CADMIUM (Cadmium) Cd, este un element chimic al Grupului II al Tabelului Periodic. Numărul atomic 48, masa atomică relativă 112,41. cadmiu natural cuprinde opt izotopi stabili: 106 Cd (1,22%), 108 Cd (0,88%), 110 Cd (12,39%), 111 Cd (12,75%), 112 Cd (24,07 %) 113 Cd (12,26%), 114 Cd (28,85%) și 116 Cd (7,58%). Grad de oxidare +2, rareori +1.
Cadmiul a fost descoperit în 1817 de chimistul german Friedrich Stromeyer (Stromeyer Friedrich) (1776-1835).
Când se testează oxidul de zinc. produsă de una dintre fabricile Schonebeck, există o suspiciune că aceasta conține un amestec de arsenic. Când dizolvarea medicamentului în sulfură acidă și hidrogenul se trece prin soluție un precipitat galben, cum ar fi sulfurile arsenic, dar inspecție mai amănunțită a arătat că acest element nu este prezent. Pentru încheierea finală a unui eșantion suspectat de oxid de zinc și alte produse de zinc (inclusiv carbonat de zinc), cu aceeași fabrică a trimis Friedrich Strohmeyer, care a ocupat în 1802 Departamentul de Chimie de la Universitatea din Göttingen, și funcția de inspector general al farmaciilor Hanovra.
În timpul incinerării carbonatului de zinc, Stromeyer a obținut oxid, dar nu alb, așa cum ar fi trebuit, ci gălbui. El a sugerat că culoarea a fost cauzată de o adaos de fier, dar sa dovedit că nu există fier. Stromeyer a analizat pe deplin preparatele de zinc și a constatat că culoarea galbenă apare din cauza unui element nou. A fost numit după minereul de zinc în care a fost găsit: cuvântul grecesc kadmeia. "Pământul cadmiu" este numele vechi al Smithsonite ZnCO3. Acest cuvânt, conform legendei, numele vine de la fenician Cadmus, care trebuia să fie primul pentru a găsi piatra de zinc și a observat capacitatea sa de a da de cupru (în topirea minereului ea) de culoare aurie. Doar numele eroului din mitologia greacă: conform legendei, Cadmus a câștigat lupta grea a Dragonului și pământurile sale de cadmiu a construit o fortăreață în jurul căreia a crescut mai târziu orașul semivratny Teba.
Prevalența cadmiului în natură și extracția sa industrială.
Cadmiul are propriile sale minerale, grinokitul CdS și CdCO3. Monteponite CdO. Cu toate acestea, ele nu își formează depozitele. Singura sursă industrială semnificativă de cadmiu este minereul de zinc, unde este conținut într-o concentrație de 0,01-5%. Cadmiul se acumulează, de asemenea, în galena (până la 0,02%), calcopirita (până la 0,12%), pirita (până la 0,02%), mori (0,2%). Resursele globale totale de cadmiu sunt estimate la 20 de milioane de tone, industriale - în 600 mii tone.
Caracteristicile unei substanțe simple și a producției industriale de cadmiu metalic.
Cadmiu - argintiu luciu albăstrui solid pe suprafața metalului proaspăt, moale, maleabil, ductil, este bine laminate în foi, acesta poate fi ușor de lustruit. La fel ca și staniu, bețe cadmiu crackle atunci când îndoit. Se topește la 321,1 ° C, fierbe la 766,5 ° C, densitate - 8,65 g / cm3, ceea ce îi permite să fie atribuită metalelor grele.
În aer uscat, cadmiul este stabil. În aerul umed, se estompează rapid și, atunci când este încălzit, interacționează ușor cu oxigenul, sulful, fosforul și halogeni. Cu hidrogen, azot, carbon, siliciu și bor, cadmiul nu reacționează.
Vaporii de cadmiu interacționează cu vaporii de apă pentru a elibera hidrogenul. Acizii dizolvă cadmiul cu formarea de săruri ale acestui metal. Cadmiul reduce azotatul de amoniu în soluții concentrate la nitrit de amoniu. Se oxidează în soluție apoasă prin cationii anumitor metale, de exemplu, cupru (II) și fier (III). Cu soluții de alcalii, spre deosebire de zinc, cadmiul nu interacționează.
Principalele surse de cadmiu sunt produse intermediare de producție de zinc. Precipitațiile metalice obținute după curățarea soluțiilor de sulfat de zinc cu praf de zinc conțin cadmiu de 2-12%. Fracțiunile formate în timpul distilării zinc, cadmiu conținut 0,7-1,1%, iar fracțiunile obținute prin purificarea distilare zinc - până la 40% cadmiu. Cadmiul este îndepărtat și praful de plumb și cupru (topitoare care pot conține până la 5% și 0,5% cadmiu, respectiv). Praful tratat, de obicei, cu acid sulfuric concentrat și sulfat de cadmiu, apoi levigat cu apă.
Din soluțiile de acțiune sulfat de cadmiu de pulbere de zinc precipitat cadmiu burete, apoi se dizolvă în soluție de acid sulfuric și purificată prin acțiunea impurităților de oxid de zinc sau de carbonat de sodiu și metode de schimb ionic. Cadmiul metalic este izolat prin electroliză pe catozi de aluminiu sau prin reducerea cu zinc.
Aproximativ 20 mii tone de cadmiu sunt produse anual. Volumul producției sale este în mare parte legat de scara producției de zinc.
Cel mai important domeniu de aplicare a cadmiului este producția de surse chimice de curent. Cadrele electrozi sunt folosite în baterii și baterii. Plăcile negative ale bateriilor cu nichel-cadmiu sunt fabricate din rețele de fier cu bureți cadmiu ca agent activ. Plăcile pozitive sunt acoperite cu hidroxid de nichel. Electrolitul este o soluție de hidroxid de potasiu. Pe baza cadmiului și a nichelului, sunt de asemenea realizate acumulatoare compacte pentru rachete ghidate, doar ca în acest caz fierul, precum și plasele de nichel sunt utilizate ca bază.
Procesele care apar într-o baterie alcalină nichel-cadmiu pot fi descrise prin următoarea ecuație:
Bateriile alcaline cu nichel-cadmiu sunt mai fiabile decât bateriile cu plumb (acid). Aceste surse curente sunt caracterizate de caracteristici electrice ridicate, stabilitate de funcționare, durată lungă de viață. Ele pot fi taxate în doar o oră. Cu toate acestea, bateriile nichel-cadmiu nu pot fi reîncărcate fără preîncărcare completă (în această privință ele sunt inferioare bateriilor cu hidruri metalice).
Cadmiul este folosit pe scară largă pentru a aplica învelișuri anticorozive pe metale, în special în cazul contactului lor cu apa de mare. Cele mai importante părți ale navelor, avioanelor, precum și diferitele produse concepute pentru a lucra într-o climă tropicală sunt incluse. Anterior, fierul și alte metale s-au cadmidat prin scufundarea produselor în cadmiu topit, acum acoperirea cu cadmiu este aplicată electrolitic.
Acoperirile cu cadmiu au unele avantaje față de acoperirile cu zinc: ele sunt mai rezistente la coroziune, ele sunt mai ușor de realizat și netede. Plasticitatea ridicată a acestor acoperiri asigură etanșeitatea îmbinărilor filetate. În plus, cadmiul, spre deosebire de zinc, este stabil într-un mediu alcalin.
Cu toate acestea, cadmiul are propriile sale probleme. La electrodepunerea cadmiului, hidrogenul conținut în electrolit poate pătrunde în metal în metal. Cauzează așa-numita fragilitate a hidrogenului în oțelurile cu rezistență ridicată, ceea ce duce la distrugerea neașteptată a metalului sub sarcină. Pentru a preveni acest fenomen, un aditiv de titan este introdus în acoperirile cu cadmiu.
În plus, cadmiul este toxic. Prin urmare, deși este utilizat pe scară largă staniu de cadmiu, este interzisă utilizarea ustensilelor de bucătărie și a containerelor pentru alimente.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: