравны нэгийг хайлш үйлдвэрлэхэд зарцуулдаг. Хайлах температур бага байгаа нь кадми бага хайлдаг хайлшийг өргөнөөр ашиглах болсон шалтгаануудын нэг юм. Жишээлбэл, дөчин найм дахь элементийн 12.5% ​​-ийг агуулсан Модны хайлш юм. Ийм хайлшийг гагнуур, нимгэн, нарийн төвөгтэй цутгамал материал болгон, автомат гал унтраах системд, шилийг металлаар гагнахад ашигладаг. Дөчин найм дахь элементийг агуулсан гагнуур нь температурын хэлбэлзэлд нэлээд тэсвэртэй байдаг. Бусад ялгах онцлогкадми хайлш - тэдгээрийн үрэлтийн эсрэг өндөр шинж чанар. Тиймээс 99% кадми, 1% никель агуулсан хайлшийг автомашин, нисэх онгоц, далайн хөдөлгүүрт холхивч үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Кадми нь хүчилд, түүний дотор тосолгооны материалд агуулагдах органик хүчилд хангалттай тэсвэртэй байдаггүй тул кадми дээр суурилсан холхивчийн хайлшийг индийээр бүрсэн байдаг. Бага хэмжээний кадми (1% -иас бага) нэмсэн зэсийг хайлшлах нь цахилгаан тээврийн шугам дээр илүү элэгдэлд тэсвэртэй утас хийх боломжтой болгодог. Ийм үл тоомсорлох кадми нэмэлтүүд нь зэсийн хүч чадал, хатуулгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, цахилгаан шинж чанарыг нь дордуулахгүй. Кадми амальгам (мөнгөн ус дахь кадмигийн уусмал) нь шүдний технологид шүдний ломбо үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

20-р зууны дөчөөд онд кадми шинэ үүрэг гүйцэтгэж эхэлсэн - тэд түүнээс цөмийн реакторын хяналт, яаралтай тусламжийн саваа хийж эхлэв. Дөчин найман элемент хурдан стратегийн материал болсон шалтгаан нь дулааны нейтроныг маш сайн шингээдэгтэй холбоотой юм. Гэхдээ "атомын эрин үе" -ийн эхэн үеийн анхны реакторууд зөвхөн дулааны нейтрон дээр ажилладаг байв. Зөвхөн дараа нь хурдан нейтрон реакторууд нь эрчим хүч, цөмийн түлш авахад илүү ирээдүйтэй болох нь тогтоогдсон - 239Pu, кадми нь хурдан нейтронуудын эсрэг хүчгүй тул тэдгээрийг хойшлуулдаггүй. Гэсэн хэдий ч дулааны нейтроны реакторуудын үед ч кадми нь давамгайлах үүргээ алдаж, бор болон түүний нэгдлүүдэд байр сууриа өгчээ.

Кадми (нэгдлийн хэлбэрээр) 20 орчим хувийг органик бус будагч бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Кадми сульфид CdS нь өмнө нь кадми шар гэж нэрлэгддэг чухал эрдэс будаг юм. 20-р зууны эхэн үед кадми шарыг нимбэгний шараас улбар шар хүртэл зургаан сүүдэрт авах боломжтой гэдгийг мэддэг байсан. Үүссэн будаг нь сул шүлт ба хүчилд тэсвэртэй, устөрөгчийн сульфид бүрэн мэдрэмтгий байдаггүй. CdS дээр суурилсан будгийг будах, хэвлэх, шаазан будах зэрэг олон салбарт ашигладаг байсан бөгөөд тэдгээр нь суудлын автомашиныг бүрхэж, зүтгүүрийн утаанаас хамгаалдаг. Кадми сульфид агуулсан будагч бодисыг нэхмэл болон савангийн үйлдвэрт ашигладаг байсан. Гэсэн хэдий ч одоогийн байдлаар нэлээд үнэтэй кадми сульфидыг хямд будагч бодисоор сольж байна - кадмопон (кадми сульфид ба барийн сульфатын холимог) ба цайр-кадми литопон (кадмопонтой адил найрлага, цайрын сульфид). Дөчин найм дахь элементийн өөр нэг нэгдэл - кадми селенид CdSe нь улаан будаг болгон ашиглагддаг. Гэсэн хэдий ч зөвхөн будагч бодис үйлдвэрлэхэд төдийгүй дөчин найм дахь элементийн нэгдлүүд хэрэглээгээ олсон - жишээлбэл, кадми сульфидыг хальс үйлдвэрлэхэд ашигладаг. нарны хавтан, үр ашиг нь ойролцоогоор 10-16% байна. Нэмж дурдахад CdS нь хагас дамжуулагч материал, фосфорын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг нэлээд сайн дулаан цахилгаан материал юм. Заримдаа кадмийг криоген технологид ашигладаг бөгөөд энэ нь үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо хамгийн их дулаан дамжуулалттай (бусад металлуудтай харьцуулахад) холбоотой байдаг.

Үйлдвэрлэл

Дөчин найм дахь элементийн гол "нийлүүлэгч" нь цайр, зэс-цайры, хар тугалга-цайрын хүдэр боловсруулах дайвар бүтээгдэхүүн юм. Кадмигийн өөрийн ашигт малтмалын хувьд дөчин найм дахь элементийг олж авах сонирхолтой цорын ганц зүйл бол "кадми хольц" гэж нэрлэгддэг греноккит CdS юм. Гриноккитыг цайрын хүдэр боловсруулах явцад фаериттай хамт олборлодог. Дахин боловсруулах явцад кадми нь үйл явцын дайвар бүтээгдэхүүнд хуримтлагдаж, дараа нь түүнийг гаргаж авдаг. Полиметалл хүдэр боловсруулахад өмнө дурдсанчлан кадми нь цайрын үйлдвэрлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн юм. Эдгээр нь 2-12% Cd агуулсан зэс-кадмийн бялуу (цайрын сульфатын ZnSO4-ийн уусмалыг цайрын тоосны нөлөөгөөр цэвэрлэсний үр дүнд гаргаж авсан металлын тунадас) эсвэл поуссиер (цайрыг нэрэх явцад үүссэн дэгдэмхий фракцууд) юм. ), 0.7-1.1% кадми агуулсан. Дөчин найм дахь элементийн хамгийн баялаг нь цайрыг цэвэршүүлэх явцад олж авсан баяжмал бөгөөд 40% хүртэл кадми агуулж болно. Зэс-кадми бялуу болон дөчин найм дахь элементийн өндөр агууламжтай бусад бүтээгдэхүүнээс ихэвчлэн агаарыг нэгэн зэрэг агааржуулах замаар хүхрийн хүчил H2SO4-ээр уусгадаг. Уг процессыг исэлдүүлэгч бодис - манганы хүдэр эсвэл электролизийн ванны дахин боловсруулсан манганы лаг байлцуулан гүйцэтгэдэг.

Түүнчлэн хар тугалга, зэс хайлуулах үйлдвэрийн тоосноос кадмийг гаргаж авдаг (энэ нь 0.5-5%, 0.2-0.5% кадми агуулж болно). Ийм тохиолдолд тоосыг ихэвчлэн төвлөрсөн H2SO4 хүхрийн хүчлээр боловсруулж, дараа нь үүссэн кадми сульфатыг усаар уусгана. Кадми хөвөн нь үүссэн кадми сульфатын уусмалаас цайрын тоосны үйлчлэлээр тунадасж, дараа нь хүхрийн хүчилд уусгаж, уусмалыг натрийн карбонат Na2CO3 эсвэл цайрын исэл ZnO-ийн нөлөөгөөр хольцоос цэвэрлэж, мөн хэрэглэж болно. ион солилцооны аргууд. Кадми металыг хөнгөн цагааны катод дээр электролиз хийх эсвэл төвөөс зугтах сепараторын реактор ашиглан цайрын ангижруулах (CdSO4 уусмалаас кадми исэл CdO-г цайраар нүүлгэн шилжүүлэх) аргаар тусгаарладаг. Кадми металлыг цэвэршүүлэх нь ихэвчлэн шүлтийн давхарга дор металыг хайлуулахаас бүрддэг (цайры, хар тугалгыг арилгахын тулд), харин Na2CO3 ашиглах боломжтой; хайлмалыг хөнгөн цагаан (никель арилгах) ба аммонийн хлорид NH4Cl (таллийг арилгах) -аар боловсруулах. Илүү өндөр цэвэршилттэй кадмийг электролитийн завсрын цэвэршүүлэх замаар электролитийн цэвэршүүлэх замаар олж авдаг бөгөөд үүнийг ион солилцох эсвэл олборлох замаар гүйцэтгэдэг; металлыг засч залруулах (ихэвчлэн бууруулсан даралтын дор), бүсийн хайлуулах эсвэл талсжих бусад аргууд. Дээрх цэвэршүүлэх аргуудыг нэгтгэснээр үндсэн хольцын (цайрын, зэс болон бусад) зөвхөн 10-5% жинтэй металл кадми авах боломжтой. Үүнээс гадна дөчин найм дахь элементийг цэвэршүүлэхийн тулд шингэн кадми дахь цахилгаан дамжуулалт, натрийн гидроксидын NaOH хайлмал дахь цахилгаан цэвэршүүлэх, амальгам электролиз зэрэг аргуудыг ашиглаж болно. Бүсийн хайлалтыг цахилгаан дамжуулалттай хослуулах үед цэвэршүүлэхийн зэрэгцээ кадми изотопыг салгаж болно.

Дэлхийн кадмигийн үйлдвэрлэл нь цайрын үйлдвэрлэлийн цар хүрээтэй ихээхэн холбоотой бөгөөд сүүлийн хэдэн арван жилийн хугацаанд мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн - 2006 оны мэдээллээр дэлхийн хэмжээнд 21 мянган тонн кадми үйлдвэрлэсэн бол 1980 онд энэ үзүүлэлт ердөө 15 мянган тонн байжээ. . Дөчин найм дахь элементийн хэрэглээний өсөлт одоо ч үргэлжилж байна. Энэ металлын гол үйлдвэрлэгчид нь Азийн орнууд: Хятад, Япон, Солонгос, Казахстан юм. Тэд 12 мянган тонныг эзэлдэг нийт үйлдвэрлэл. Мөн Орос, Канад, Мексикийг кадмигийн томоохон үйлдвэрлэгч гэж үзэж болно. Кадмигийн массын үйлдвэрлэл Ази руу шилжсэн нь Европт дөчин найм дахь элементийн хэрэглээ багассантай холбоотой. Азийн бүс нутагэсрэгээр, никель-кадми элементүүдийн эрэлт нэмэгдэж байгаа нь олон хүн үйлдвэрлэлийг Азийн орнууд руу шилжүүлэхэд хүргэж байна.

Физик шинж чанарууд

Кадми нь мөнгөлөг цагаан металл бөгөөд шинээр зүсэхэд цэнхэр өнгөтэй гялалздаг ч хамгаалалтын ислийн хальс үүссэний улмаас агаарт бүдгэрдэг. Кадми бол нэлээд зөөлөн металл юм - энэ нь цагаан тугалгатай харьцуулахад хатуу боловч цайраас зөөлөн тул хутгаар зүсэх боломжтой. Зөөлөн байхын зэрэгцээ дөчин найм дахь элемент нь уян хатан байдал, уян хатан чанар зэрэг үйлдвэрлэлийн чухал шинж чанартай байдаг - энэ нь хуудас болгон төгс өнхрүүлж, утсанд татагддаг бөгөөд ямар ч асуудалгүйгээр өнгөлж болно. 80 хэмээс дээш халах үед кадми нь уян хатан чанараа алдаж, нунтаг болгон бутлахад хялбар байдаг. Mohs-ийн дагуу кадмигийн хатуулаг нь хоёртой тэнцүү, Бринеллийн дагуу (зассан дээжийн хувьд) 200-275 МПа. Суналтын бат бэх 64 МН/м2 буюу 6,4 кгс/мм2, харьцангуй суналт 50% (20 0С-д), уналтын бат бэх 9,8 МПа.

Кадми нь зургаан өнцөгт битүү савласан талст тортой бөгөөд үеүүд: a = 0.296 нм, c = 0.563 нм, c/a харьцаа = 1.882, z = 2, энерги болор тор 116 мкЖ/кмоль. Сансрын бүлэг С6/мм, атомын радиус 0,156 нм, ионы радиус Cd2+ 0,099 нм, атомын эзэлхүүн 13,01∙10-6 м3/моль. Цэвэр кадмигаар хийсэн саваа нь нугалахад цагаан тугалга шиг сул хагарал үүсгэдэг ("цагаан тугалга хашгирах") - энэ нь бие биенээ үрж буй металлын бичил талстууд боловч метал дахь аливаа хольц нь энэ нөлөөг устгадаг. Ерөнхийдөө физик, хими, фармакологийн шинж чанараараа кадми нь хүнд металлын бүлэгт багтдаг бөгөөд цайр, мөнгөн устай хамгийн төстэй байдаг.

Дөчин найм дахь элементийн хайлах цэг (321.1 ° C) нь нэлээд бага бөгөөд хар тугалга (327.4 ° C) эсвэл талли (303.6 ° C) хайлах цэгүүдтэй харьцуулж болно. Гэсэн хэдий ч энэ нь хэд хэдэн шинж чанараараа ижил төстэй металлын хайлах цэгүүдээс ялгаатай байдаг - цайрынхаас бага (419.5 ° C), харин цагаан тугалга (231.9 ° C) -аас өндөр байдаг. Кадми буцалгах цэг нь бас бага байдаг - ердөө 770 ° C, энэ нь нэлээд сонирхолтой юм - бусад ихэнх металлын нэгэн адил хар тугалга нь хайлах болон буцалгах цэгүүдийн хооронд ихээхэн ялгаатай байдаг. Жишээлбэл, хар тугалга нь хайлах цэгээсээ 5 дахин их (1745 ° C), буцлах температур нь 2620 ° C байдаг цагаан тугалга нь хайлах цэгээс 11 дахин их байдаг! Үүний зэрэгцээ кадмитай төстэй цайр нь 419.5 ° C хайлах цэг дээр зөвхөн 960 ° C буцалгах цэгтэй байдаг. Кадмигийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь 29.8 10-6 (25 ° C) байна. 0.519 К-ээс доош бол кадми нь хэт дамжуулагч болдог. 0 ° C температурт дөчин найм дахь элементийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 97.55 Вт / (м К) эсвэл 0.233 кал / (см сек ° C) байна. Кадмигийн дулааны хувийн багтаамж (25 ° C-д) 225.02 Дж / (кг К) буюу 0.055 кал / (г ° C) байна. Дөчин найм дахь элементийн цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь 0 ° C-аас 100 ° C хүртэлх температурын мужид 4.3 10-3, дөчин найм дахь элементийн цахилгаан эсэргүүцэл (20 ° C температурт) байна. 7.4 10-8 ом м (7.4 10-6 ом см). Кадми нь диамагнит шинж чанартай, соронзон мэдрэмж нь -0.176.10-9 (20 ° C температурт). Стандарт электродын потенциал нь -0.403 В. Кадмигийн цахилгаан сөрөг чанар 1.7. Дулааны нейтроныг барих үр дүнтэй хөндлөн огтлол нь 2450-2900-10 ~ 28 м2 байна. Электронуудын ажлын функц = 4.1 эВ.

Нягт (ат өрөөний температур) дөчин найм дахь элемент 8.65 г/см3, энэ нь кадмийг хүнд металлын ангилалд оруулах боломжийг олгодог. Н.Реймерсийн ангиллаар 8 г/см3-аас дээш нягттай металлыг хүнд гэж үзнэ. Тиймээс хүнд металлууд нь Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg орно. Кадми нь хар тугалга (нягт 11.34 г/см3) эсвэл мөнгөн ус (13.546 г/см3) -аас хөнгөн боловч цагаан тугалга (7.31 г/см3) -аас хүнд байдаг.

Химийн шинж чанар

Химийн нэгдлүүдэд кадми нь үргэлж 2-р валентыг харуулдаг (гадна электрон давхаргын тохиргоо нь 5s2) - баримт нь хоёр дахь бүлгийн хоёрдогч дэд бүлгийн элементүүдийн атомууд (цайрын, кадми, мөнгөн ус) атомууд шиг байдаг. зэсийн дэд бүлгийн элементүүд нь d-дэд түвшний хоёр дахь гаднах электрон давхаргыг бүрэн дүүргэсэн. Гэсэн хэдий ч цайрын дэд бүлгийн элементүүдийн хувьд энэ дэд түвшин аль хэдийн нэлээд тогтвортой бөгөөд үүнээс электроныг зайлуулах нь маш их энерги зарцуулдаг. Өөр онцлог шинж чанарцайрын дэд бүлгийн элементүүд нь тэдгээрийг зэсийн дэд бүлгийн элементүүдтэй ойртуулдаг нь нарийн төвөгтэй үүсэх хандлага юм.

Өмнө дурьдсанчлан, дөчин найм дахь элемент нь цайр, мөнгөн устай үечилсэн системийн нэг бүлэгт байрладаг бөгөөд тэдгээрийн хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг тул энэ нь цуврал юм. химийн шинж чанарЭдгээр бүх элементүүд ижил төстэй байдаг. Жишээлбэл, эдгээр металлын исэл ба сульфид нь усанд бараг уусдаггүй.

Хуурай агаарт кадми тогтвортой байдаг ч чийглэг агаарт CdO оксидын нимгэн хальс нь металлын гадаргуу дээр аажмаар үүсч, металыг цаашдын исэлдэлтээс хамгаалдаг. Хүчтэй улайсгахад кадми нь шатаж, мөн кадми исэл болж хувирдаг - цайвар хүрэнээс хар хүрэн өнгөтэй талст нунтаг (өнгөт гаммагийн ялгаа нь хэсэгчлэн бөөмийн хэмжээнээс хамаардаг, гэхдээ илүү их хэмжээгээр болор торны согогийн үр дүн юм. ), CdO нягт 8.15 г / см3; 900 ° C-аас дээш температурт кадми исэл нь дэгдэмхий шинж чанартай бөгөөд 1570 ° C-д бүрэн сублимат болдог. Кадмигийн уур нь усны ууртай урвалд орж устөрөгчийг ялгаруулдаг.

Хүчил нь кадмитай урвалд орж энэ металлын давс үүсгэдэг. Азотын хүчил HNO3 нь дөчин найм дахь элементийг амархан уусгадаг бол азотын исэл ялгарч, нитрат үүсдэг бөгөөд энэ нь гидрат Cd (NO3) 2 4H2O үүсгэдэг. Бусад хүчлүүдээс - давсны ба шингэрүүлсэн хүхрийн - кадми нь устөрөгчийг аажмаар нүүлгэн шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь хүчдэлийн цувралд дөчин найм дахь элемент нь цайраас хол, харин устөрөгчийн өмнө байдагтай холбон тайлбарладаг. Цайраас ялгаатай нь кадми нь шүлтийн уусмалуудтай харьцдаггүй. Кадми нь концентрацитай уусмал дахь аммонийн нитрат NH4NO3-ыг аммонийн нитрит NH4NO2 болгон бууруулдаг. Хайлах цэгээс дээш кадми нь галогентэй шууд нэгдэж, өнгөгүй нэгдлүүд - кадми галидыг үүсгэдэг. CdCl2, CdBr2, CdI2 нь усанд маш амархан уусдаг (20 0С-т массын 53,2%), кадми фтор CdF2 (20 0С-д массын 4,06%) нь этанолд бүрэн уусдаггүй тул уусахад илүү хэцүү байдаг. Үүнийг металл дээр фтор, кадми карбонат дээр устөрөгчийн фторын нөлөөгөөр олж авч болно. Кадми хлоридыг баяжуулсан давсны хүчилтэй урвалд оруулах эсвэл металлыг 500 ° C-т хлоржуулах замаар гаргаж авдаг. Кадми бромидыг металлын броминжуулалт эсвэл кадми карбонат дээр устөрөгчийн бромидын үйлчлэлээр олж авдаг. Халах үед кадми нь хүхэртэй урвалд орж CdS сульфид (нимбэгний шараас улбар шар улаан), ус болон шингэрүүлсэн хүчилд уусдаггүй. Кадми нь фосфор, хүнцэлтэй холилдох үед Cd3P2 ба CdAs2 найрлагын фосфид ба арсенидууд нь сурьма - кадми антимонидтэй тус тус үүсдэг. Кадми нь устөрөгч, азот, нүүрстөрөгч, цахиур, бортой урвалд ордоггүй. Халаахад амархан задардаг CdH2 гидрид ба Cd3N2 нитридыг шууд бус аргаар гаргаж авсан.

Кадми давсны уусмал нь гидролизийн улмаас хүчиллэг байдаг тул идэмхий шүлтүүд нь тэдгээрээс цагаан гидроксид Cd (OH) 2 тунадас үүсгэдэг. Маш их төвлөрсөн шүлтийн уусмалын нөлөөн дор энэ нь Na2 зэрэг гидроксокадмат болж хувирдаг. Кадми гидроксид аммиактай урвалд орж уусдаг цогцолбор үүсгэдэг.

Cd(OH)2 + 6NH3 H2O → (OH)2 + 6H2O

Үүнээс гадна Cd(OH)2 нь шүлтийн цианидын нөлөөгөөр уусмалд ордог. 170 хэмээс дээш температурт CdO болж задардаг. Кадми гидроксидын устөрөгчийн хэт исэлтэй харилцан үйлчлэл усан уусмалянз бүрийн найрлагатай хэт исэл үүсэхэд хүргэдэг.

Кадми(Кадми), Cd, Менделеевийн үелэх системийн II бүлгийн химийн элемент; атомын дугаар 48, атомын масс 112.40; цагаан, гялалзсан, хүнд, зөөлөн, уян хатан металл. Элемент нь массын тоо бүхий 8 тогтвортой изотопын холимогоос бүрдэнэ: 106 (1.215%), 108 (0.875%), 110 (12.39%), 111 (12.75%), 112 (24.07%), 113 (12.26%) ), 114 (28.86%), 116 (7.58%).

Түүхийн лавлагаа. 1817 онд Германы химич Ф.Штромейер эмийн сангуудын нэгийг хянан шалгах явцад тэнд байгаа цайрын карбонатад үл мэдэгдэх металлын хольц агуулагдаж, хүчиллэг уусмалаас шар устөрөгчийн сульфид хэлбэрээр тунадас үүссэн болохыг олж мэджээ. Стромейер өөрийн нээсэн металлаа кадми гэж нэрлэсэн (Грек хэлнээс кадмеиа - цэвэр бус цайрын исэл, мөн цайрын хүдэр). Түүнээс үл хамааран Германы эрдэмтэд К.Херман, К.Карстен, В.Мейснер нар 1818 онд Силезийн цайрын хүдэрт кадми байгааг илрүүлжээ.

Байгаль дахь кадмигийн тархалт.Кадми бол литосферийн кларк нь 1.3·10 -5% масстай ховор, ул мөр элемент юм. Кадми нь цайр болон бусад халькофилийн элементүүдтэй хамт гүний халуун усанд шилжиж, гидротермаль ордуудад төвлөрдөг онцлогтой. Эрдсийн спелерит ZnS зарим газарт 0.5-1% Cd, дээд тал нь 5% хүртэл агуулагддаг. Greenockite CdS нь бага түгээмэл байдаг. Кадми нь далайн тунамал чулуулаг - занар (Мансфельд, Герман), элсэн чулуунд төвлөрч, цайр болон бусад халькофилийн элементүүдтэй холбоотой байдаг. Биосферт кадмигийн нэн ховор бие даасан гурван эрдсийг мэддэг - карбонат CdCO 3 (став), исэл CdO (монтепонит) ба селенид CdSe.

Кадмигийн физик шинж чанар.Кадмигийн болор тор нь зургаан өнцөгт, a = 2.97311 Å, c = 5.60694 Å (25 ° C-д); атомын радиус 1.56 Å, ионы радиус Cd 2+ 1.03 Å. Нягт 8.65 г / см 3 (20 ° C), t pl 320.9 ° C, t kip 767 ° C, дулааны тэлэлтийн коэффициент 29.8 10 -6 (25 ° C-д); дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (0 ° C-д) 97.55 Вт / (м К) эсвэл 0.233 кал / (см сек ° C); тодорхой дулаан(25°С-д) 225.02 Дж/(кг К) буюу 0.055 кал/(г°С); цахилгаан эсэргүүцэл (20 ° C-д) 7.4 10 -8 ом м (7.4 10 -6 ом см); цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент 4.3 10 -3 (0-100 ° C). Суналтын бат бэх 64 МН / м 2 (6.4 кгс / мм 2), суналт 20%, Бринеллийн хатуулаг 160 МН / м 2 (16 кгф / мм 2).

Кадмигийн химийн шинж чанар. 4d 10 5s 2 атомын гадаад электрон тохиргооны дагуу нэгдлүүд дэх кадмигийн валент нь 2. Кадми нь агаарт бүдгэрч, CdO ислийн нимгэн хальсаар бүрхэгдсэн тул металыг цаашдын исэлдэлтээс хамгаалдаг. Агаарт хүчтэй халах үед кадми нь CdO исэл болж шатдаг - цайвар хүрэнээс хар хүрэн өнгөтэй талст нунтаг, нягт нь 8.15 г / см 3; 700°C-т CdO хайлахгүйгээр сублиматор болно. Кадми нь галогентэй шууд нийлдэг; эдгээр нэгдлүүд нь өнгөгүй; CdCl 2, CdBr 2 ба CdI 2 нь усанд маш амархан уусдаг (20 хэмийн усны 1 хэсэг дэх усгүй давсны 1 орчим хэсэг), CdF 2 нь уусахад илүү хэцүү (25 хэсэг усанд 1 хэсэг). Хүхэртэй хамт кадми нь нимбэгний шараас улбар шар-улаан өнгийн CdS сульфид үүсгэдэг, ус болон шингэрүүлсэн хүчилд уусдаггүй. Кадми нь азотын хүчилд амархан уусч, азотын исэл ялгарч, нитрат үүсэх замаар Cd (NOa) 2 4H 2 O гидрат үүсгэдэг. Хүчлээс - давсны болон шингэрүүлсэн хүхрийн Кадми нь устөрөгчийг аажмаар ялгаруулж, уусмалыг ууршуулж, хлорид гидрат болгодог. Тэднээс 2CdCl 2 талсжих 5H 2 O ба сульфат 3CdSO 4 8H 2 O. Кадми давсны уусмал нь гидролизийн улмаас хүчиллэг; идэмхий шүлтүүд нь тэдгээрээс цагаан гидроксид Cd (OH) 2 тунадас үүсгэдэг, урвалжаас илүү уусдаггүй; Гэсэн хэдий ч Cd (OH) 2 дээр төвлөрсөн шүлтийн уусмалын нөлөөн дор гидрооксокадматууд, жишээ нь Na 2-ийг олж авсан. Cd 2+ катион нь аммиак 2+, хөхрөлт 2- ба 4-тэй нарийн төвөгтэй ионуудыг амархан үүсгэдэг. Олон тооны үндсэн, давхар ба нарийн төвөгтэй давсКадми. Кадми нэгдлүүд нь хортой; ялангуяа аюултай нь түүний оксидын уураар амьсгалах явдал юм.

Кадми авах.Кадмийг цайр, хар тугалга-цайры, зэс-цайрын хүдэр боловсруулах дагалдах бүтээгдэхүүнээс гаргаж авдаг. Эдгээр бүтээгдэхүүнийг (0.2-7% кадми агуулсан) шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилээр эмчилдэг бөгөөд энэ нь кадми, цайрын ислийг уусгадаг. Кадми нь цайрын тоос бүхий уусмалаас тунадасждаг; хөвөн үлдэгдэл (кадми ба цайрын холимог) нь шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилд ууссан ба кадмийг энэ уусмалын электролизээр тусгаарлана. Электролит кадми нь идэмхий натри давхарга дор хайлуулж, саваа руу цутгадаг; металлын цэвэршилт - 99.98% -иас багагүй.

Кадми ашиглах.Металл кадмийг цөмийн реактор, зэврэлтээс хамгаалах болон гоёл чимэглэлийн бүрээс, батерейнд ашигладаг. Кадми нь зарим холхивчийн хайлшийн үндэс болдог, бага хайлдаг хайлшийн нэг хэсэг юм (жишээлбэл, Модны хайлш). Бага хайлдаг хайлш нь шилийг металлаар гагнах, автомат гал унтраагч, гипс хэвэнд нимгэн, нарийн төвөгтэй цутгамал хийхэд ашигладаг. Кадми сульфид (кадми шар) - будах зориулалттай будаг. Кадми сульфат ба амальгамыг ердийн Вестоны эсэд хэрэглэдэг.

Бие дэх кадми.Ургамлын кадмигийн агууламж 10 -4% (хуурай бодис тутамд); зарим амьтдад (хөвөн, coelenterates, өт, echinoderms болон tunicates) - 4-10 -5 - 3-10 -3% хуурай бодис. Бүх сээр нуруутан амьтдад олддог. Элэг нь кадмигаар хамгийн баялаг. Кадми нь нүүрс усны солилцоо, элэг дэх хиппурын хүчлийн нийлэгжилт, зарим ферментийн үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг.

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Кадми- дөчин найм дахь элемент Тогтмол хүснэгт. Тэмдэглэл - Латин "кадми" -аас Cd. Тав дахь үе, IIB бүлэгт байрладаг. Металлуудыг хэлдэг. Үндсэн төлбөр нь 48 байна.

Шинж чанараараа кадми нь цайртай төстэй бөгөөд ихэвчлэн цайрын хүдэрт хольц хэлбэрээр олддог. Байгальд тархалтын хувьд энэ нь цайраас хамаагүй доогуур байдаг: газрын царцдас дахь кадмигийн агууламж ердөө 10-5% орчим байдаг.

Кадми нь мөнгөлөг цагаан (Зураг 1), зөөлөн, уян хатан, уян хатан металл юм. Цуврал хүчдэлийн хувьд энэ нь цайраас илүү боловч устөрөгчөөс түрүүлж, сүүлчийн хүчлийг нүүлгэн шилжүүлдэг. Cd (OH) 2 нь сул электролит тул кадми давс нь гидролиз болж, уусмал нь хүчиллэг байдаг.

Цагаан будаа. 1. Кадми. Гадаад төрх.

Кадмигийн атом ба молекулын жин

Хамаатан садан молекулын массбодисууд(M r) нь өгөгдсөн молекулын масс нь нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12-ээс хэд дахин их болохыг харуулсан тоо бөгөөд элементийн харьцангуй атомын масс(A r) - хэдэн удаа дундаж жинХимийн элементийн атомууд нь нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12-ээс их байдаг.

Кадми нь чөлөөт төлөвт нэг атомын Cd молекул хэлбэрээр оршдог тул түүний атом ба молекулын массын утгууд давхцдаг. Тэд 112.411-тэй тэнцүү байна.

Кадмигийн изотопууд

Кадми нь байгальд найман тогтвортой изотоп хэлбэрээр тохиолдох боломжтой бөгөөд тэдгээрийн хоёр нь цацраг идэвхт (113 Cd, 116 Cd): 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd, 114 Cd. Тэдний массын тоо нь 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114, 116 байна. Кадми 106 Cd изотопын атомын цөм нь дөчин найман протон, тавин найман нейтрон агуулдаг бөгөөд үлдсэн изотопууд нь зөвхөн нейтроны тоогоор л ялгаатай байдаг.

Кадми ионууд

Гадна талд эрчим хүчний түвшинКадми атом нь валент бүхий хоёр электронтой:

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

Химийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд кадми нь валентийн электронуудаа өгдөг, өөрөөр хэлбэл. нь тэдний донор бөгөөд эерэг цэнэгтэй ион болж хувирдаг.

Cd 0 -2e → Cd 2+.

Кадмигийн молекул ба атом

Чөлөөт төлөвт кадми нь нэг атомын Cd молекул хэлбэрээр оршдог. Кадмигийн атом ба молекулыг тодорхойлдог зарим шинж чанарууд энд байна.

Кадмигийн хайлш

Кадми нь зарим хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ордог. Жишээлбэл, ойролцоогоор 1% кадми (кадми хүрэл) агуулсан зэс хайлшийг телеграф, телефон утас, троллейбусны утас үйлдвэрлэхэд ашигладаг, учир нь эдгээр хайлш нь зэсээс илүү бат бөх, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Хэд хэдэн хөнгөн хайлш, тухайлбал автомат гал унтраагчид кадми агуулсан байдаг.

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1

ЖИШЭЭ 2

Дасгал хийх	1 × 10 -2 М кадми (II) ба 1 М аммиак агуулсан уусмалд ямар цогцолбор давамгайлах вэ?
Шийдэл	Кадми ион ба аммиак агуулсан уусмалд дараахь тэнцвэрийг тогтооно. Cd 2+ + NH 3 ↔Cd (NH 3) 2+; Cd (NH 3) 2+ + NH 3 ↔ Cd (NH 3) 2 2+; Cd (NH 3) 3 2+ + NH 3 ↔ Cd (NH 3) 4 2+. Хайлтын хүснэгтээс b 1 = 3.24×10 2 , b 2 = 2.95×10 4 , b 3 = 5.89×10 5 , b 4 = 3.63×10 6 . c(NH 3) >> c(Cd) гэдгийг харгалзан бид \u003d c (NH 3) \u003d 1M гэж үзнэ. Бид 0-ийг тооцоолно:

Кадми - ховор хортой, үл мэдэгдэх
мөнгөний аюултай металлын өргөн хүрээний
Хортой, хортой чулуу, ашигт малтмал

Кадми(Латин Кадми, Cd тэмдгээр тэмдэглэсэн) нь атомын дугаар 48, атомын масс 112.411 элемент юм. Энэ нь хоёрдугаар бүлгийн хоёрдогч дэд бүлгийн элемент, Д.И.-ийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн тав дахь үе юм. Менделеев. Хэвийн нөхцөлд кадми нь хүнд (нягт 8.65 г / см3 - уранаас хөнгөн) зөөлөн уян хатан шилжилтийн металл юм. мөнгөн цагаанөнгө (Украины Житомир мужийн "Керберскийн чулуу" шиг махыг залгидаггүй - ураны ислийн давирхай биш, хүрэн аюултай чулуу). Зураг дээр - кадми сульфид, ногоонкит(газрын царцдас шарөнгө).

Байгалийн кадми нь найман изотопоос тогтдог бөгөөд тэдгээрийн зургаа нь тогтвортой: 106Cd (изотопын элбэг дэлбэг байдал 1.22%), 108Cd (0.88%), 110Cd (12.39%), 111Cd (12.75%), 112Cd (24, 07.8%),2. %). Өөр хоёр байгалийн изотопуудад цацраг идэвхт бодис илэрсэн: 113Cd (изотопын элбэг дэлбэг байдал 12.22%, β задралын хагас задралын хугацаа 7.7∙1015 жил) ба 116Cd (изотопын элбэгшил 7.49%, давхар β задралын хагас задралын ∙3∙3.) 1019 жил).

Тогтмол системийн кадмийг 1817 онд Германы профессор Фридрих Стромейер хэсэгчлэн тодорхойлсон (цайрыгаас ялгагдах). Магдебургийн эм зүйчид цайрын оксид ZnO агуулсан бэлдмэлийг судлахдаа тэдгээрийн дотор хүнцэл (сульфидын исэлдэлтийн катализатор) байгаа гэж сэжиглэжээ. Арьсны янз бүрийн өвчинд хэрэглэдэг олон тос, нунтаг, эмульсийн найрлагад цайрын исэл агуулагддаг тул байцаагч нар сэжигтэй эм худалдаалахыг эрс хориглов.

Мэдээжийн хэрэг эм үйлдвэрлэгч хувийн эрх ашгаа хамгаалж, шалгалт хийхийг шаардсан. Штромейер шинжээчээр ажилласан. Тэрээр ZnO-аас бор хүрэн ислийг ялгаж, устөрөгчөөр багасгаж, мөнгө цагаан металлыг олж авсан бөгөөд үүнийг "кадми" гэж нэрлэсэн (Грекийн kadmeia - цайрын исэл, мөн цайрын хүдэр). Профессор Стромейерээс үл хамааран кадмийг Силезийн цайрын хүдэр (хиймэл дагуул) -аас 1818 онд К.Херман, К.Карстен, В.Мейснер нарын хэсэг эрдэмтэд нээжээ.

Кадми нь удаан нейтроныг шингээдэг тул гинжин урвалын хурдыг (ChNPP) хянахын тулд цөмийн реакторуудад кадми саваа ашигладаг. Кадми нь шүлтлэг батерейнд ашиглагддаг бөгөөд зарим хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ордог. Жишээлбэл, ойролцоогоор 1% Cd (кадми хүрэл) агуулсан зэс хайлшийг телеграф, телефон утас, троллейбус, трамвайны утас, метроны кабель үйлдвэрлэхэд ашигладаг, учир нь эдгээр хайлш нь зэсээс илүү бат бөх, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг.

Кальцит дээрх Гриноккит (шар доп). Юньнань, Хятад. 7х5 см.Зураг: А.А. Евсеев.

Гал унтраагуурт ашигладаг хайлш зэрэг хэд хэдэн хайлш нь кадми агуулдаг. Нэмж дурдахад кадми нь стандартын шаардлага хангаагүй үнэт эдлэлийн хайлшийн нэг хэсэг юм (температураас хагарсан амальгам хайлшаас амальгам бүрэлдэхүүнийг ууршуулсаны дараа гагнах, ил задгай худалдаанд гаргахыг хориглосон - хортой мөнгөн устай алт, мөнгө, цагаан алтны амальгам).

Энэ металл нь ган бүтээгдэхүүнд кадми бүрэх зориулалтаар ашиглагддаг, учир нь энэ нь гадаргуу дээр оксидын хальс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хамгаалалтын нөлөөтэй байдаг. Далайн ус болон бусад олон төрлийн орчинд кадми бүрэх нь цайрдсанаас илүү үр дүнтэй байдаг. Кадми нь гомеопатик (ургамал болон бичил тунгаар үндсэн эмчилгээ - "Хүнсний нэмэлт тэжээл" гэж нэрлэгддэг - хүнсний нэмэлт тэжээл ба малын тэжээл) анагаах ухаанд удаан хугацааны туршид хэрэглэгдэж ирсэн түүхтэй. Кадми нэгдлүүд нь өргөн хэрэглээг олж авсан - кадми сульфидыг шар будаг, өнгөт шил хийхэд ашигладаг бөгөөд кадми фтороборат нь хөнгөн цагаан болон бусад металлыг гагнахад ашигладаг урсгал юм.

Кадми нь сээр нуруутан амьтдын (яс, шөрмөс, шөрмөс, булчин) биед агуулагддаг бөгөөд энэ нь нүүрстөрөгчийн солилцоо, олон тооны ферментийн үйл ажиллагаа, элэг дэх хиппурын хүчлийн нийлэгжилтэд нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ. Гэсэн хэдий ч кадми нэгдлүүд нь хортой бөгөөд металл нь өөрөө хорт хавдар үүсгэдэг. Ялангуяа аюултай нь кадми исэл CdO-ийн уураар амьсгалах явдал бөгөөд үхэлд хүргэх тохиолдол цөөнгүй байдаг. Ходоод гэдэсний замд кадми нэвтрэх нь бас хортой боловч үхлийн хордлогын тохиолдол бүртгэгдээгүй бөгөөд энэ нь бие махбодь хорт бодисоос (бөөлжих) ангижрахыг эрэлхийлдэгтэй холбоотой юм.

Биологийн шинж чанар

Эндээс харахад кадми нь бараг бүх амьд организмд байдаг - хуурай газрын кадми нь 1 кг жинд ойролцоогоор 0.5 мг, далайн организмд (хөвөн, coelenterates, echinoderms, өт) байдаг. Номхон далай) - 0.15-аас 3 мг/кг хүртэл, ургамлын кадмигийн агууламж ойролцоогоор 10-4% (хуурай бодис дээр) байдаг. Ихэнх амьд организмд кадми агуулагддаг ч түүний физиологийн онцгой ач холбогдол (өсөлтийн даавар) бүрэн тогтоогдоогүй байна. Эрдэмтэд энэ элемент нь нүүрс усны солилцоо, элэг дэх гиппурийн хүчлийн нийлэгжилт, олон тооны ферментийн үйл ажиллагаа, түүнчлэн бие дэх цайр, зэс, төмөр, кальцийн солилцоонд нөлөөлдөг болохыг олж мэдэв. булчингийн массыг нэмэгдүүлж, спортоор ясыг бэхжүүлдэг бодибилдингчид - микродозоор).

Гриноккит (шар). Буржгар галт уул, ойролцоогоор. Итуруп, Курилын арлууд, Орос. Зураг: A.A. Евсеев.
Тальк, хүхэр болон бусад ногоон байгууламжтай төстэй ашигт малтмалын хувьд гаргаж болно

Таамаглал бий судалгаагаар нотлогдсонХоолонд агуулагдах микроскопийн хэмжээний кадми нь хөхтөн амьтдын биеийн өсөлтийг өдөөж болно. Ийм учраас эрдэмтэд кадмийг болзолт чухал ул мөр элемент, өөрөөр хэлбэл амин чухал элемент гэж эртнээс эрэмбэлж ирсэн боловч тодорхой тунгаар хортой. Эрүүл хүний ​​биед бага хэмжээний кадми агуулагддаг. Эртний Грек, Ромын туульд дуулсан - Кадмеус(газар хорт наймааЕвропын зүүн өмнөд хэсэгт ("Цареградын хаалган дээрх бамбай", Истанбул), Грекд (портик ба амфитеатрууд) болон Туркийн ойролцоох Газар дундын тэнгист - мансууруулах бодис). Асаалттай этгээд хэлуурхайчид болон чулуу олборлогчид кадмигэж нэрлэдэг могойн хор" (үг хэллэг).

Кадми бол хамгийн их байдаг хортой хүнд металлууд- Орос улсад (хэмжил зүй) энэ нь сурьма, стронций, фенол болон бусад хорт бодис (үүнтэй тэнцэх) зэрэг аюултай бодисуудын 2-р ангилалд багтдаг. ADR аюултай бараа N 6 - хор, гавлын яс ба хөндлөвч ясыг ромб хэлбэрээр). 1999 оны 4-р сарын 29-ний өдрийн "Химийн аюулгүй байдлын асуудал" ОХУ-ын Байгаль орчны аюулгүй байдал, хорт бодис тээвэрлэх технологийн тухай товхимолд кадми нь "мянган жилийн зааг дахь хамгийн аюултай экотоксикант" гэж бичигдсэн байдаг!

Бусад хүнд металлын нэгэн адил кадми нь хуримтлагдсан хор бөгөөд өөрөөр хэлбэл биед хуримтлагдаж чаддаг - түүний хагас задралын хугацаа 10-аас 35 жил байна. Тавин нас хүрэхэд хүний ​​бие 30-50 мг кадми хуримтлуулах чадвартай байдаг. Хүний бие дэх кадмигийн гол "бага" нь бөөр бөгөөд энэ металлын нийт хэмжээний 30-60%, элэг (20-25%) байдаг. Дараахь нь кадми бага хэмжээгээр хуримтлуулах чадвартай: нойр булчирхай, дэлүү, гуурсан хоолойн яс болон бусад эрхтэн, эд. Бага хэмжээний кадми цусанд ч байдаг. Гэсэн хэдий ч хар тугалга, мөнгөн уснаас ялгаатай нь кадми нь тархинд ордоггүй.

Ихэнх тохиолдолд бие дэх кадми нь металлотионеин уурагтай хослуулан хоорондоо холбоотой байдаг - энэ нь хүнд металлын биед үзүүлэх хариу урвалын нэг төрлийн хамгаалалтын механизм юм. Энэ хэлбэрээр кадми нь бага хоруу чанартай боловч холбогдсон ч гэсэн хор хөнөөлгүй болдоггүй - олон жилийн турш хуримтлагдах нь бөөрний үйл ажиллагааг тасалдуулж, бөөрний чулуу үүсэх магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Илүү аюултай нь кадми нь ион хэлбэртэй байдаг, учир нь энэ нь химийн хувьд цайртай маш ойрхон бөгөөд биохимийн урвалд орлуулж, псевдо-идэвхжүүлэгч эсвэл эсрэгээр цайр агуулсан уураг, ферментийн дарангуйлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.

Кадми нь амьд организмын эсийн цитоплазм ба цөмийн материалтай холбогдож, тэдгээрийг гэмтээж, олон даавар, ферментийн үйл ажиллагааг өөрчилдөг нь сульфгидрил (-SH) бүлгүүдийг холбох чадвартай холбоотой юм. Нэмж дурдахад кадми нь кальци ба кадмигийн ионы радиусуудын ойролцоо байрладаг тул ясны эд дэх кальцийг орлуулах чадвартай байдаг. Кадми нь сольж чаддаг төмрийн хувьд ч мөн адил юм. Энэ шалтгааны улмаас биед кальци, цайр, төмрийн дутагдал нь ходоод гэдэсний замаас кадми шингээх чадварыг 15-20% хүртэл нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Насанд хүрэгчдэд зориулсан кадмигийн хоргүй хоногийн тун нь биеийн жингийн 1 кг тутамд 1 мкг кадми байдаг тул их хэмжээний кадми нь эрүүл мэндэд маш аюултай байдаг гэж үздэг.

Кадми ба түүний нэгдлүүдийн биед орох механизм юу вэ? Кадми агуулсан хог хаягдлаар бохирдсон ундны ус (ундны усны MPC 0.01 мг/л), мөн газрын тос боловсруулах үйлдвэр, төмөрлөгийн үйлдвэрийн ойролцоох газарт ургадаг хүнсний ногоо, үр тариа идэх үед хордлого үүсдэг. Ийм нутаг дэвсгэрээс мөөгийг хэрэглэх нь ялангуяа аюултай байдаг, учир нь зарим мэдээллээр тэд өөрийн жингийн кг тутамд 100 мг-аас дээш кадми хуримтлуулах чадвартай байдаг. Тамхи нь тамхины утаанд агуулагддаг тул тамхи татдаг хүний ​​өөрийн болон түүний эргэн тойрон дахь хүмүүсийн биед кадми шингээх өөр нэг эх үүсвэр болдог.

Кадмийн архаг хордлогын онцлог шинж тэмдгүүд нь өмнө дурьдсанчлан бөөрний гэмтэл, булчин өвдөх, ясны эдийг устгах, цус багадалт юм. Хүнсний цочмог хордлого нь хоол хүнсээр (15-30 мг) эсвэл усаар (13-15 мг) их хэмжээний нэг тунгаар уухад үүсдэг. Үүний зэрэгцээ цочмог гастроэнтеритийн шинж тэмдэг ажиглагдаж байна - эпигастрийн бүсэд бөөлжих, өвдөх, таталт өгөх боловч хоол хүнсээр бие махбодид орсон кадми нэгдлээр үхлийн хордлогын тохиолдол шинжлэх ухаанд тодорхойгүй боловч ДЭМБ-ын тооцоогоор Үхлийн нэг тун нь 350-3500 мг байж болно.

Илүү аюултай нь кадмигийн уураар (CdO) эсвэл кадми агуулсан тоосоор амьсгалах замаар хордох явдал юм (дүрмээр бол энэ нь кадми ашиглахтай холбоотой үйлдвэрүүдэд тохиолддог) - шингэн мөнгөн ус, улаан циннабартай төстэй (хорт чанараараа). Ийм хордлогын шинж тэмдэг нь уушигны хаван, толгой өвдөх, дотор муухайрах, бөөлжих, жихүүдэс хүрэх, сулрах, суулгах (суулгалт) юм. Ийм хордлогын улмаас нас барсан тохиолдол бүртгэгдэж байна.

Кадмигийн хордлогын эсрэг эм нь селен бөгөөд кадми шингээх чадварыг бууруулдаг (тэд орчин үеийн мэдээллийн төвүүдэд хувилагч, принтер дээр ажилладаг, албан тасалгааны тоног төхөөрөмжид зориулж хайрцагнууд дүүргэдэг). Гэсэн хэдий ч селенийг тэнцвэртэй хэрэглэх шаардлагатай хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь бие дэх түүний илүүдэл нь хүхрийн агууламж буурахад хүргэдэг (хүхрийн сульфид үүсгэдэг - үүнийг холбодог) бөгөөд энэ нь кадми үүсэхэд хүргэдэг. дахин биед шингээнэ.

Сонирхолтой баримтууд

Нэг тамхинд 1-2 микрограмм кадми агуулагддаг нь тогтоогдсон. Өдөрт нэг хайрцаг тамхи татдаг хүн (20 ширхэг) ойролцоогоор 20 микрограмм кадми авдаг байна! Аюул нь уушгинд кадми шингээх явдал юм дээд тал нь- 10-20%, ингэснээр тамхи татдаг хүний ​​биед 2-4 микрограмм кадми тамхины хайрцаг бүрт шингэдэг! Тамхины утаанд агуулагдах никотины хорт хавдар үүсгэх нөлөө нь ихэвчлэн кадмитай холбоотой байдаг бөгөөд нүүрстөрөгчийн шүүлтүүрээр ч хадгалагддаггүй - уушигны хорт хавдар.

Олон тооны үхэлд хүргэдэг архаг кадми хордлогын жишээг 1950-иад оны сүүлээр дүрсэлсэн байдаг. Японы нутаг дэвсгэр дээр нутгийн иргэд "итай-итай" ("Итали өвчин") гэж нэрлэдэг өвчин туссан тохиолдол байдаг бөгөөд үүнийг нутгийн аялгуунд "өө, энэ нь ямар их өвдөж байна!" гэж орчуулж болно. (хордлого). Өвчний шинж тэмдэг нь нурууны хүчтэй өвдөлт байсан бөгөөд хожим нь бөөрний эргэлт буцалтгүй гэмтлээс үүдэлтэй байв; булчингийн хүчтэй өвдөлт. Өвчний өргөн тархалт, хүнд явцтай байдал нь тухайн үеийн Японд хүрээлэн буй орчны бохирдол, япончуудын өвөрмөц хооллолт (будаа, далайн хоолонд кадми их хэмжээгээр хуримтлагддаг) зэргээс үүдэлтэй байв. Энэ өвчнөөр өвчилсөн хүмүүс өдөрт 600 микрограмм кадми хэрэглэдэг болохыг тогтоожээ!

Кадми нь хамгийн хортой бодисуудын нэг гэж тооцогддог хэдий ч анагаах ухаанд хэрэглээгээ олсон! Тиймээс зүрхний дутагдалтай өвчтөний цээжинд никель-кадми батерейг оруулснаар зүрхний механик өдөөгчийг эрчим хүчээр хангадаг. Ийм батерейны тав тухтай байдал нь өвчтөн дахин цэнэглэх, солихын тулд хагалгааны ширээн дээр хэвтэх шаардлагагүй юм. Зайны цэнэгийг тасалдалгүй ажиллуулахын тулд долоо хоногт нэг удаа тусгай соронзтой хүрэм өмсөхөд ердөө нэг цаг хагасын хугацаанд хангалттай.

Кадми нь гомеопати, туршилтын анагаах ухаанд ашиглагддаг бөгөөд сүүлийн үед хорт хавдрын эсрэг шинэ эм бий болгоход ашиглагдаж байна.

50% висмут, 12.5% ​​цагаан тугалга, 25% хар тугалга, 12.5% ​​кадми агуулсан модны металл хайлшийг буцалж буй усанд хайлуулж болно. Энэ хайлшийг 1860 онд инженер Б. Вуд зохион бүтээжээ. энэ бага хайлдаг хайлш: нэгдүгээрт, Вудын хайлшны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эхний үсгүүд нь "ВАКС" гэсэн товчлолыг бүрдүүлдэг, хоёрдугаарт, шинэ бүтээл нь Б.Вудын нэрээр нэрлэгдсэн Америкийн физикч Роберт Уильямс Вүүдтэй холбоотой бөгөөд найман жилийн дараа төрсөн. (Үе тэнгийнхэн нь VAK-д тулалдсан).

Үе үеийн системийн кадми цагдаа, шүүх эмнэлгийн мэргэжилтнүүдийн "зэвсэглэл"-д орж ирээд удаагүй байна: шалгаж буй гадаргуу дээр хуримтлагдсан кадмигийн хамгийн нимгэн давхаргын тусламжтайгаар хүний ​​хурууны хээг тодорхойлох боломжтой болжээ.

Эрдэмтэд ийм сонирхолтой баримтыг тогтоожээ: хөдөө орон нутгийн агаар мандалд кадми цагаан тугалга нь үйлдвэрлэлийн бүс нутгийн агаар мандлынхаас хамаагүй илүү зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Агаар дахь хүхрийн болон хүхрийн ангидридын агууламж нэмэгдсэн тохиолдолд ийм бүрхүүл нь ялангуяа хурдан бүтэлгүйтдэг.

1968 онд АНУ-ын эрүүл мэндийн ажилтнуудын нэг (Доктор Кэррол) зүрх судасны өвчнөөс үүдэлтэй нас баралт болон агаар мандалд кадмигийн агууламж хоёрын хооронд шууд хамааралтай болохыг олж мэдсэн. Тэрээр 28 хотын мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийснээр ийм дүгнэлтэд хүрсэн байна. Тэдний дөрөвт нь буюу Нью-Йорк, Чикаго, Филадельфи, Индианаполис хотуудад агаар дахь кадмигийн агууламж бусад хотуудтай харьцуулахад өндөр байсан; зүрхний өвчний улмаас нас барсан хүмүүсийн хувь хэмжээ мөн өндөр байв.

Агаар мандал, ус, хөрсөнд кадмийн ялгаруулалтыг хязгаарлах "стандарт" арга хэмжээнээс гадна (аж ахуйн нэгжийн шүүлтүүр, цэвэрлэгч, ийм аж ахуйн нэгжүүдээс орон сууц, тариалангийн талбайг зайлуулах) эрдэмтэд шинэ, ирээдүйтэй арга хэмжээг боловсруулж байна. Тиймээс Миссисипи голын булан дахь эрдэмтэд усны гиацинт тарьсан бөгөөд тэдний тусламжтайгаар усыг кадми, мөнгөн ус зэрэг элементүүдээс цэвэрлэх боломжтой гэж үзжээ.

Өгүүллэг

Хуурамч шалгалт, дүгнэлт, засварын явцад хийсэн олон "нээлт"-ийг түүх мэддэг. Гэсэн хэдий ч ийм олдвор нь шинжлэх ухаан гэхээсээ илүү гэмт хэргийн шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч эхэлсэн засвар нь эцэстээ шинэ химийн элементийг нээхэд хүргэсэн тохиолдол байсан. Энэ нь 19-р зууны эхээр Германд болсон. Дүүргийн эмч Р.Ролов дүүргийнхээ эмийн сангуудад шалгалт хийж, шалгалтын үеэр Магдебургийн ойролцоох хэд хэдэн эмийн сангаас цайрын исэл илрүүлсэн нь хардалтыг төрүүлж, хүнцэл (фармаколит) агуулсан гэж үзжээ. Таамаглалыг батлахын тулд Ролов хураан авсан эмийг хүчилд уусгаж, хүхэрт устөрөгчийн уусмалаар дамжуулсан нь хүнцэлийн сульфидтэй төстэй шар тунадасыг тунаахад хүргэсэн. Бүх сэжигтэй эм болох тос, нунтаг, эмульс, нунтаг зэргийг шууд худалдаанаас хасав.

Ийм алхам нь Роловын татгалзсан бүх эмийг үйлдвэрлэсэн Шенебек дэх үйлдвэрийн эзний дургүйцлийг хүргэв. Энэ бизнесмен Херман химич мэргэжилтэй тул барааг өөрөө шалгажээ. Тухайн үед хүнцэл илрүүлэх туршилтын арсеналыг бүхэлд нь туршиж үзээд түүний бүтээгдэхүүн нь энэ талаараа цэвэр гэдэгт итгэлтэй байсан бөгөөд аудиторыг төөрөлдүүлсэн төмөр нь цайрын ислийн шар өнгөтэй болсон.

Туршилтынхаа үр дүнг Ролов болон Ганноверын эрх баригчдад мэдээлсний дараа Херман хараат бус үзлэг хийж, бүтээгдэхүүнээ бүрэн "нөхөн сэргээх" ажлыг хийхийг шаарджээ. Үүний үр дүнд Гёттингений их сургуулийн Химийн тэнхимийг удирдаж, Ханноверийн бүх эмийн сангийн ерөнхий байцаагчийн албыг нэгэн зэрэг хашиж байсан профессор Стромейерын санал бодлыг олж мэдэхээр шийдэв. Мэдээжийн хэрэг, Стромейерийг зөвхөн цайрын ислийг төдийгүй Шенебекийн үйлдвэрээс гаргаж авсан цайрын карбонат зэрэг бусад цайрын бэлдмэлүүдийг шалгахаар явуулсан.

Цайрын карбонат ZnCO3-ийг шохойжуулснаар Фридрих Стромейер исэл авсан боловч байх ёстой шигээ цагаан биш, харин шаргал өнгөтэй болсон. Цаашдын судалгааны үр дүнд уг эмэнд Роловын санал болгосон хүнцэл, Германы бодож байсанчлан төмөр агуулаагүй нь тогтоогджээ. Ер бусын өнгөний шалтгаан нь огт өөр металл байсан - урьд өмнө мэдэгддэггүй байсан бөгөөд шинж чанараараа цайртай маш төстэй байв. Цорын ганц ялгаа нь түүний гидроксид нь Zn (OH) 2-ээс ялгаатай нь амфотер биш боловч үндсэн шинж чанартай байв.

Стромейер шинэ металлыг кадми гэж нэрлэсэн бөгөөд энэ нь шинэ элемент нь цайртай маш төстэй болохыг харуулж байна - Грекийн καδμεια (kadmeia) гэдэг үг нь цайрын хүдэр (жишээ нь, Smithsonite ZnCO3) болон цайрын оксидыг удаан хугацаагаар илэрхийлдэг. Хариуд нь энэ үг нь Финикийн Кадмусын нэрнээс гаралтай бөгөөд домог ёсоор цайрын чулууг анх олж, зэсийг (хүдрээс хайлуулах үед) алтан өнгө өгөх чадварыг олж мэдсэн. Эртний Грекийн домогт өгүүлснээр өөр нэг Кадмус байсан - Лууг ялж, түүнд ялагдсан дайсны газар дээр Кадмеус цайзыг барьсан баатар байсан бөгөөд түүний эргэн тойронд долоон хаалгатай том Тебес хот ургасан байв. Семит хэлээр "кадмос" нь "зүүн" эсвэл "могой" гэсэн утгатай (Фергана, Киргиз, дундад ази- могой хуримтлагдах газрууд байдаг), магадгүй зүүн зүгийн аль ч улс, мужаас олборлосон эсвэл экспортолсон газраас ашигт малтмалын нэрийг бий болгодог.

1818 онд Фридрих Стромейер түүний шинж чанарыг аль хэдийн сайн судалж байсан металлын нарийвчилсан тайлбарыг нийтлэв. Чөлөөт хэлбэрээрээ шинэ элемент нь цагаан металл, зөөлөн, тийм ч бат бөх биш, дээр нь хүрэн ислийн хальсаар бүрхэгдсэн байв. Тун удалгүй, байнга тохиолддог шиг, Строхмейер кадми илрүүлэхэд тэргүүлэх ач холбогдол өгч эхэлсэн боловч бүх нэхэмжлэлийг үгүйсгэв. Хэсэг хугацааны дараа өөр нэг химич Керстен Силезийн цайрын хүдрээс шинэ элемент олж, түүнийг меллин гэж нэрлэсэн (Латин mellinus, "quince шиг шар"). Энэ нэрний шалтгаан нь устөрөгчийн сульфидын нөлөөн дор үүссэн тунадасны өнгө байв.

Керстенийг бухимдуулж, "меллин" нь Стромейерийн "кадми" болж хувирав. Бүр хожим нь дөчин найм дахь элементийн өөр нэрийг санал болгосон: 1821 онд Жон шинэ элементийг уран, циркони, титаныг нээсэн алдарт химич Мартин Клапрот, Гилберт "жунониум" -ын нэрэмжит "клапротиум" гэж нэрлэхийг санал болгов. - 1804 онд олсон астероидын дараа Жуно. Гэвч Клапротын шинжлэх ухаанд оруулсан гавъяа хэчнээн их байсан ч түүний нэр химийн элементүүдийн жагсаалтад байр сууриа олох хувь тавилангүй байв: кадми нь кадми хэвээр үлджээ. 19-р зууны эхний хагаст Оросын химийн уран зохиолд кадмийг ихэвчлэн кадми гэж нэрлэдэг байсан нь үнэн.

Байгальд байх

Кадми нь ихэвчлэн ховор бөгөөд нэлээд тархай бутархай элемент бөгөөд дэлхийн царцдас дахь энэ металлын дундаж агууламж (кларк) ойролцоогоор 1.3 * 10-5% буюу 1.6 * 10-5% жинтэй байдаг тул кадми нь дэлхийн царцдас дахь кадми болж хувирдаг. литосфер нь ойролцоогоор 130 мг / Т. Манай гаригийн гэдсэнд кадми маш бага байдаг тул ховор гэгддэг германи хүртэл 25 дахин их байдаг! Кадми болон бусад ховор металлын хувьд ойролцоогоор ижил харьцаа: бериллий, цезий, скандий, индий. Кадми нь сурьматай ойролцоо (2 * 10-5%), мөнгөн уснаас (8 * 10-6%) хоёр дахин их байдаг.

Кадми нь халуун гүний усанд цайр (кадми нь олон ашигт малтмал, үргэлж цайрын эрдэст изоморф хольц хэлбэрээр байдаг) болон бусад халькофил элементүүд, өөрөөр хэлбэл байгалийн сульфид, селенид, теллурид үүсэх хандлагатай химийн элементүүдтэй хамт шилжин суурьшдаг онцлогтой. сульфо давс, заримдаа уугуул мужид байдаг. Үүнээс гадна кадми нь гидротермаль ордуудад төвлөрдөг. Галт уулын чулуулаг нь кадмигаар нэлээд баялаг бөгөөд кг тутамд 0.2 мг хүртэл кадми агуулдаг; тунамал чулуулгийн дунд шавар нь дөчин найм дахь элементийн хамгийн баялаг нь - 0.3 мг / кг хүртэл (харьцуулбал, шохойн чулуу нь кадми 0.035 мг / кг, элсэн чулуу - 0.03 мг / кг агуулдаг). Хөрсөн дэх кадмигийн дундаж агууламж 0.06 мг/кг байна.

Түүнчлэн, энэхүү ховор металл нь усанд ууссан хэлбэрээр (сульфат, хлорид, кадми нитрат), суспенз хэлбэрээр органик-эрдэсийн цогцолборын нэг хэсэг болгон байдаг. Байгалийн нөхцөлд кадми нь өнгөт металлын хүдрийг уусгах, түүнчлэн усны ургамал, түүнийг хуримтлуулах чадвартай организмын задралын үр дүнд гүний усанд ордог. 20-р зууны эхэн үеэс кадми ус, хөрсөнд ороход зонхилох хүчин зүйл нь байгалийн усыг кадмигаар антропогенээр бохирдуулах болсон. Усан дахь кадмигийн агууламж нь орчны рН (шүлтлэг орчинд кадми нь гидроксид хэлбэрээр тунадас үүсгэдэг), түүнчлэн сорбцийн процесст ихээхэн нөлөөлдөг. Антропоген шалтгааны улмаас кадми нь агаарт бас байдаг.

Хөдөө орон нутагт кадмигийн агууламж агаарт 0.1-5.0 нг/м3 (1 нг буюу 1 нанограмм = 10-9 грамм), хотод 2-15 нг/м3, үйлдвэрлэлийн бүсэд 15-150 нг байна. /м3. Дулааны цахилгаан станцад шатаж буй олон нүүрсэнд энэ элемент агуулагддаг тул кадми нь ихэвчлэн агаар мандлын агаарт цацагддаг. Кадми нь агаарт хуримтлагдаж, ус, хөрсөнд ордог. Хөрсөн дэх кадмигийн агууламж нэмэгдэхэд ашигт малтмалын бордоог ашиглах замаар хөнгөвчилдөг, учир нь бараг бүгдээрээ энэ металлын бага зэргийн хольцыг агуулдаг. Ус, хөрснөөс кадми нь ургамал, амьд организмд нэвтэрч, цаашлаад хүнсний гинжин хэлхээний дагуу хүмүүст "нийлэгдэх" боломжтой.

Кадми нь өөрийн гэсэн ашигт малтмалтай: хаулит, отавит CdCO3, монтемпонит CdO (87.5% Cd агуулдаг), греноккит CdS (77.8% Cd), ксантохроит CdS(H2O)x (77.2% Cd) кадмоселит CdSe (47% Cd). Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь өөрийн ордыг үүсгэдэггүй, харин кадмигийн үйлдвэрлэлийн үндсэн эх үүсвэр болох цайр, зэс, хар тугалга, полиметалл хүдэр (50 гаруй) хольц хэлбэрээр байдаг. Түүнээс гадна гол үүрэг нь цайрын хүдэр бөгөөд кадмигийн агууламж 0.01-5% хооронд хэлбэлздэг (сфалерит ZnS). Ихэнх тохиолдолд сфалерит дахь кадмигийн агууламж 0.4 - 0.6% -иас хэтрэхгүй байна. Кадми нь галена (0.005 - 0.02%), станнит (0.003 - 0.2%), пирит (0.02% хүртэл), халькопирит (0.006 - 0.12%), кадмийг эдгээр сульфидуудаас гаргаж авдаг.

Кадми нь ургамал (ихэнхдээ мөөгөнцөрт) болон амьд организмд (ялангуяа усанд) хуримтлагдах чадвартай байдаг тул кадми нь далайн тунамал чулуулаг - занараас (Мансфельд, Герман) олддог.

Өргөдөл

Кадмигийн гол хэрэглэгч нь химийн гүйдлийн эх үүсвэрийн үйлдвэрлэл юм: никель-кадми ба мөнгө-кадми батерей, нөөц батерей дахь хар тугалга-кадми, мөнгөн ус-кадми эсүүд, энгийн Вестон эсүүд. Аж үйлдвэрт ашигладаг кадми никель батерей (AKN) нь бусад химийн гүйдлийн эх үүсвэрүүдийн дунд хамгийн алдартай нь юм.

Ийм аккумляторын сөрөг ялтсууд нь идэвхтэй бодис болох кадми хөвөн бүхий төмрийн тороор хийгдсэн бөгөөд эерэг хавтан нь никелийн ислээр бүрсэн байдаг. Электролит нь идэмхий калийн уусмал (калийн гидроксид) юм. Никель-кадми шүлтлэг батерей нь хар тугалганы хүчлийн батерейгаас илүү найдвартай байдаг. Кадми ашигладаг химийн гүйдлийн эх үүсвэрүүд нь урт хугацааны үйлчилгээ, тогтвортой ажиллагаа, өндөр цахилгаан шинж чанараараа ялгагдана. Үүнээс гадна эдгээр батерейг цэнэглэхэд нэг цаг хүрэхгүй хугацаа шаардагдана! Гэсэн хэдий ч AKN-ийг бүрэн цэнэглэхгүйгээр цэнэглэх боломжгүй бөгөөд энэ нь мэдээжийн хэрэг металл гидридын батерейгаас доогуур юм.

Кадми хэрэглэх өөр нэг өргөн хүрээ бол металл дээр зэврэлтээс хамгаалах хамгаалалтын бүрхүүл (кадми бүрэх) юм. Кадми бүрээс нь төмөр, ган бүтээгдэхүүнийг агаар мандлын зэврэлтээс найдвартай хамгаалдаг. Өмнө нь кадми бүрэх нь металыг хайлсан кадмид дүрэх замаар хийгддэг байсан бол орчин үеийн процессыг зөвхөн электролизийн аргаар хийдэг. Кадми бүрэх нь агаарын хөлөг, хөлөг онгоцны хамгийн чухал хэсгүүд, түүнчлэн халуун орны уур амьсгалд ажиллах зориулалттай эд анги, механизмд хэрэглэгддэг.

Цайр ба кадмийн зарим шинж чанарууд ижил төстэй байдаг нь мэдэгдэж байгаа боловч кадми бүрэх нь цайрдсан бүрхүүлээс тодорхой давуу талтай байдаг: нэгдүгээрт, зэврэлтэнд тэсвэртэй, хоёрдугаарт, жигд, жигд болгоход хялбар байдаг. Үүнээс гадна цайраас ялгаатай нь кадми нь шүлтлэг орчинд тогтвортой байдаг. Кадми цагаан тугалга нь нэлээд өргөн хэрэглэгддэг боловч кадми бүрээсийг ашиглахыг хатуу хориглодог газар байдаг - энэ бол хүнсний үйлдвэр юм. Энэ нь кадми өндөр хоруу чанартай байдагтай холбоотой.

Тодорхой цэг хүртэл кадми бүрээсний тархалт бас өөр шалтгаанаар хязгаарлагдаж байсан - кадми нь ган хэсэгт электролитийн аргаар хэрэглэхэд электролитэд агуулагдах устөрөгч нь метал руу нэвтэрч, мэдэгдэж байгаагаар энэ элемент нь устөрөгчийн эвдрэлийг үүсгэдэг. өндөр бат бэх ган нь ачааллын дор металын гэнэтийн сүйрэлд хүргэдэг. Асуудлыг ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академийн Физик Химийн Хүрээлэнгийн Зөвлөлтийн эрдэмтэд шийдсэн. Титан бага зэрэг нэмбэл (кадмигийн мянган атом тутамд нэг атом титан) кадмигаар бүрсэн ган хэсгийг устөрөгчийн хэврэгжилтээс хамгаалдаг, учир нь титан нь бүрэх явцад гангаас устөрөгчийг бүхэлд нь шингээдэг.

Дэлхийн кадми үйлдвэрлэлийн аравны нэгийг хайлш үйлдвэрлэхэд зарцуулдаг. Хайлах температур бага байгаа нь кадми бага хайлдаг хайлшийг өргөнөөр ашиглах болсон шалтгаануудын нэг юм. Жишээлбэл, 12.5% ​​кадми агуулсан Модны хайлш юм. Ийм хайлшийг гагнуур, нимгэн, нарийн төвөгтэй цутгамал материал болгон, автомат гал унтраах системд, шилийг металлаар гагнахад ашигладаг. Кадми агуулсан гагнуур нь температурын хэлбэлзэлд нэлээд тэсвэртэй байдаг.

Кадми хайлшийн өөр нэг онцлог шинж чанар нь өндөр үрэлтийн эсрэг шинж чанартай байдаг. Тиймээс 99% кадми, 1% никель агуулсан хайлшийг автомашин, нисэх онгоц, далайн хөдөлгүүрт холхивч үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Кадми нь хүчилд, түүний дотор тосолгооны материалд агуулагдах органик хүчилд хангалттай тэсвэртэй байдаггүй тул кадми дээр суурилсан холхивчийн хайлшийг индийээр бүрсэн байдаг. Бага хэмжээний кадми (1% -иас бага) нэмсэн зэсийг хайлшлах нь цахилгаан тээврийн шугам дээр илүү элэгдэлд тэсвэртэй утас хийх боломжтой болгодог. Ийм үл тоомсорлох кадми нэмэлтүүд нь зэсийн хүч чадал, хатуулгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, цахилгаан шинж чанарыг нь дордуулахгүй. Кадми амальгам (мөнгөн ус дахь кадмигийн уусмал) нь шүдний технологид шүдний ломбо үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

20-р зууны дөчөөд онд кадми шинэ үүрэг гүйцэтгэж эхэлсэн - тэд түүнээс цөмийн реакторын хяналт, яаралтай тусламжийн саваа хийж эхлэв. Кадми маш хурдан стратегийн материал болсон шалтгаан нь дулааны нейтроныг маш сайн шингээдэг байсан. Гэхдээ "атомын эрин үе" -ийн эхэн үеийн анхны реакторууд зөвхөн дулааны нейтрон дээр ажилладаг байв. Хожим нь хурдан нейтрон реакторууд нь эрчим хүчний хувьд ч, цөмийн түлшний хувьд ч илүү ирээдүйтэй болох нь тогтоогдсон - 239Pu, кадми нь хурдан нейтронуудын эсрэг хүчгүй, тэднийг хойшлуулдаггүй. Дулааны нейтрон реакторуудын үед кадми нь давамгайлах үүргээ алдаж, бор болон түүний нэгдлүүд (үнэндээ нүүрс, бал чулуу) руу шилжсэн.

Кадмигийн 20 орчим хувийг (нэгдлийн хэлбэрээр) органик бус өнгөт бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Кадми сульфид CdS нь өмнө нь кадми шар гэж нэрлэгддэг чухал эрдэс будаг юм. 20-р зууны эхэн үед кадми шарыг нимбэгний шараас улбар шар хүртэл зургаан сүүдэрт авах боломжтой гэдгийг мэддэг байсан. Үүссэн будаг нь сул шүлт ба хүчилд тэсвэртэй, устөрөгчийн сульфид бүрэн мэдрэмтгий байдаггүй.

CdS дээр суурилсан будгийг будах, хэвлэх, шаазан будах зэрэг олон салбарт ашигладаг байсан бөгөөд тэдгээр нь суудлын автомашиныг бүрхэж, зүтгүүрийн утаанаас хамгаалдаг. Кадми сульфид агуулсан будагч бодисыг нэхмэл болон савангийн үйлдвэрт ашигладаг байсан. Гэсэн хэдий ч одоогийн байдлаар нэлээд үнэтэй кадми сульфидыг хямд будагч бодисоор сольж байна - кадмопон (кадми сульфид ба барийн сульфатын холимог) ба цайр-кадми литопон (кадмопонтой адил найрлага, цайрын сульфид).

Өөр нэг кадми нэгдэл, кадми селенид CdSe нь улаан будагч бодис болгон ашигладаг. Гэсэн хэдий ч кадми нэгдлүүд нь зөвхөн будагч бодис үйлдвэрлэхэд төдийгүй кадми сульфид нь киноны нарны эсийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг бөгөөд түүний үр ашиг нь ойролцоогоор 10-16% байдаг. Нэмж дурдахад CdS нь хагас дамжуулагч материал, фосфорын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг нэлээд сайн дулаан цахилгаан материал юм. Заримдаа кадмийг криоген технологид ашигладаг бөгөөд энэ нь үнэмлэхүй тэгтэй (вакуум) хамгийн их дулаан дамжуулалттай (бусад металлуудтай харьцуулахад) холбоотой байдаг.

Үйлдвэрлэл

Кадмигийн гол "нийлүүлэгч" нь цайр, зэс-цайры, хар тугалга-цайрын хүдэр боловсруулах дайвар бүтээгдэхүүн юм. Кадмигийн уугуул эрдсийн хувьд кадми авах сонирхолтой цорын ганц зүйл бол "кадми хольц" гэж нэрлэгддэг греноккит CdS юм. Гриноккитыг цайрын хүдэр боловсруулах явцад фаериттай хамт олборлодог. Дахин боловсруулах явцад кадми нь үйл явцын дайвар бүтээгдэхүүнд хуримтлагдаж, дараа нь түүнийг гаргаж авдаг.

Өмнө дурьдсанчлан полиметалл хүдэр боловсруулахад кадми нь ихэвчлэн цайрын үйлдвэрлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн болдог. Эдгээр нь 2-12% Cd агуулсан зэс-кадмийн бялуу (цайрны сульфатын ZnSO4-ийн уусмалыг цайрын тоосны нөлөөгөөр цэвэрлэсний үр дүнд гаргаж авсан металлын тунадас) эсвэл pussieres (цайрыг нэрэх явцад үүссэн дэгдэмхий фракцууд) юм. , 0.7-1.1% кадми агуулсан.

Дөчин найм дахь элементийн хамгийн баялаг нь цайрыг цэвэршүүлэх явцад олж авсан баяжмал бөгөөд 40% хүртэл кадми агуулж болно. Зэс-кадми бялуу болон кадми ихтэй бусад бүтээгдэхүүнээс ихэвчлэн хүхрийн хүчил H2SO4-аар уусган агааржуулж, агааржуулна. Уг процессыг исэлдүүлэгч бодис - манганы хүдэр эсвэл электролизийн ванны дахин боловсруулсан манганы лаг байлцуулан гүйцэтгэдэг.

Түүнчлэн хар тугалга, зэс хайлуулах үйлдвэрийн тоосноос кадмийг гаргаж авдаг (энэ нь 0.5-5%, 0.2-0.5% кадми агуулж болно). Ийм тохиолдолд тоосыг ихэвчлэн төвлөрсөн H2SO4 хүхрийн хүчлээр боловсруулж, дараа нь үүссэн кадми сульфатыг усаар уусгана. Кадми хөвөн нь үүссэн кадми сульфатын уусмалаас цайрын тоосны үйлчлэлээр тунадасж, дараа нь хүхрийн хүчилд уусгаж, уусмалыг натрийн карбонат Na2CO3 эсвэл цайрын исэл ZnO-ийн нөлөөгөөр хольцоос цэвэрлэж, мөн хэрэглэж болно. ион солилцооны аргууд.

Кадми металыг хөнгөн цагааны катод дээр электролиз хийх эсвэл төвөөс зугтах сепараторын реактор ашиглан цайрын ангижруулах (CdSO4 уусмалаас кадми исэл CdO-г цайраар нүүлгэн шилжүүлэх) аргаар тусгаарладаг. Кадми металлыг цэвэршүүлэх нь ихэвчлэн шүлтийн давхарга дор металыг хайлуулахаас бүрддэг (цайры, хар тугалгыг арилгахын тулд), харин Na2CO3 ашиглах боломжтой; хайлмалыг хөнгөн цагаан (никель арилгах) ба аммонийн хлорид NH4Cl (таллийг арилгах) -аар боловсруулах.

Илүү өндөр цэвэршилттэй кадмийг электролитийн завсрын цэвэршүүлэх замаар электролитийн цэвэршүүлэх замаар олж авдаг бөгөөд үүнийг ион солилцох эсвэл олборлох замаар гүйцэтгэдэг; металлыг засч залруулах (ихэвчлэн бууруулсан даралтын дор), бүсийн хайлуулах эсвэл талсжих бусад аргууд. Дээрх цэвэршүүлэх аргуудыг нэгтгэснээр үндсэн хольцын (цайрын, зэс болон бусад) зөвхөн 10-5% жинтэй металл кадми авах боломжтой. Түүнчлэн шингэн кадми дахь цахилгаан дамжуулалт, натрийн гидроксидын NaOH хайлмалд цахилгаан цэвэршүүлэх, амальгам электролиз зэрэг аргуудыг кадми цэвэршүүлэхэд ашиглаж болно. Бүсийн хайлалтыг цахилгаан дамжуулалттай хослуулах үед цэвэршүүлэхийн зэрэгцээ кадми изотопыг салгаж болно.

Дэлхийн кадмигийн үйлдвэрлэл нь цайрын үйлдвэрлэлийн цар хүрээтэй ихээхэн холбоотой бөгөөд сүүлийн хэдэн арван жилийн хугацаанд мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн - 2006 оны мэдээллээр дэлхийн хэмжээнд 21 мянган тонн кадми үйлдвэрлэсэн бол 1980 онд энэ үзүүлэлт ердөө 15 мянган тонн байжээ. . Кадмигийн хэрэглээний өсөлт одоо ч үргэлжилсээр байна. Энэ металлын гол үйлдвэрлэгчид нь Азийн орнууд: Хятад, Япон, Солонгос, Казахстан юм. Тэд нийт үйлдвэрлэлийн 12 мянган тонныг эзэлдэг.

Мөн Орос, Канад, Мексикийг кадмигийн томоохон үйлдвэрлэгч гэж үзэж болно. Кадмигийн массын үйлдвэрлэл Ази руу шилжиж байгаа нь Европт кадмигийн хэрэглээ багасч, Азийн бүс нутагт эсрэгээрээ никель-кадми элементүүдийн эрэлт нэмэгдэж байгаатай холбоотой юм. үйлдвэрлэлээ Азийн орнууд руу шилжүүлэх олон .

Физик шинж чанарууд

Кадми нь мөнгөлөг цагаан металл бөгөөд шинээр зүсэхэд цэнхэр өнгөтэй гялалздаг ч хамгаалалтын ислийн хальс үүссэний улмаас агаарт бүдгэрдэг. Кадми бол нэлээд зөөлөн металл юм - энэ нь цагаан тугалгатай харьцуулахад хатуу боловч цайраас зөөлөн тул хутгаар зүсэх боломжтой. Зөөлөн байхтай хослуулан кадми нь уян хатан чанар, уян хатан чанар зэрэг үйлдвэрлэлд чухал ач холбогдолтой шинж чанартай байдаг - энэ нь хуудас болгон төгс өнхрүүлж, утсанд татагддаг бөгөөд ямар ч асуудалгүйгээр өнгөлдөг.

80 хэмээс дээш халах үед кадми нь уян хатан чанараа алдаж, нунтаг болгон амархан бутлах боломжтой болдог. Mohs-ийн дагуу кадмигийн хатуулаг нь хоёртой тэнцүү, Бринеллийн дагуу (зассан дээжийн хувьд) 200-275 МПа. Суналтын бат бэх 64 МН/м2 буюу 6,4 кгс/мм2, харьцангуй суналт 50% (20 oС-д), уналтын бат бэх 9,8 МПа.

Кадми нь зургаан өнцөгт битүү савласан талст тортой, үетэй: a = 0.296 нм, c = 0.563 нм, c/a харьцаа = 1.882, z = 2, болор торны энерги 116 мкЖ/кмоль. Сансрын бүлэг С6/мм, атомын радиус 0,156 нм, ионы радиус Cd2+ 0,099 нм, атомын эзэлхүүн 13,01∙10-6 м3/моль.

Цэвэр кадмигаар хийсэн саваа нь нугалахад цагаан тугалга шиг сул хагарал үүсгэдэг ("цагаан тугалга хашгирах") - энэ нь бие биенээ үрж буй металлын бичил талстууд боловч метал дахь аливаа хольц нь энэ нөлөөг устгадаг. Ерөнхийдөө физик, хими, фармакологийн шинж чанараараа кадми нь хүнд металлын бүлэгт багтдаг бөгөөд цайр, мөнгөн устай хамгийн төстэй байдаг.

Кадми (321.1oC) хайлах цэг нь нэлээд бага бөгөөд хар тугалга (327.4oC) эсвэл талли (303.6oC) хайлах цэгүүдтэй харьцуулж болно. Гэсэн хэдий ч энэ нь хэд хэдэн шинж чанараараа ижил төстэй металлын хайлах цэгээс ялгаатай байдаг - цайрынхаас бага (419.5 ° C), харин цагаан тугалга (231.9 ° C) -аас өндөр байдаг. Кадми буцалгах цэг нь бас бага байдаг - ердөө 770 ° C, энэ нь нэлээд сонирхолтой юм - бусад ихэнх металлын нэгэн адил хар тугалга нь хайлах болон буцалгах температурын хооронд ихээхэн ялгаатай байдаг.

Тиймээс хар тугалга нь буцлах температур (1745 ° C) нь хайлах цэгээс 5 дахин их, цагаан тугалга нь 2620 ° C, буцлах температур нь хайлах цэгээс 11 дахин их байдаг! Үүний зэрэгцээ, кадмитай төстэй цайр нь 419.5 ° C-ийн хайлах цэг дээр зөвхөн 960 ° C буцалгах цэгтэй байдаг. Кадмигийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь 29.8 * 10-6 (25 ° C-ийн температурт) байна. . 0.519 К-ээс доош бол кадми нь хэт дамжуулагч болдог. 0 o C-д кадмигийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 97.55 Вт / (м * К) эсвэл 0.233 кал / (см * сек * o C) байна.

Кадмигийн хувийн дулааны багтаамж (25 o C температурт) 225.02 ж/(кг * К) буюу 0.055 кал/(г * o С) байна. 0 ° C-аас 100 ° C хүртэлх температурын муж дахь кадмигийн цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь 4.3 * 10-3, кадмигийн цахилгаан эсэргүүцэл (20 ° C-ийн температурт) 7.4 * 10-8 ом * м байна. (7.4 * 10-6 ом*см). Кадми нь диамагнит шинж чанартай, соронзон мэдрэмж нь -0.176.10-9 (20 хэмийн температурт). Стандарт электродын потенциал нь -0.403 В. Кадмигийн цахилгаан сөрөг чанар 1.7. Дулааны нейтроныг барих үр дүнтэй хөндлөн огтлол нь 2450-2900-10 ~ 28 м2 байна. Электронуудын ажлын функц = 4.1 эВ.

Кадмигийн нягт (өрөөний температурт) нь 8.65 г/см3 бөгөөд энэ нь кадмийг хүнд металлын ангилалд оруулах боломжийг олгодог. Н.Реймерсийн ангиллаар 8 г/см3-аас дээш нягттай металлыг хүнд гэж үзнэ. Тиймээс хүнд металлууд нь Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg орно. Кадми нь хар тугалга (нягт 11.34 г/см3) эсвэл мөнгөн ус (13.546 г/см3) -аас хөнгөн боловч цагаан тугалга (7.31 г/см3) -аас хүнд байдаг.

Химийн шинж чанар

Химийн нэгдлүүдэд кадми нь үргэлж 2-р валентыг харуулдаг (гадна электрон давхаргын тохиргоо нь 5s2) - баримт нь хоёр дахь бүлгийн хоёрдогч дэд бүлгийн элементүүдийн атомууд (цайрын, кадми, мөнгөн ус) атомууд шиг байдаг. зэсийн дэд бүлгийн элементүүд нь d-дэд түвшний хоёр дахь гаднах электрон давхаргыг бүрэн дүүргэсэн. Гэсэн хэдий ч цайрын дэд бүлгийн элементүүдийн хувьд энэ дэд түвшин аль хэдийн нэлээд тогтвортой бөгөөд үүнээс электроныг зайлуулах нь маш их энерги зарцуулдаг. Цайрын дэд бүлгийн элементүүдийг зэсийн дэд бүлгийн элементүүдтэй ойртуулдаг өөр нэг онцлог шинж чанар нь нарийн төвөгтэй үүсэх хандлага юм.

Өмнө дурьдсанчлан, кадми нь цайр, мөнгөн устай үечилсэн системийн нэг бүлэгт байрладаг бөгөөд тэдгээрийн хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг тул эдгээр бүх элементүүдийн химийн шинж чанарууд ижил төстэй байдаг. Жишээлбэл, эдгээр металлын исэл ба сульфид нь усанд бараг уусдаггүй.

Хуурай агаарт кадми тогтвортой байдаг ч чийглэг агаарт CdO оксидын нимгэн хальс нь металлын гадаргуу дээр аажмаар үүсч, металыг цаашдын исэлдэлтээс хамгаалдаг. Хүчтэй улайсгахад кадми нь шатаж, мөн кадми исэл болж хувирдаг - цайвар хүрэнээс хар хүрэн өнгөтэй талст нунтаг (өнгөт гаммагийн ялгаа нь хэсэгчлэн бөөмийн хэмжээнээс хамаардаг, гэхдээ илүү их хэмжээгээр болор торны согогийн үр дүн юм. ), CdO нягт 8.15 г / см3; 900 хэмээс дээш температурт кадми исэл дэгдэмхий, 1570 хэмд бүрэн сублимат болдог. Кадмигийн уур нь усны ууртай урвалд орж устөрөгчийг ялгаруулдаг.

Хүчил нь кадмитай урвалд орж энэ металлын давс үүсгэдэг. Азотын хүчил HNO3 нь кадмийг амархан уусгадаг бол азотын исэл ялгарч нитрат үүсэх ба энэ нь гидрат Cd (NO3) 2 * 4H2O үүсгэдэг. Бусад хүчлүүдээс - давсны ба шингэрүүлсэн хүхрийн - кадми нь устөрөгчийг аажмаар нүүлгэн шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь хүчдэлийн цувралд кадми нь цайраас илүү байдаг боловч устөрөгчийн өмнө байдагтай холбон тайлбарладаг. Цайраас ялгаатай нь кадми нь шүлтийн уусмалуудтай харьцдаггүй. Кадми нь концентрацитай уусмал дахь аммонийн нитрат NH4NO3-ыг аммонийн нитрит NH4NO2 болгон бууруулдаг.

Хайлах цэгээс дээш кадми нь галогентэй шууд нэгдэж, өнгөгүй нэгдлүүд - кадми галидыг үүсгэдэг. CdCl2, CdBr2, CdI2 нь усанд маш амархан уусдаг (20 ° C-т массын 53.2%), этанолд бүрэн уусдаггүй кадми фторид CdF2 (20 ° C-д массын 4.06%) нь уусгахад илүү хэцүү байдаг. Үүнийг металл дээр фтор, кадми карбонат дээр устөрөгчийн фторын нөлөөгөөр олж авч болно. Кадми хлоридыг баяжуулсан давсны хүчилтэй урвалд оруулах эсвэл металл хлоржуулах замаар 500 ° C-д авдаг.

Кадми бромидыг металлын броминжуулалт эсвэл кадми карбонат дээр устөрөгчийн бромидын үйлчлэлээр олж авдаг. Халах үед кадми нь хүхэртэй урвалд орж CdS сульфид (нимбэгний шараас улбар шар улаан), ус болон шингэрүүлсэн хүчилд уусдаггүй. Кадми нь фосфор, хүнцэлтэй холилдох үед Cd3P2 ба CdAs2 найрлагын фосфид ба арсенидууд нь сурьма - кадми антимонидтэй тус тус үүсдэг. Кадми нь устөрөгч, азот, нүүрстөрөгч, цахиур, бортой урвалд ордоггүй. Халаахад амархан задардаг CdH2 гидрид ба Cd3N2 нитридыг шууд бус аргаар гаргаж авсан.

Кадми давсны уусмал нь гидролизийн улмаас хүчиллэг байдаг тул идэмхий шүлтүүд нь тэдгээрээс цагаан гидроксид Cd (OH) 2 тунадас үүсгэдэг. Маш их төвлөрсөн шүлтийн уусмалын нөлөөн дор энэ нь Na2 зэрэг гидроксокадмат болж хувирдаг. Кадми гидроксид аммиактай урвалд орж уусдаг цогцолбор үүсгэдэг.

Cd(OH)2 + 6NH3 * H2O → (OH)2 + 6H2O

Үүнээс гадна Cd(OH)2 нь шүлтийн цианидын нөлөөгөөр уусмалд ордог. 170-аас дээш o CdO болж задардаг. Усан уусмал дахь кадми гидроксидын устөрөгчийн хэт исэл (хэт исэл) -тэй харилцан үйлчлэлцэх нь янз бүрийн найрлагатай хэт исэл (хэт исэл) үүсэхэд хүргэдэг.

http://i-think.ru/ вэбсайтаас материалыг ашиглах

ADR 6.1
Хорт бодис (хор)
Амьсгалах, арьсанд хүрэх, залгих замаар хордох эрсдэлтэй. Усны орчин эсвэл ариутгах татуургын системд аюултай (мөнгөн ус тээвэрлэх аюултай ADR-тэй төстэй, аюул багатай)
Яаралтай зугтах маск хэрэглээрэй тээврийн хэрэгсэл
Цагаан алмааз, ADR дугаар, хар гавлын яс, хөндлөвч

ADR загас
Байгаль орчинд аюултай бодис (экологи, түүний дотор хайлах, уусдаг, нунтаг, урсдаг материалууд)
Усны орчин эсвэл ариутгах татуургын системд аюултай (мөнгөн ус тээвэрлэх аюултай ADR-тэй төстэй, аюул багатай)

1817 оны намар ХБНГУ-ын Магдебург дүүргийн зарим эмийн сангуудыг шалгахад цайрын исэлд ямар нэгэн бохирдол илэрсэн байна. Дүүргийн эмч Р.Ролов түүнд хүнцэл байгаа гэж сэжиглэж, эмийг худалдаалахыг хоригложээ. Цайрын исэл үйлдвэрлэдэг үйлдвэрийн эзэн К.Херманэнэ шийдвэртэй санал нийлэхгүй байгаа бөгөөд таагүй бүтээгдэхүүнийг судалж эхлэв. Туршилтын үр дүнд тэрээр өөрийн үйлдвэрээс гаргаж авсан цайрын исэлд үл мэдэгдэх металлын хольц агуулагдаж байна гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Олж авсан мэдээллийг К.Херман 1818 оны 4-р сард "Силезийн цайрын исэл ба түүнээс олдсон үл мэдэгдэх металлын тухай" нийтлэлдээ нийтлэв. Үүний зэрэгцээ таатай дүгнэлтийг Ф.Стромейер нийтэлж, Германы дүгнэлтийг баталж, шинэ металлыг кадми гэж нэрлэхийг санал болгов.

Ганновер мужийн эмийн сангийн ерөнхий байцаагчаар ажиллаж байсан Ф.Стромейер өөр сэтгүүлд шинэ металлын талаар дэлгэрэнгүй өгүүлэл нийтэлжээ. 1818 оны 4-р сарын 26-ны өдрийн нийтлэлийг 1817 оны огноотой дугаарт нийтэлсэн бөгөөд энэ нь Строхмейер (Херманы зөвшөөрснөөр) нээсэн металлын нэрийг өгсөнтэй хавсарсан бололтой. нээлтийн огноо болон зохиогчийг хоёуланг нь тодорхойлоход алдаа гарсан.

физик шинж чанар.

Кадми - мөнгөн цагаангялалзсан цэнхэр металл, хамгаалалтын ислийн хальс үүссэний улмаас агаарт бүдгэрдэг. Хайлах цэг - 321 ° C, буцалгах цэг - 770 ° C. Цэвэр кадми саваа нугалахад цагаан тугалга шиг шаржигнадаг боловч метал дахь аливаа хольц нь энэ нөлөөг устгадаг. Кадми нь цагаан тугалганаас илүү хатуу, харин чинкээс зөөлөн байдаг - үүнийг хутгаар зүсэж болно. 80 хэмээс дээш халах үед кадми нь уян хатан чанараа алдаж, нунтаг болгон нунтагладаг.

Кадми нь олон металлтай хайлш, нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд мөнгөн усанд маш сайн уусдаг.

Генерал химийн шинж чанаркадми.

Халах үед исэлдэлт улам эрчимжиж, металлын гал асаах боломжтой. Нунтагласан кадми нь агаарт тод улаан дөлөөр амархан шатаж, исэл үүсгэдэг.

Нунтагласан кадми нь устай хүчтэй холилдсон тохиолдолд устөрөгчийн хувьсал ажиглагдаж, устөрөгчийн хэт исэл байгаа эсэхийг илрүүлж болно.

Шингэрүүлсэн давсны уусмал ба хүхрийн хүчилхалах үед тэд аажмаар кадмитай урвалд орж устөрөгчийг ялгаруулдаг. Хуурай устөрөгчийн хлорид нь 440 ° C-ийн температурт кадмитай харилцан үйлчилдэг. Хуурай хүхрийн давхар исэл нь металлтай урвалд орж, кадми сульфид CdS ба хэсэгчлэн түүний сульфат CdSO 4 үүсгэдэг. Хэвийн нөхцөлд кадмитай харилцан үйлчилдэг азотын хүчил нь аммиак, халах үед азотын ислийг ялгаруулдаг.

Кадми нь цайраас ялгаатай нь идэмхий шүлтэнд уусдаггүй, гэхдээ бас аммонийн гидроксид уусдаг. Кадми нь аммонийн нитратын уусмалтай урвалд ороход нитратууд үүсдэг.

Хөнгөн цагаан, цайр, төмөр нь кадмийг түүний нэгдлүүдийн уусмалаас зайлуулдаг. Тэр өөрөө уусмалаас зэс болон бусад цахилгаан эерэг элементүүдийг тунадасжуулдаг. Халах үед кадми нь фосфор, хүхэр, селен, теллур, галогентэй шууд нийлдэг боловч устөрөгч, азоттой шууд харилцан үйлчлэлцэж түүний гидрид, нитридыг авах боломжгүй юм.

Кадмигийн хамгийн чухал нэгдлүүд.

кадми исэлCdOметаллыг агаарт эсвэл хүчилтөрөгчөөр шатаах, түүний сульфидыг шарах, эсвэл зарим нэгдлүүдийг дулаанаар задлах замаар олж авч болно. Энэ нь олж авсан температураас хамааран янз бүрийн өнгөт нунтаг юм: ногоон шар (350-370 ° C), өтгөн хар хөх (800 ° C), хүрэн, хар.

кадми гидроксидCD(Өө) 2 шүлтийн нөлөөн дор давсны уусмалаас цагаан желатин тунадас хэлбэрээр ялгардаг.

Кадми сульфидCDS- кадмигийн хамгийн чухал нэгдлүүдийн нэг. Хүлээн авах физик-химийн нөхцлөөс хамааран нимбэгний шараас улаан хүртэл байж болно.

ГалогенитүүдКадми нь элементүүдийн шууд харилцан үйлчлэлээр, түүнчлэн кадми, түүний исэл эсвэл карбонатыг холбогдох хүчилд уусгах замаар амархан олж авдаг. Бүх үүсгэгч давс нь өнгөгүй талст бодис юм.

Кадми карбонатCDC3 орчимцагаан аморф тунадас хэлбэрээр кадми уусмалд шүлтлэг карбонат нэмэхэд тунадас үүсдэг.

Кадмигийн түүхий эх үүсвэр. Кадми авах.

Кадми бол тараагдсанэлемент, өөрөөр хэлбэл. энэ нь бараг өөрийн ашигт малтмал үүсгэдэггүй бөгөөд ийм ашигт малтмалын ордыг огт мэддэггүй. Кадми нь бусад металлын хүдэрт зуу, мянган хувийн агууламжтай байдаг. 1-1.5% кадми агуулсан зарим хүдрийг энэ металлаар маш баялаг гэж үздэг.

Зарим сонирхол татсан цорын ганц кадми эрдэс бол түүний байгалийн сульфид, греноккит эсвэл кадми хольц юм. Цайрын хүдрийн ордуудыг ашиглахдаа греноккитыг фаритын хамт олборлож, цайрын үйлдвэрт төгсдөг. Боловсруулалтын явцад кадми нь процессын зарим завсрын бүтээгдэхүүнд төвлөрч, дараа нь гаргаж авдаг.

Тиймээс кадми үйлдвэрлэх жинхэнэ түүхий эд нь цайр-электролитийн үйлдвэр, хар тугалга, зэс хайлуулах үйлдвэрүүдийн бялуу юм.

Анхны үйлдвэрлэлийг 1829 онд Дээд Силезид зохион байгуулжээ.

Одоогийн байдлаар дэлхий дээр жилд 10,000 гаруй тонн кадми үйлдвэрлэж байна.

Кадми хэрэглэх.

Кадмигийн үйлдвэрлэлийн хэрэглээний гол хэсэг нь кадми дээр ногдож байна хамгаалалтын бүрхүүлметаллыг зэврэлтээс хамгаалах. Эдгээр бүрээс нь никель, цайр эсвэл цагаан тугалга бүрээстэй харьцуулахад ихээхэн давуу талтай байдаг. деформацийн үед хэсгүүдээс гуужуулж болохгүй.

Кадми бүрээс нь зарим тохиолдолд бусад бүх зүйлээс давуу байдаг: 1) хамгаалах далайн ус, 2) өндөр чийгшил бүхий хаалттай орон зайд ажиллаж байгаа эд ангиудын хувьд, 3) цахилгаан контактыг хамгаалах.

Кадми хэрэглэх хоёр дахь талбар юм хайлш үйлдвэрлэл. Кадми хайлш нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй, уян хатан, сайн боловсруулах боломжтой. Никель, зэс, мөнгөний жижиг нэмэлтүүд бүхий кадми хайлшийг хүчирхэг хөлөг онгоц, нисэх онгоц, автомашины хөдөлгүүрт холхивч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Зөвхөн 1% кадми нэмсэн зэс утас нь хоёр дахин хүчтэй, харин цахилгаан дамжуулах чанар нь бага зэрэг буурдаг.

Цирконийн нэмэлттэй зэс-кадми хайлш нь илүү хүчтэй бөгөөд өндөр хүчдэлийн цахилгаан дамжуулах шугамд ашиглагддаг.

Цэвэр кадми нь гайхамшигтай шинж чанараараа - өндөр дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлолтой тул хяналтын болон яаралтай тусламжийн саваа үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. цөмийн реакторууд удаан нейтрон дээр.

IN үнэт эдлэлийн бизнесалт, кадмий хайлшийг ашигладаг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцааг өөрчилснөөр янз бүрийн өнгөт сүүдэр олж авдаг.

Никель-кадми аккумляторууд, бүр бүрэн цэнэггүй болсон ч бүрэн ашиглах боломжгүй болдоггүй.

Кадми амальгамыг ашигладаг шүдний эмчилгээнддүүргэлт хийхэд зориулагдсан.

Кадмигийн биологийн шинж чанар.

Кадми бүрэх нь хоол хүнстэй холбогдох үед хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй. Метал нь өөрөө хоргүй, гэхдээ маш их байдаг хортойуусдаг кадми нэгдлүүд. Түүнээс гадна тэдгээр нь бие махбодид ямар ч байдлаар орж, ямар ч нөхцөлд (уусмал, тоос, утаа, манан) аюултай. Хордлогын хувьд кадми нь мөнгөн ус, хүнцэлээс дутахгүй. Кадми нэгдлүүд нь дарангуйлах нөлөөтэй байдаг мэдрэлийн систем, амьсгалын замд нөлөөлж, өөрчлөлтийг үүсгэдэг дотоод эрхтнүүд.

Кадми их хэмжээгээр агуулагдах нь цочмог хордлогод хүргэдэг: 2500 мг / м 3 нэгдэл агуулсан өрөөнд нэг минут байх нь үхэлд хүргэдэг. Цочмог хордлогын үед гэмтлийн шинж тэмдэг нэн даруй үүсдэггүй, тодорхой далд хугацааны дараа 1-2-30-40 цаг үргэлжилдэг.

Хортой хэдий ч кадми нь амьд организмын хөгжилд амин чухал ул мөр элемент болох нь батлагдсан. Үүний чиг үүрэг нь тодорхойгүй хэвээр байна. Ургамлыг тэжээх нь тэдний хөгжилд сайнаар нөлөөлдөг.