mga katangian ng cadmium. Cadmium: epekto sa katawan ng tao. Pagkalason ng mabigat na metal. Pitong kulay ng bahaghari

DEPINISYON

Cadmium matatagpuan sa ikalimang yugto ng pangkat II ng pangalawang (B) subgroup ng Periodic Table.

Nauugnay sa mga elemento d-mga pamilya. metal. Pagtatalaga - CD. Ordinal number - 48. Relative atomic mass - 112.41 a.m.u.

Elektronikong istraktura ng cadmium atom

Ang cadmium atom ay binubuo ng isang positively charged nucleus (+48), sa loob nito ay mayroong 48 protons at 64 neutrons, at 48 electron ay gumagalaw sa limang orbit.

Fig.1. Schematic na istraktura ng cadmium atom.

Ang pamamahagi ng mga electron sa mga orbital ay ang mga sumusunod:

48Cd) 2) 8) 18) 18) 2 ;

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

Ang mga valence electron ng cadmium atom ay ang mga matatagpuan sa 4 d- at 5 s-mga orbital. Ang diagram ng enerhiya ng ground state ay tumatagal ng sumusunod na anyo:

Ang mga valence electron ng isang cadmium atom ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng isang set ng apat na quantum number: n(punong quantum), l(orbital), m l(magnetic) at s(iikot):

sublevel

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

Mag-ehersisyo

Ilang atomic orbitals p-sublevel ay napuno para sa mga elemento na may mga serial number 35 at 54? Isulat ang kanilang mga electronic formula.

Sagot

Ang mga elementong may mga serial number na 35 at 54 ay bromine at xenon. Isinulat namin ang kanilang mga electronic formula sa ground state: 35 Br1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 ; 54 Xe1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 . Mayroong 3 orbital sa p-sublevel, bawat isa ay maaaring maglaman ng hindi hihigit sa 2 electron (6 sa kabuuan). Ang mga p-orbital ng bromine at xenon atoms ay napuno.

HALIMBAWA 2

Mag-ehersisyo

Anong mga halaga ang maaaring kunin ng mga quantum number? n, l, m l at MS pagkilala sa estado ng mga electron sa isang atom. Anong mga halaga ang kinukuha nila para sa mga panlabas na electron ng calcium atom?

Sagot

Ang pangunahing quantum number n ay maaaring tumagal ng mga halaga mula 1 hanggang infinity, ngunit sa katotohanan ang limitasyon nito ay ang numero 7. Ang orbital quantum number l ay maaaring tumagal ng mga halaga mula 0 hanggang 3. Magnetic quantum number m l tumatagal ng mga halaga mula -l hanggang 0 hanggang +l. Sa spin quantum number MS maaaring mayroong dalawang value lang: +1/2 at -1/2. Isulat natin ang elektronikong pagsasaayos ng ground state ng magnesium atom (i-highlight natin ang mga valence electron nang naka-bold): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 . Ang mga electron ng panlabas na antas ng enerhiya ay mailalarawan sa pamamagitan ng sumusunod na hanay ng mga quantum number: sublevel

Ang Cadmium (Latin Cadmium, na tinutukoy ng simbolo na Cd) ay isang elemento na may atomic number 48 at atomic mass na 112.411. Ito ay isang elemento ng pangalawang subgroup ng pangalawang pangkat, ang ikalimang yugto ng periodic table ng mga elemento ng kemikal ni Dmitry Ivanovich Mendeleev. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang simpleng substance na cadmium ay isang mabigat (density na 8.65 g/cm3) malambot na malleable ductile silvery-white transition metal.

Ang natural na cadmium ay binubuo ng walong isotopes, anim sa mga ito ay stable: 106Cd (isotope abundance 1.22%), 108Cd (0.88%), 110Cd (12.39%), 111Cd (12.75%), 112Cd (24. 04Cd%), (24. 04Cd%) %). Para sa dalawang iba pang natural na isotopes, ang mahinang radyaktibidad ay nakita: 113Cd (isotopic abundance 12.22%, β-decay na may kalahating buhay na 7.7∙1015 taon) at 116Cd (isotopic abundance 7.49%, double β-decay na may kalahating buhay ng 3, 0∙1019 taon).

Ang ikaapatnapu't walong elemento ng periodic system ay natuklasan ng propesor ng Aleman na si Friedrich Stromeyer noong 1817, ang pagtuklas na ito ay maaaring tawaging aksidente. Ang katotohanan ay ang mga parmasyutiko ng Magdeburg, kapag nag-aaral ng mga paghahanda na naglalaman ng zinc oxide ZnO, pinaghihinalaang ang pagkakaroon ng arsenic sa kanila. Dahil ang zinc oxide ay isang sangkap sa maraming mga ointment, pulbos at emulsion na ginagamit para sa iba't ibang mga sakit sa balat, ang mga inspektor ay tiyak na ipinagbawal ang pagbebenta ng lahat ng mga kahina-hinalang gamot. Naturally, ang tagagawa ng mga gamot, na nagtatanggol sa mga interes nito, ay humingi ng isang independiyenteng pagsusuri. Si Stromeyer ay kumilos bilang isang dalubhasa. Inihiwalay niya ang isang brown-brown oxide mula sa ZnO, binawasan ito ng hydrogen at nakakuha ng isang silver-white metal, na tinawag niyang "cadmium" (mula sa Greek kadmeia - hindi malinis na zinc oxide, din ng zinc ore). Anuman ang Propesor Stromeyer, ang cadmium ay natuklasan sa Silesian zinc ores ng isang grupo ng mga Aleman na siyentipiko - K. Herman, K. Karsten at W. Meissner noong 1818.

Ang Cadmium ay sumisipsip ng mabagal na mga neutron, dahil dito ang mga cadmium rod ay ginagamit sa mga nuclear reactor upang kontrolin ang rate ng isang chain reaction. Ginagamit ang Cadmium sa mga alkaline na baterya at kasama bilang isang bahagi sa ilang mga haluang metal. Kaya, halimbawa, ang mga tansong haluang metal na naglalaman ng humigit-kumulang 1% Cd (cadmium bronzes) ay ginagamit para sa paggawa ng telegraph, telepono, trolleybus wires, dahil ang mga haluang ito ay may higit na lakas at paglaban sa pagsusuot kaysa sa tanso. Ang isang bilang ng mga fusible na haluang metal, halimbawa, na ginagamit sa mga awtomatikong pamatay ng apoy, ay naglalaman ng apatnapu't walong elemento. Bilang karagdagan, ang cadmium ay bahagi ng ilang mga haluang metal ng alahas. Ang metal na ito ay ginagamit para sa cadmium plating ng mga produktong bakal, dahil nagdadala ito ng isang oxide film sa ibabaw nito, na may proteksiyon na epekto. Ang katotohanan ay na sa tubig dagat at sa maraming iba pang media, ang cadmium plating ay mas epektibo kaysa sa galvanizing. Ang Cadmium ay may mahabang kasaysayan ng paggamit sa homeopathic na gamot. Ang mga compound ng ika-apatnapu't walong elemento ay nakahanap din ng malawak na aplikasyon - ang cadmium sulfide ay ginagamit upang gumawa ng dilaw na pintura at mga kulay na baso, at ang cadmium fluoroborate ay isang mahalagang flux na ginagamit para sa paghihinang ng aluminyo at iba pang mga metal.

Ang Cadmium ay matatagpuan sa katawan ng lahat ng vertebrates; ito ay itinatag na ito ay nakakaapekto sa metabolismo ng carbon, ang aktibidad ng isang bilang ng mga enzyme, at ang synthesis ng hippuric acid sa atay. Gayunpaman, ang mga cadmium compound ay nakakalason, at ang metal mismo ay isang carcinogen. Lalo na mapanganib ang paglanghap ng mga singaw ng cadmium oxide CdO, ang mga nakamamatay na kaso ay hindi karaniwan. Ang pagtagos ng cadmium sa gastrointestinal tract ay nakakapinsala din, ngunit walang mga kaso ng nakamamatay na pagkalason na naitala, malamang na ito ay dahil sa ang katunayan na ang katawan mismo ay naglalayong mapupuksa ang lason (pagsusuka).

Mga katangian ng biyolohikal

Lumalabas na ang cadmium ay naroroon sa halos lahat ng nabubuhay na organismo - sa terrestrial ang nilalaman ng ikaapatnapu't walong elemento ay humigit-kumulang katumbas ng 0.5 mg bawat 1 kg ng masa, sa mga organismo ng dagat (mga espongha, mga bituka ng bituka, echinoderms, worm) - mula sa 0.15 hanggang 3 mg / kg, ang nilalaman ng cadmium sa mga halaman ay tungkol sa 10-4% (sa dry matter). Sa kabila ng pagkakaroon ng cadmium sa karamihan ng mga buhay na organismo, ang tiyak na pisyolohikal na kahalagahan nito ay hindi pa mapagkakatiwalaang naitatag. Nalaman ng mga siyentipiko na ang elementong ito ay nakakaapekto sa metabolismo ng karbohidrat, ang synthesis ng hippuric acid sa atay, ang aktibidad ng isang bilang ng mga enzyme, pati na rin ang metabolismo ng zinc, tanso, bakal at kaltsyum sa katawan. May isang mungkahi, na sinusuportahan ng ilang pananaliksik, na ang mga mikroskopikong halaga ng cadmium sa pagkain ay maaaring pasiglahin ang paglaki ng mga mammal. Para sa kadahilanang ito, inuuri ng ilang siyentipiko ang cadmium bilang isang kinakailangang may kondisyon na elemento ng bakas, iyon ay, mahalaga, ngunit nakakalason sa ilang mga dosis. Kahit na ang katawan ng isang ganap na malusog na tao ay naglalaman ng isang maliit na halaga ng cadmium. Gayunpaman, sa kabila nito, ang cadmium ay inuri bilang isa sa mga pinaka-nakakalason na mabibigat na metal - ng Russian SanPiN ito ay inuri bilang isang hazard class 2 - lubhang mapanganib na mga sangkap - na kinabibilangan din ng antimony, strontium, phenol at iba pang mga nakakalason na sangkap. Sa Bulletin na "Mga Problema sa Kaligtasan ng Kemikal" na may petsang Abril 29, 1999, lumilitaw ang cadmium bilang "ang pinaka-mapanganib na ecotoxicant sa pagliko ng milenyo"!

Tulad ng iba pang mabibigat na metal, ang cadmium ay isang pinagsama-samang lason, iyon ay, maaari itong maipon sa katawan - ang kalahating buhay nito ay mula 10 hanggang 35 taon. Sa edad na limampu, ang katawan ng tao ay makakaipon mula 30 hanggang 50 mg ng cadmium. Ang pangunahing "deposito ng deposito" ng ikaapatnapu't walong elemento sa katawan ng tao ay ang mga bato, na naglalaman ng 30 hanggang 60% ng kabuuang halaga ng metal na ito sa katawan, at ang atay (20-25%). Ang mga sumusunod ay nakakapag-ipon ng cadmium sa mas maliit na lawak: ang pancreas, spleen, tubular bones, at iba pang organ at tissue. Sa maliit na dami, ang ikaapatnapu't walong elemento ay naroroon kahit sa dugo. Gayunpaman, hindi tulad ng lead o mercury, ang cadmium ay hindi pumapasok sa utak. Para sa karamihan, ang cadmium sa katawan ay nasa isang nakatali na estado - kasama ang protina na metallothionein - ito ay isang uri ng mekanismo ng proteksiyon, ang reaksyon ng katawan sa pagkakaroon ng isang mabigat na metal. Sa form na ito, ang cadmium ay hindi gaanong nakakalason, gayunpaman, kahit na nakatali, hindi ito nagiging hindi nakakapinsala - na naipon sa paglipas ng mga taon, ang metal na ito ay maaaring humantong sa pagkagambala sa mga bato at isang pagtaas ng posibilidad ng mga bato sa bato. Higit na mapanganib ang cadmium, na nasa ionic form, dahil ito ay chemically na napakalapit sa zinc at kayang palitan ito sa biochemical reactions, na kumikilos bilang isang pseudo-activator o, sa kabaligtaran, isang inhibitor ng zinc-containing proteins at enzymes. Ang Cadmium ay nagbubuklod sa cytoplasmic at nuclear na materyal ng mga cell at sinisira ang mga ito, binabago ang aktibidad ng maraming mga hormone at enzyme, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng kakayahang magbigkis ng mga grupo ng sulfhydryl (-SH). Bilang karagdagan, ang apatnapu't walong elemento, dahil sa kalapitan ng ionic radii ng calcium at cadmium, ay maaaring palitan ang calcium sa tissue ng buto. Ang parehong sitwasyon ay sa bakal, na maaaring palitan ng cadmium. Para sa kadahilanang ito, ang kakulangan ng calcium, zinc at iron sa katawan ay maaaring humantong sa isang pagtaas sa pagsipsip ng cadmium mula sa gastrointestinal tract hanggang 15-20%. Ito ay pinaniniwalaan na ang isang hindi nakakapinsalang pang-araw-araw na dosis ng cadmium para sa isang may sapat na gulang ay 1 μg ng cadmium bawat 1 kg ng timbang ng katawan, ang malaking halaga ng cadmium ay lubhang mapanganib sa kalusugan.

Ano ang mga mekanismo ng pagpasok ng cadmium at mga compound nito sa katawan? Nangyayari ang pagkalason kapag ang inuming tubig (ang maximum na limitasyon sa konsentrasyon para sa inuming tubig ay 0.01 mg/l) na kontaminado ng basurang naglalaman ng cadmium, gayundin kapag kumakain ng mga gulay at butil na tumutubo sa mga lupain na matatagpuan malapit sa mga refinery ng langis at mga negosyong metalurhiko. Ang paggamit ng mga kabute mula sa naturang mga teritoryo ay lalong mapanganib, dahil, ayon sa ilang impormasyon, nakakaipon sila ng higit sa 100 mg ng cadmium bawat kg ng kanilang sariling timbang. Ang paninigarilyo ay isa pang pinagmumulan ng paggamit ng cadmium sa katawan, kapwa ng naninigarilyo mismo at ng mga tao sa paligid niya, dahil ang metal ay matatagpuan sa usok ng tabako. Ang mga katangiang palatandaan ng talamak na pagkalason ng cadmium ay, tulad ng nabanggit kanina, pinsala sa bato, pananakit ng kalamnan, pagkasira ng tissue ng buto, at anemia. Ang talamak na pagkalason sa pagkain na may cadmium ay nangyayari kapag ang malalaking solong dosis ay iniinom kasama ng pagkain (15-30 mg) o may tubig (13-15 mg). Kasabay nito, ang mga palatandaan ng talamak na gastroenteritis ay sinusunod - pagsusuka, pananakit at kombulsyon sa rehiyon ng epigastric, gayunpaman, ang mga kaso ng nakamamatay na pagkalason na may mga compound ng cadmium na pumasok sa katawan na may pagkain ay hindi alam ng agham, ngunit ayon sa mga pagtatantya ng WHO, isang Ang nakamamatay na solong dosis ay maaaring 350-3500 mg. Higit na mapanganib ang pagkalason ng cadmium sa pamamagitan ng paglanghap ng mga singaw nito (CdO) o alikabok na naglalaman ng cadmium (bilang panuntunan, nangyayari ito sa mga industriyang nauugnay sa paggamit ng cadmium). Ang mga sintomas ng naturang pagkalason ay ang pulmonary edema, sakit ng ulo, pagduduwal o pagsusuka, panginginig, panghihina, at pagtatae. Bilang resulta ng naturang pagkalason, naitala ang mga pagkamatay.

Ang antidote para sa pagkalason ng cadmium ay selenium, na tumutulong upang mabawasan ang pagsipsip ng apatnapu't walong elemento. Gayunpaman, ang isang balanseng paggamit ng selenium ay kinakailangan, ito ay dahil sa ang katunayan na ang labis nito sa katawan ay humahantong sa isang pagbawas sa nilalaman ng asupre, at ito ay tiyak na hahantong sa ang katunayan na ang cadmium ay muling magiging madaling hinihigop ng katawan.

Ito ay itinatag na ang isang sigarilyo ay naglalaman ng mula 1 hanggang 2 micrograms ng cadmium. Lumalabas na ang isang taong naninigarilyo ng hindi bababa sa isang pakete ng sigarilyo bawat araw ay tumatanggap ng karagdagang 20 micrograms ng cadmium, hindi bababa sa! Ang panganib ay nakasalalay sa katotohanan na ang asimilasyon ng apatnapu't walong elemento sa pamamagitan ng mga baga ay pinakamataas - mula 10 hanggang 20%, kaya, mula 2 hanggang 4 micrograms ng cadmium ay nasisipsip sa katawan ng isang naninigarilyo sa bawat pakete ng mga sigarilyo! Ang carcinogenic effect ng nikotina na nakapaloob sa usok ng tabako, bilang panuntunan, ay nauugnay sa pagkakaroon ng cadmium, at hindi ito pinanatili kahit na sa pamamagitan ng mga filter ng carbon.

Ang isang halimbawa ng mass chronic cadmium poisoning na may maraming pagkamatay ay inilarawan noong huling bahagi ng 1950s. Sa teritoryo ng Japan, naitala ang mga kaso ng mass disease, na tinawag ng mga lokal na "itai-itai", na literal na maaaring isalin bilang "oh-oh, how painful!". Ang mga sintomas ng sakit ay matinding pananakit ng lumbar, na, sa paglaon, ay sanhi ng hindi maibabalik na pinsala sa bato; matinding pananakit ng kalamnan. Ang ubiquity ng sakit at ang malubhang kurso nito ay sanhi ng mataas na polusyon sa kapaligiran sa Japan noong panahong iyon at ang partikular na diyeta ng mga Hapones (ang bigas at pagkaing-dagat ay nag-iipon ng malaking halaga ng cadmium). Napag-alaman na ang mga nagkasakit ng kakaibang sakit ay kumakain ng humigit-kumulang 600 micrograms ng cadmium araw-araw!

Sa kabila ng katotohanan na ang cadmium ay kinikilala bilang isa sa mga pinaka-nakakalason na sangkap, natagpuan din nito ang aplikasyon sa gamot! Kaya, ipinasok sa dibdib ng isang pasyente na nagdurusa sa pagpalya ng puso, ang isang nickel-cadmium na baterya ay nagbibigay ng enerhiya sa isang mekanikal na stimulator ng puso. Ang kaginhawahan ng naturang baterya ay ang pasyente ay hindi kailangang humiga sa operating table upang mag-recharge o palitan ito. Para sa walang patid na buhay ng baterya, sapat na na magsuot ng espesyal na magnetized jacket minsan sa isang linggo sa loob lamang ng isang oras at kalahati.

Ginagamit ang cadmium sa homeopathy, pang-eksperimentong gamot, at kamakailan lamang ay ginamit ito upang lumikha ng mga bagong gamot na anticancer.

Wood's alloy (Wood's metal), na naglalaman ng 50% bismuth, 12.5% ​​​​tin, 25% lead, 12.5% ​​​​cadmium, ay madaling matunaw sa kumukulong tubig. Ang haluang metal ay naimbento noong 1860 ng isang hindi masyadong sikat na English engineer na si B . Kahoy (B.Wood).Maraming mga kawili-wiling katotohanan ang nauugnay sa mababang-natutunaw na haluang ito: una, ang mga unang titik ng mga bahagi ng haluang metal ng Wood ay bumubuo ng pagdadaglat na WAX, at pangalawa, kadalasan ang imbensyon ay nagkakamali na iniuugnay sa B.Wood's namesake - ang sikat na American physicist na si Robert Williams Wood, na isinilang pagkalipas lamang ng walong taon.

Hindi pa katagal, ang ikaapatnapu't walong elemento ng periodic system ay pumasok sa "armament" ng Scotland Yard: sa tulong ng pinakamanipis na layer ng cadmium na idineposito sa ibabaw na sinusuri, posible na mabilis na makilala ang malinaw na mga fingerprint ng kriminal. .

Ang mga siyentipiko ay nagtatag ng isang kagiliw-giliw na katotohanan: ang cadmium na lata sa kapaligiran ng mga rural na lugar ay may mas higit na paglaban sa kaagnasan kaysa sa kapaligiran ng mga pang-industriyang lugar. Ang ganitong patong ay nabigo lalo na kung ang nilalaman ng sulfurous o sulfuric anhydride ay nadagdagan sa hangin.

Noong 1968, natuklasan ng isa sa mga opisyal ng kalusugan ng US (Dr. Carroll) ang isang direktang kaugnayan sa pagitan ng dami ng namamatay mula sa mga sakit sa cardiovascular at ang nilalaman ng cadmium sa kapaligiran. Nakarating siya sa gayong mga konklusyon sa pamamagitan ng pagsusuri sa datos ng 28 lungsod. Sa apat sa kanila - New York, Chicago, Philadelphia at Indianapolis - ang nilalaman ng cadmium sa hangin ay makabuluhang mas mataas kaysa sa ibang mga lungsod; mas mataas din ang proporsyon ng mga namamatay dahil sa sakit sa puso.

Bilang karagdagan sa mga "standard" na mga hakbang upang limitahan ang mga paglabas ng cadmium sa kapaligiran, tubig at lupa (mga filter at panlinis sa mga negosyo, pag-alis ng mga pabahay at crop field mula sa naturang mga negosyo), ang mga siyentipiko ay gumagawa din ng mga bago - promising. Kaya't ang mga Amerikanong siyentipiko ay nagtanim ng mga water hyacinth sa bay ng Mississippi River, na naniniwala na sa kanilang tulong posible na linisin ang tubig mula sa mga hindi kanais-nais na elemento tulad ng cadmium at mercury.

Kwento

Alam ng kasaysayan ang maraming "mga pagtuklas" na ginawa sa iba't ibang pagsusuri, pagsusuri at pagbabago. Gayunpaman, ang mga naturang natuklasan ay mas kriminal sa kalikasan kaysa sa siyentipiko. Gayunpaman, nagkaroon ng ganoong kaso nang ang rebisyon na nagsimula sa kalaunan ay humantong sa pagtuklas ng isang bagong elemento ng kemikal. Nangyari ito sa Alemanya noong simula ng ika-19 na siglo. Sinuri ng doktor ng distrito na si R. Rolov ang mga parmasya ng kanyang distrito, sa panahon ng pag-audit - sa isang bilang ng mga parmasya malapit sa Magdeburg - natuklasan niya ang zinc oxide, ang hitsura nito ay pumukaw ng hinala at iminungkahi ang nilalaman ng arsenic dito. Upang kumpirmahin ang kanyang mga pagpapalagay, dissolved ni Rolov ang nasamsam na gamot sa acid at ipinasa ito sa isang solusyon ng hydrogen sulfide, na humantong sa pag-ulan ng isang dilaw na precipitate, katulad ng arsenic sulfide. Lahat ng mga kahina-hinalang gamot - mga ointment, pulbos, emulsyon, pulbos - ay agad na binawi sa pagbebenta. Ang ganitong hakbang ay nagalit sa may-ari ng pabrika sa Schenebek, na gumawa ng lahat ng mga gamot na tinanggihan ni Rolov. Ang negosyanteng ito - si Herman, bilang isang chemist sa pamamagitan ng propesyon, ay nagsagawa ng kanyang sariling pagsusuri sa mga kalakal. Ang pagkakaroon ng pagsubok sa lahat ng arsenal ng mga eksperimento na kilala sa oras na iyon para sa pagtuklas ng arsenic, siya ay kumbinsido na ang kanyang mga produkto ay dalisay sa paggalang na ito, at ang bakal, na nalilito sa auditor, ay nagbigay ng dilaw na kulay ng zinc oxide. Nang maiulat ang mga resulta ng kanyang mga eksperimento kay Rolov at sa mga awtoridad ng lupain ng Hanover, hiniling ni Herman ang isang independiyenteng pagsusuri at isang kumpletong "rehabilitasyon" ng kanyang produkto. Bilang resulta, napagpasyahan na alamin ang opinyon ni Propesor Stromeyer, na namuno sa Departamento ng Chemistry sa Unibersidad ng Göttingen, at kasabay na humawak sa posisyon ng Inspector General ng lahat ng mga parmasya ng Hanoverian. Naturally, ang Stromeyer ay ipinadala para sa pag-verify hindi lamang zinc oxide, kundi pati na rin ang iba pang mga paghahanda ng zinc mula sa pabrika ng Shenebek, kabilang ang zinc carbonate, kung saan nakuha ang oxide na ito. Sa pamamagitan ng calcining zinc carbonate ZnCO3, nakuha ni Friedrich Stromeyer ang oxide, ngunit hindi puti, tulad ng nararapat, ngunit madilaw-dilaw. Bilang resulta ng karagdagang pananaliksik, lumabas na ang mga paghahanda ay hindi naglalaman ng alinman sa arsenic, tulad ng ipinapalagay ni Rolov, o bakal, tulad ng naisip ni Herman. Ang dahilan para sa hindi pangkaraniwang kulay ay isang ganap na naiibang metal - dati ay hindi kilala at halos kapareho sa mga katangian sa sink. Ang pagkakaiba lamang ay ang hydroxide nito, hindi katulad ng Zn (OH) 2, ay hindi amphoteric, ngunit binibigkas ang mga pangunahing katangian. Pinangalanan ni Stromeyer ang bagong metal na cadmium, na nagpapahiwatig ng malakas na pagkakatulad ng bagong elemento sa zinc - ang salitang Griyego na καδμεια (kadmeia) ay matagal nang tinutukoy ang zinc ores (halimbawa, smithsonite ZnCO3) at zinc oxide. Sa turn, ang salitang ito ay nagmula sa pangalan ng Phoenician Cadmus, na, ayon sa alamat, ang unang nakahanap ng zinc stone at natuklasan ang kakayahang magbigay ng tanso (kapag natunaw mula sa ore) ng isang gintong kulay. Ayon sa mga sinaunang alamat ng Greek, mayroong isa pang Cadmus - isang bayani na natalo ang Dragon at nagtayo ng kuta ng Cadmeus sa mga lupain ng kaaway na natalo niya, sa paligid kung saan ang mahusay na pitong-gate na lungsod ng Thebes ay kasunod na lumago. Sa mga wikang Semitiko, ang "kadmos" ay nangangahulugang "silangan", na, marahil, ay nagtatayo ng pangalan ng mineral mula sa mga lugar ng pagkuha o pagluluwas nito mula sa anumang silangang bansa o lalawigan. Noong 1818, inilathala ni Friedrich Stromeyer ang isang detalyadong paglalarawan ng isang bagong metal, ang mga katangian kung saan napag-aralan na niyang mabuti. Sa libreng anyo nito, ang bagong elemento ay isang puting metal, malambot at hindi masyadong malakas, na natatakpan ng isang brownish oxide film sa itaas. Sa lalong madaling panahon, tulad ng madalas na kaso, ang prayoridad ni Strohmeyer sa pagtuklas ng cadmium ay nagsimulang hamunin, ngunit ang lahat ng mga paghahabol ay hindi nagtagal ay tinanggihan. Maya-maya, ang isa pang German chemist, si Kersten, ay nakahanap ng bagong elemento sa Silesian zinc ore at pinangalanan itong mellin (mula sa Latin na mellinus, "dilaw na parang quince"). Ang dahilan para sa pangalang ito ay ang kulay ng precipitate na nabuo sa ilalim ng pagkilos ng hydrogen sulfide. Sa galit ni Kersten, ang Mellin ay naging Stromeyer's Cadmium. Kahit na kalaunan, ang iba pang mga pangalan ay iminungkahi para sa ikaapatnapu't walong elemento: noong 1821, iminungkahi ni John na tawagan ang bagong elemento na "klaprothium" - bilang parangal sa sikat na chemist na si Martin Klaproth - ang natuklasan ng uranium, zirconium at titanium, at Gilbert na "junonium" - pagkatapos matuklasan ang asteroid noong 1804 Juno. Ngunit gaano man kalaki ang mga merito ni Klaproth sa agham, ang kanyang pangalan ay hindi nakatadhana na magkaroon ng panghahawakan sa listahan ng mga kemikal na elemento: ang cadmium ay nanatiling cadmium. Totoo, sa panitikan ng kemikal ng Russia noong unang kalahati ng ika-19 na siglo, ang cadmium ay madalas na tinatawag na cadmium.

Ang pagiging nasa kalikasan

Ang Cadmium ay isang karaniwang bihira at medyo nakakalat na elemento, ang karaniwang nilalaman ng metal na ito sa crust ng lupa (clarke) ay tinatantya sa humigit-kumulang 1.3 10-5% o 1.6 10-5% sa timbang, lumalabas na ang cadmium sa lithosphere ay humigit-kumulang 130 mg / t. Napakaliit ng cadmium sa bituka ng ating planeta na kahit na ang germanium, na itinuturing na bihira, ay 25 beses na higit pa! Humigit-kumulang sa parehong mga ratio para sa cadmium at iba pang mga bihirang metal: beryllium, cesium, scandium at indium. Ang Cadmium ay malapit sa kasaganaan sa antimony (2 10–5%) at dalawang beses na mas karaniwan kaysa sa mercury (8 10–6%).

Ang ika-apatnapu't walong elemento ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglipat sa mainit na tubig sa lupa kasama ang zinc (cadmium ay matatagpuan bilang isang isomorphic impurity sa maraming mineral at palaging nasa zinc mineral) at iba pang mga chalcophilic na elemento, iyon ay, mga elemento ng kemikal na madaling kapitan ng pagbuo ng natural na sulfide, selenides, tellurides, sulfosalts at kung minsan ay matatagpuan sa katutubong estado. Bilang karagdagan, ang apatnapu't walong elemento ay puro sa mga hydrothermal na deposito. Ang mga batong bulkan ay medyo mayaman sa cadmium, na naglalaman ng hanggang 0.2 mg ng cadmium bawat kg; sa mga sedimentary na bato, ang luad ay ang pinakamayaman sa apatnapu't walong elemento - hanggang sa 0.3 mg / kg (para sa paghahambing, ang mga limestone ay naglalaman ng cadmium 0.035 mg / kg, mga sandstone - 0.03 mg / kg). Ang average na nilalaman ng cadmium sa lupa ay 0.06 mg/kg. Gayundin, ang bihirang metal na ito ay naroroon sa tubig - sa dissolved form (sulfate, chloride, cadmium nitrate) at sa suspensyon bilang bahagi ng organo-mineral complexes. Sa ilalim ng mga natural na kondisyon, ang ika-apatnapu't walong elemento ay pumapasok sa tubig sa lupa bilang resulta ng pag-leaching ng mga non-ferrous na metal ores, gayundin bilang isang resulta ng pagkabulok ng mga aquatic na halaman at mga organismo na may kakayahang maipon ito. Mula noong simula ng ika-20 siglo, ang anthropogenic na kontaminasyon ng natural na tubig na may cadmium ay naging pangunahing kadahilanan sa pagpasok ng cadmium sa tubig at lupa. Ang nilalaman ng cadmium sa tubig ay makabuluhang apektado ng pH ng daluyan (sa isang alkaline na daluyan, ang cadmium ay namuo sa anyo ng hydroxide), pati na rin ang mga proseso ng sorption. Para sa parehong anthropogenic na dahilan, ang cadmium ay naroroon din sa hangin. Sa mga rural na lugar, ang nilalaman ng cadmium sa hangin ay 0.1-5.0 ng / m3 (1 ng o 1 nanogram = 10-9 gramo), sa mga lungsod - 2-15 ng / m3, sa mga pang-industriya na lugar - mula 15 hanggang 150 ng /m3. Ang Cadmium ay pangunahing inilabas sa hangin sa atmospera dahil sa katotohanan na maraming mga uling na sinunog sa mga thermal power plant ang naglalaman ng elementong ito. Ang pagdeposito mula sa hangin, ang cadmium ay pumapasok sa tubig at lupa. Ang pagtaas sa nilalaman ng cadmium sa lupa ay pinadali ng paggamit ng mga mineral fertilizers, dahil halos lahat ng mga ito ay naglalaman ng mga menor de edad na impurities ng metal na ito. Mula sa tubig at lupa, ang cadmium ay pumapasok sa mga halaman at buhay na organismo, at higit pa sa kahabaan ng food chain ay maaaring "ibigay" sa mga tao.

Ang Cadmium ay may sariling mga mineral: howliite, otavite CdCO3, montemponite CdO (naglalaman ng 87.5% Cd), greenockite CdS (77.8% Cd), xanthochroite CdS(H2O)x (77.2% Cd) cadmoselite CdSe (47% Cd ). Gayunpaman, hindi sila bumubuo ng kanilang sariling mga deposito, ngunit naroroon bilang mga impurities sa zinc, tanso, tingga at polymetallic ores (higit sa 50), na siyang pangunahing pinagmumulan ng pang-industriyang produksyon ng ika-apatnapu't walong elemento. Bukod dito, ang pangunahing papel ay nilalaro ng zinc ores, kung saan ang konsentrasyon ng cadmium ay mula 0.01 hanggang 5% (sa sphalerite ZnS). Sa karamihan ng mga kaso, ang nilalaman ng cadmium sa sphalerite ay hindi lalampas sa 0.4 - 0.6%. Ang Cadmium ay naipon din sa galena (0.005 - 0.02%), stannite (0.003 - 0.2%), pyrite (hanggang 0.02%), chalcopyrite (0.006 - 0.12%), gayunpaman, sa mga sulfide na ito, ang cadmium ay karaniwang hindi nakuha.

Ang Cadmium ay maaaring maipon sa mga halaman (higit sa lahat sa fungi) at mga buhay na organismo (lalo na sa tubig), para sa kadahilanang ito, ang cadmium ay matatagpuan sa marine sedimentary rocks - shales (Mansfeld, Germany). Ang kabuuang mapagkukunan ng mundo ng cadmium ay tinatantya sa 20 milyong tonelada, pang-industriya - sa 600 libong tonelada.

Aplikasyon

Ang pangunahing mamimili ng ika-apatnapu't walong elemento ay ang produksyon ng mga kasalukuyang pinagmumulan ng kemikal: nickel-cadmium at silver-cadmium na mga baterya, lead-cadmium at mercury-cadmium na mga cell sa mga backup na baterya, mga normal na Weston cells. Ang mga cadmium nickel batteries (AKN) na ginagamit sa industriya ay isa sa pinakasikat sa iba pang pinagmumulan ng kasalukuyang kemikal. Ang mga negatibong plato ng naturang mga baterya ay gawa sa mga iron meshes na may sponge cadmium bilang aktibong ahente, at ang mga positibong plate ay pinahiran ng nickel oxide. Ang electrolyte ay isang solusyon ng caustic potash (potassium hydroxide). Ang Nickel-cadmium alkaline na mga baterya ay mas maaasahan kaysa sa mga lead acid na baterya. Ang mga kasalukuyang mapagkukunan ng kemikal na gumagamit ng cadmium ay nakikilala sa pamamagitan ng isang mahabang buhay ng serbisyo, matatag na operasyon at mataas na mga katangian ng kuryente. Bilang karagdagan, ang pag-recharge sa mga bateryang ito ay tumatagal ng mas mababa sa isang oras! Gayunpaman, ang AKN ay hindi maaaring ma-recharge nang walang kumpletong paunang paglabas, at dito sila, siyempre, ay mas mababa sa mga baterya ng metal hydride.

Ang isa pang malawak na larangan ng aplikasyon ng cadmium ay ang pagtitiwalag ng mga proteksiyon na anticorrosive coatings sa mga metal (cadmium plating). Mapagkakatiwalaang pinoprotektahan ng cadmium coating ang mga bakal at bakal na produkto mula sa atmospheric corrosion. Noong nakaraan, ang cadmium plating ay isinasagawa sa pamamagitan ng paglubog ng metal sa tinunaw na cadmium, ang modernong proseso ay isinasagawa ng eksklusibo sa pamamagitan ng electrolysis. Ang cadmium plating ay inilalapat sa mga pinaka-kritikal na bahagi ng sasakyang panghimpapawid, barko, pati na rin ang mga bahagi at mekanismo na idinisenyo upang gumana sa mga tropikal na klima. Ito ay kilala na ang ilang mga katangian ng zinc at cadmium ay magkatulad, ngunit ang cadmium coating ay may ilang mga pakinabang sa galvanized coating: una, ito ay mas lumalaban sa kaagnasan, at pangalawa, mas madaling gawin itong pantay at makinis. Bilang karagdagan, hindi tulad ng zinc, ang cadmium ay matatag sa isang alkaline na kapaligiran. Ang cadmium tin ay ginagamit nang malawakan, gayunpaman, mayroong isang lugar kung saan ang paggamit ng isang patong ng ika-apatnapu't walong elemento ay mahigpit na ipinagbabawal - ito ang industriya ng pagkain. Ito ay dahil sa mataas na toxicity ng cadmium. Hanggang sa isang tiyak na punto, ang pagkalat ng mga coatings ng cadmium ay limitado din para sa isa pang kadahilanan - kapag ang cadmium ay inilapat nang electrolytically sa isang bahagi ng bakal, ang hydrogen na nilalaman ng electrolyte ay maaaring tumagos sa metal, at, tulad ng nalalaman, ang elementong ito ay nagiging sanhi ng pagkasira ng hydrogen sa mga bakal na may mataas na lakas, na humahantong sa hindi inaasahang pagkasira ng metal sa ilalim ng pagkarga . Ang problema ay nalutas ng mga siyentipikong Sobyet mula sa Institute of Physical Chemistry ng USSR Academy of Sciences. Ito ay lumabas na ang isang napapabayaan na pagdaragdag ng titanium (isang atom ng titanium sa bawat libong mga atom ng cadmium) ay nagpoprotekta sa bahagi ng bakal na may plate na cadmium mula sa paglitaw ng hydrogen embrittlement, dahil ang titanium ay sumisipsip ng lahat ng hydrogen mula sa bakal sa panahon ng proseso ng patong.

Humigit-kumulang isang ikasampu ng pandaigdigang produksyon ng cadmium ay ginugol sa paggawa ng mga haluang metal. Ang mababang punto ng pagkatunaw ay isa sa mga dahilan para sa malawakang paggamit ng cadmium sa mababang natutunaw na mga haluang metal. Halimbawa, ang haluang metal ni Wood ay naglalaman ng 12.5% ​​ng ikaapatnapu't walong elemento. Ang ganitong mga haluang metal ay ginagamit bilang mga panghinang, bilang isang materyal para sa pagkuha ng manipis at kumplikadong mga paghahagis, sa mga awtomatikong sistema ng paglaban sa sunog, para sa paghihinang na salamin na may metal. Ang mga solder na naglalaman ng apatnapu't walong elemento ay medyo lumalaban sa mga pagbabago sa temperatura. Ang isa pang natatanging tampok ng mga haluang metal ng cadmium ay ang kanilang mataas na mga katangian ng antifriction. Kaya, ang isang haluang metal na naglalaman ng 99% cadmium at 1% nickel ay ginagamit para sa paggawa ng mga bearings na tumatakbo sa sasakyan, sasakyang panghimpapawid at mga makina ng dagat. Dahil ang cadmium ay hindi sapat na lumalaban sa mga acid, kabilang ang mga organic na acid na nilalaman ng mga lubricant, ang mga haluang metal na batay sa cadmium ay pinahiran ng indium. Ang paghahalo ng tanso na may maliliit na karagdagan ng cadmium (mas mababa sa 1%) ay ginagawang posible na gumawa ng mas maraming wear-resistant na mga wire sa mga electric transport lines. Ang gayong hindi gaanong pagdaragdag ng cadmium ay maaaring makabuluhang tumaas ang lakas at tigas ng tanso, halos hindi lumalala ang mga katangian ng kuryente nito. Ang Cadmium amalgam (isang solusyon ng cadmium sa mercury) ay ginagamit sa dental technology para sa paggawa ng mga dental fillings.

Sa mga apatnapu't ng XX siglo, ang cadmium ay nakakuha ng isang bagong papel - nagsimula silang gumawa ng kontrol at mga emergency rod ng mga nuclear reactor mula dito. Ang dahilan kung bakit mabilis na naging estratehikong materyal ang elementong apatnapu't walo ay dahil napakahusay nitong sumisipsip ng mga thermal neutron. Ngunit ang mga unang reactor ng simula ng "panahon ng atom" ay nagtrabaho ng eksklusibo sa mga thermal neutron. Nang maglaon ay lumabas na ang mga mabilis na neutron reactor ay mas nangangako kapwa para sa enerhiya at para sa pagkuha ng nuclear fuel - 239Pu, at ang cadmium ay walang kapangyarihan laban sa mabilis na mga neutron, hindi nito naantala ang mga ito. Gayunpaman, kahit na sa mga araw ng thermal neutron reactors, ang cadmium ay nawala ang nangingibabaw na papel nito, na nagbibigay-daan sa boron at mga compound nito.

Humigit-kumulang 20% ​​ng cadmium (sa anyo ng mga compound) ay ginagamit para sa paggawa ng mga inorganic na tina. Ang Cadmium sulfide CdS ay isang mahalagang mineral dye na dating tinatawag na cadmium yellow. Nasa simula ng ika-20 siglo, nalaman na ang dilaw na cadmium ay maaaring makuha sa anim na lilim, mula sa dilaw na lemon hanggang sa orange. Ang mga nagresultang pintura ay lumalaban sa mahinang alkalis at mga acid, at ganap na hindi sensitibo sa hydrogen sulfide. Ang mga pintura batay sa CdS ay ginamit sa maraming lugar - pagpipinta, pag-print, pagpipinta ng porselana, tinakpan nila ang mga pampasaherong sasakyan, pinoprotektahan sila mula sa usok ng makina. Ang mga tina na naglalaman ng cadmium sulfide ay ginamit sa industriya ng tela at sabon. Gayunpaman, sa kasalukuyan, ang medyo mahal na cadmium sulfide ay kadalasang pinapalitan ng mas murang mga tina - cadmopone (isang pinaghalong cadmium sulfide at barium sulfate) at zinc-cadmium litopone (ang komposisyon, tulad ng cadmopone, kasama ang zinc sulfide). Ang isa pang tambalan ng apatnapu't walong elemento - cadmium selenide CdSe - ay ginagamit bilang pulang pintura. Gayunpaman, hindi lamang sa paggawa ng mga tina, ang mga compound ng apatnapu't walong elemento ay natagpuan ang kanilang aplikasyon - ang cadmium sulfide, halimbawa, ay ginagamit din para sa paggawa ng mga solar cell ng pelikula, ang kahusayan ng kung saan ay tungkol sa 10-16%. Bilang karagdagan, ang CdS ay isang medyo magandang thermoelectric na materyal, na ginagamit bilang isang bahagi ng mga semiconductor na materyales at phosphors. Minsan ang cadmium ay ginagamit sa cryogenic na teknolohiya, na nauugnay sa pinakamataas na thermal conductivity nito (na may kaugnayan sa iba pang mga metal) malapit sa absolute zero.

Produksyon

Ang pangunahing "mga tagapagtustos" ng ikaapatnapu't walong elemento ay mga by-product ng pagproseso ng zinc, copper-zinc at lead-zinc ores. Tulad ng para sa sariling mga mineral ng cadmium, ang tanging interesado sa pagkuha ng ika-apatnapu't walong elemento ay greenockite CdS, ang tinatawag na "cadmium blende". Ang Greenockite ay mina kasama ng faerite sa panahon ng pagbuo ng mga zinc ores. Sa panahon ng proseso ng pag-recycle, ang cadmium ay nag-iipon sa mga by-product ng proseso, kung saan ito mababawi. Sa pagproseso ng polymetallic ores, gaya ng nabanggit kanina, ang cadmium ay isang by-product ng zinc production. Ang mga ito ay alinman sa mga copper-cadmium cake (mga metal precipitates na nakuha bilang resulta ng paglilinis ng mga solusyon ng zinc sulfate ZnSO4 sa pamamagitan ng pagkilos ng zinc dust), na naglalaman ng mula 2 hanggang 12% Cd, o mga poussier (volatile fraction na nabuo sa panahon ng paggawa ng distillation ng zinc. ), na naglalaman ng mula 0.7 hanggang 1.1% cadmium. Ang pinakamayaman sa apatnapu't walong elemento ay mga concentrates na nakuha sa panahon ng pagwawasto ng pagdalisay ng zinc, maaari silang maglaman ng hanggang 40% cadmium. Mula sa mga cake na tanso-cadmium at iba pang mga produkto na may mataas na nilalaman ng ika-apatnapu't walong elemento, kadalasang ito ay na-leach na may sulfuric acid H2SO4 na may sabay-sabay na air aeration. Ang proseso ay isinasagawa sa pagkakaroon ng isang oxidizing agent - manganese ore o recycled manganese sludge mula sa electrolysis bath.

Bilang karagdagan, ang cadmium ay nakuhang muli mula sa alikabok mula sa lead at copper smelters (maaari itong maglaman ng 0.5 hanggang 5% at 0.2 hanggang 0.5% na cadmium, ayon sa pagkakabanggit). Sa ganitong mga kaso, ang alikabok ay karaniwang ginagamot ng puro H2SO4 sulfuric acid, at pagkatapos ay ang nagreresultang cadmium sulfate ay nililigawan ng tubig. Ang espongha ng Cadmium ay na-precipitate mula sa nagresultang solusyon ng cadmium sulfate sa pamamagitan ng pagkilos ng zinc dust, pagkatapos nito ay natunaw sa sulfuric acid at ang solusyon ay nalinis mula sa mga impurities sa pamamagitan ng pagkilos ng sodium carbonate Na2CO3 o zinc oxide ZnO, posible ring gamitin paraan ng pagpapalitan ng ion. Ang cadmium metal ay ibinukod sa pamamagitan ng electrolysis sa aluminum cathodes o sa pamamagitan ng pagbabawas ng zinc (displacement ng cadmium oxide CdO mula sa mga solusyon sa CdSO4 ng zinc) gamit ang centrifugal separator reactors. Ang pagpino ng cadmium metal ay karaniwang binubuo sa pagtunaw ng metal sa ilalim ng isang layer ng alkali (upang alisin ang zinc at lead), habang ang paggamit ng Na2CO3 ay posible; paggamot ng natunaw na may aluminyo (upang alisin ang nickel) at ammonium chloride NH4Cl (upang alisin ang thallium). Ang mas mataas na kadalisayan ng cadmium ay nakuha sa pamamagitan ng electrolytic refining na may intermediate purification ng electrolyte, na isinasagawa gamit ang ion exchange o extraction; pagwawasto ng metal (kadalasan sa ilalim ng pinababang presyon), pagtunaw ng zone o iba pang mga paraan ng pagkikristal. Ang pagsasama-sama ng mga pamamaraan sa paglilinis sa itaas, posible na makakuha ng metallic cadmium na may nilalaman ng mga pangunahing impurities (zinc, tanso at iba pa) na 10-5% lamang ng timbang. Bilang karagdagan, para sa paglilinis ng apatnapu't walong elemento, ang mga pamamaraan ng electrotransfer sa likidong cadmium, electrorefining sa isang melt ng sodium hydroxide NaOH, at amalgam electrolysis ay maaaring gamitin. Kapag ang zone melting ay pinagsama sa electrotransfer, ang paghihiwalay ng mga isotopes ng cadmium ay maaaring mangyari kasama ng paglilinis.

Ang produksyon ng cadmium sa mundo ay higit na nauugnay sa laki ng produksyon ng zinc at tumaas nang malaki sa nakalipas na mga dekada - ayon sa data ng 2006, mga 21 libong tonelada ng cadmium ang ginawa sa mundo, habang noong 1980 ang figure na ito ay 15 libong tonelada lamang. . Ang paglago sa pagkonsumo ng ikaapatnapu't walong elemento ay nagpapatuloy ngayon. Ang mga pangunahing producer ng metal na ito ay mga bansang Asyano: China, Japan, Korea, Kazakhstan. Ang mga ito ay nagkakahalaga ng 12 libong tonelada ng kabuuang produksyon. Ang Russia, Canada at Mexico ay maaari ding ituring na mga pangunahing producer ng cadmium. Ang paglipat sa mass production ng cadmium patungo sa Asya ay dahil sa ang katunayan na sa Europa ay nagkaroon ng pagbawas sa paggamit ng apatnapu't walong elemento, at sa rehiyon ng Asya, sa kabaligtaran, ang pangangailangan para sa mga elemento ng nickel-cadmium ay lumalaki, na nagpipilit sa marami na ilipat ang produksyon sa mga bansang Asyano.

Mga Katangiang Pisikal

Ang Cadmium ay isang kulay-pilak-puting metal na kumikinang na asul kapag bagong hiwa, ngunit nabubulok sa hangin dahil sa pagbuo ng isang protective oxide film. Ang Cadmium ay isang medyo malambot na metal - ito ay mas mahirap kaysa sa lata, ngunit mas malambot kaysa sa sink, posible na i-cut ito gamit ang isang kutsilyo. Sa kumbinasyon ng lambot, ang ika-apatnapu't walong elemento ay may mga mahahalagang katangian para sa industriya bilang malleability at ductility - ito ay perpektong pinagsama sa mga sheet at hinila sa wire, at maaaring makintab nang walang anumang mga problema. Kapag pinainit sa itaas ng 80 ° C, ang cadmium ay nawawala ang pagkalastiko nito, at napakadali kaya madali itong madurog sa pulbos. Ang tigas ng cadmium ayon sa Mohs ay katumbas ng dalawa, ayon kay Brinell (para sa isang annealed sample) 200-275 MPa. Lakas ng tensile 64 MN/m2 o 6.4 kgf/mm2, relative elongation 50% (sa 20 °C), yield strength 9.8 MPa.

Ang Cadmium ay may hexagonal close-packed crystal lattice na may mga tuldok: a = 0.296 nm, c = 0.563 nm, c/a ratio = 1.882, z = 2, crystal lattice energy na 116 μJ/kmol. Space group С6/mmm, atomic radius 0.156 nm, ionic radius Cd2+ 0.099 nm, atomic volume 13.01∙10-6 m3/mol. Ang isang baras na gawa sa purong cadmium, kapag nakabaluktot, ay naglalabas ng mahinang bitak tulad ng lata (“tin scream”) - ito ay mga metal na microcrystals na dumidikit sa isa't isa, gayunpaman, ang anumang mga dumi sa metal ay sumisira sa epektong ito. Sa pangkalahatan, sa mga tuntunin ng pisikal, kemikal at pharmacological na mga katangian nito, ang cadmium ay kabilang sa pangkat ng mga mabibigat na metal, na may pinakamaraming pagkakatulad sa zinc at mercury.

Ang punto ng pagkatunaw ng ika-apatnapu't walong elemento (321.1 °C) ay medyo mababa at maihahambing sa mga punto ng pagkatunaw ng tingga (327.4 °C) o thallium (303.6 °C). Gayunpaman, ito ay naiiba sa mga punto ng pagkatunaw ng mga metal na katulad sa isang bilang ng mga katangian - mas mababa kaysa sa zinc (419.5 ° C), ngunit mas mataas kaysa sa lata (231.9 ° C). Ang punto ng kumukulo ng cadmium ay mababa din - 770 ° C lamang, na medyo kawili-wili - ang tingga, tulad ng karamihan sa iba pang mga metal, ay may malaking pagkakaiba sa pagitan ng mga punto ng pagkatunaw at pagkulo. Halimbawa, ang tingga ay may kumukulong punto (1745°C) na 5 beses na mas mataas kaysa sa punto ng pagkatunaw nito, at ang lata, na ang kumukulong punto ay 2620°C, ay 11 beses na mas malaki kaysa sa punto ng pagkatunaw nito! Kasabay nito, ang zinc, na katulad ng cadmium, ay may boiling point na 960 °C lamang sa isang melting point na 419.5 °C. Ang koepisyent ng thermal expansion para sa cadmium ay 29.8 10-6 (sa 25 °C). Sa ibaba ng 0.519 K, ang cadmium ay nagiging superconductor. Ang thermal conductivity ng ika-apatnapu't walong elemento sa 0 ° C ay 97.55 W / (m K) o 0.233 cal / (cm sec ° C). Ang tiyak na kapasidad ng init ng cadmium (sa 25°C) ay 225.02 J/(kg K) o 0.055 cal/(g°C). Ang koepisyent ng temperatura ng electrical resistance ng apatnapu't walong elemento sa hanay ng temperatura mula 0 °C hanggang 100 °C ay 4.3 10-3, ang tiyak na electrical resistance ng apatnapu't walong elemento (sa temperatura na 20 °C) ay 7.4 10-8 ohm m (7.4 10-6 ohm cm). Ang Cadmium ay diamagnetic, ang magnetic susceptibility nito ay -0.176.10-9 (sa temperatura na 20 °C). Ang karaniwang potensyal ng elektrod ay -0.403 V. Ang electronegativity ng cadmium ay 1.7. Ang epektibong cross section ng pagkuha ng mga thermal neutron ay 2450-2900-10 ~ 28 m2. Work function ng mga electron = 4.1 eV.

Ang density (sa temperatura ng silid) ng ika-apatnapu't walong elemento ay 8.65 g/cm3, na ginagawang posible na uriin ang cadmium bilang isang mabigat na metal. Ayon sa pag-uuri ng N. Reimers, ang mga metal na may density na higit sa 8 g/cm3 ay dapat ituring na mabigat. Kaya, ang mga mabibigat na metal ay kinabibilangan ng Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. At bagaman ang cadmium ay mas magaan kaysa sa tingga (density 11.34 g/cm3) o mercury (13.546 g/cm3), mas mabigat ito kaysa sa lata (7.31 g/cm3).

Mga katangian ng kemikal

Sa mga kemikal na compound, ang cadmium ay palaging nagpapakita ng valency 2 (configuration ng panlabas na layer ng elektron 5s2) - ang katotohanan ay ang mga atomo ng mga elemento ng pangalawang subgroup ng pangalawang pangkat (zinc, cadmium, mercury), tulad ng mga atomo ng mga elemento. ng tanso subgroup, magkaroon ng isang d-sublevel ng pangalawang labas electronic layer ay ganap na napuno. Gayunpaman, para sa mga elemento ng zinc subgroup, ang sublevel na ito ay medyo matatag, at ang pag-alis ng mga electron mula dito ay nangangailangan ng napakalaking paggasta ng enerhiya. Ang isa pang katangian ng mga elemento ng zinc subgroup, na nagdadala sa kanila na mas malapit sa mga elemento ng tansong subgroup, ay ang kanilang pagkahilig sa kumplikadong pagbuo.

Tulad ng nabanggit na, ang ikaapatnapu't walong elemento ay matatagpuan sa parehong pangkat ng periodic system na may zinc at mercury, na sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan nila, sa kadahilanang ito ang isang bilang ng mga kemikal na katangian ng lahat ng mga elementong ito ay magkatulad. Halimbawa, ang mga oxide at sulfide ng mga metal na ito ay halos hindi matutunaw sa tubig.

Sa tuyong hangin, ang cadmium ay matatag, ngunit sa mahalumigmig na hangin, ang isang manipis na pelikula ng CdO oxide ay dahan-dahang nabubuo sa ibabaw ng metal, na nagpoprotekta sa metal mula sa karagdagang oksihenasyon. Na may malakas na incandescence, ang cadmium ay nasusunog, na nagiging cadmium oxide - isang mala-kristal na pulbos mula sa mapusyaw na kayumanggi hanggang sa madilim na kayumanggi ang kulay (ang pagkakaiba sa kulay gamut ay bahagyang dahil sa laki ng butil, ngunit sa isang mas malaking lawak ay ang resulta ng mga depekto ng kristal na sala-sala. ), CdO density 8.15 g /cm3; sa itaas 900 °C cadmium oxide ay pabagu-bago ng isip, at sa 1570 °C ito ay ganap na nag-sublimate. Ang mga singaw ng cadmium ay tumutugon sa singaw ng tubig upang maglabas ng hydrogen.

Ang mga acid ay tumutugon sa cadmium upang bumuo ng mga asin ng metal na ito. Ang nitric acid HNO3 ay madaling natutunaw ang ikaapatnapu't walong elemento, habang ang nitric oxide ay inilabas at ang nitrate ay nabuo, na nagbibigay ng hydrate Cd (NO3) 2 4H2O. Mula sa iba pang mga acid - hydrochloric at dilute sulfuric - dahan-dahang inilipat ng cadmium ang hydrogen, ipinaliwanag ito ng katotohanan na sa serye ng mga boltahe ang apatnapu't walong elemento ay higit pa kaysa sa zinc, ngunit nauuna sa hydrogen. Hindi tulad ng zinc, ang cadmium ay hindi nakikipag-ugnayan sa mga solusyon sa alkali. Binabawasan ng Cadmium ang ammonium nitrate NH4NO3 sa mga puro solusyon sa ammonium nitrite NH4NO2. Sa itaas ng punto ng pagkatunaw, ang cadmium ay direktang pinagsama sa mga halogens, na bumubuo ng mga walang kulay na compound - cadmium halides. Ang CdCl2, CdBr2 at CdI2 ay napakadaling natutunaw sa tubig (53.2% ng masa sa 20 °C), ang cadmium fluoride na CdF2 (4.06% ng masa sa 20 °C) ay mas mahirap matunaw, na ganap na hindi matutunaw sa ethanol. Maaari itong makuha sa pamamagitan ng pagkilos ng fluorine sa isang metal o hydrogen fluoride sa cadmium carbonate. Ang Cadmium chloride ay nakukuha sa pamamagitan ng pag-react ng cadmium sa concentrated hydrochloric acid o sa pamamagitan ng pag-chlorinate ng metal sa 500°C. Ang cadmium bromide ay nakuha sa pamamagitan ng metal bromination o sa pamamagitan ng pagkilos ng hydrogen bromide sa cadmium carbonate. Kapag pinainit, ang cadmium ay tumutugon sa sulfur upang bumuo ng CdS sulfide (lemon dilaw hanggang orange na pula), hindi matutunaw sa tubig at dilute acids. Kapag ang cadmium ay pinagsama sa posporus at arsenic, ang mga phosphides at arsenides ng mga komposisyon na Cd3P2 at CdAs2 ay nabuo, ayon sa pagkakabanggit, na may antimony - cadmium antimonide. Ang Cadmium ay hindi tumutugon sa hydrogen, nitrogen, carbon, silicon at boron. Ang CdH2 hydride at Cd3N2 nitride, na madaling mabulok sa pag-init, ay nakuha nang hindi direkta.

Ang mga solusyon ng cadmium salts ay acidic dahil sa hydrolysis, ang mga caustic alkalis ay namuo ng puting hydroxide Cd (OH) 2 mula sa kanila. Sa ilalim ng pagkilos ng napaka-puro na mga solusyon sa alkali, ito ay na-convert sa hydroxocadmates, tulad ng Na2. Ang Cadmium hydroxide ay tumutugon sa ammonia upang bumuo ng mga natutunaw na complex:

Cd(OH)2 + 6NH3 H2O → (OH)2 + 6H2O

Bilang karagdagan, ang Cd(OH)2 ay napupunta sa solusyon sa ilalim ng pagkilos ng alkali cyanides. Sa itaas ng 170°C, nabubulok ito sa CdO. Ang pakikipag-ugnayan ng cadmium hydroxide na may hydrogen peroxide sa isang may tubig na solusyon ay humahantong sa pagbuo ng mga peroxide ng iba't ibang komposisyon.

Cadmium

CADMIUM-ako; m.[lat. cadmium mula sa Greek. kadmeia - zinc ore]

1. Chemical element (Cd), isang kulay-pilak-puting malambot, malleable na metal na matatagpuan sa zinc ores (bahagi ng maraming fusible alloys, na ginagamit sa industriya ng nuklear).

2. Artipisyal na dilaw na pintura sa iba't ibang kulay.

◁ Cadmium, ika, ika. K haluang metal. K-th dilaw(kulay).

kadmyum

(lat. Cadmium), isang kemikal na elemento ng pangkat II ng periodic system. Ang pangalan ay mula sa Greek kadméia, zinc ore. Pilak na metal na may mala-bughaw na tint, malambot at fusible; density 8.65 g / cm 3, t pl 321.1ºC. Ito ay minahan sa panahon ng pagproseso ng lead-zinc at copper ores. Ginagamit para sa cadmium plating, sa malalakas na baterya, nuclear power (control rods ng mga reactors), upang makakuha ng mga pigment. Kasama sa mababang pagkatunaw at iba pang mga haluang metal. Ang Cadmium sulfide, selenides at tellurides ay mga semiconductor na materyales. Maraming mga cadmium compound ay nakakalason.

CADMIUM

CADMIUM (lat. Cadmium), Cd (basahin ang "cadmium"), isang kemikal na elemento na may atomic number 48, atomic mass 112.41.
Ang natural na cadmium ay binubuo ng walong stable isotopes: 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%) at 116 Cd (12.75%). Ito ay matatagpuan sa ika-5 panahon sa pangkat IIB ng periodic system ng mga elemento. Pagsasaayos ng dalawang panlabas na layer ng elektron 4 s 2 p 6 d 10 5s 2 . Ang estado ng oksihenasyon ay +2 (valency II).
Ang radius ng atom ay 0.154 nm, ang radius ng Cd 2+ ion ay 0.099 nm. Sequential ionization energies - 8.99, 16.90, 37.48 eV. Electronegativity ayon kay Pauling (cm. PAULING Linus) 1,69.
Kasaysayan ng pagtuklas
Natuklasan ng propesor ng Aleman na si F. Stromeyer (cm. STROMEYER Friedrich) noong 1817. Magdeburg pharmacists sa pag-aaral ng zinc oxide (cm. ZINC (elemento ng kemikal)) Ang ZnO ay pinaghihinalaang naglalaman ng arsenic (cm. ARSENIC). Ang F. Stromeyer ay naghiwalay ng brown-brown oxide mula sa ZnO, binawasan ito ng hydrogen (cm. HYDROGEN) at nakatanggap ng isang silvery-white metal, na tinatawag na cadmium (mula sa Greek kadmeia - zinc ore).
Ang pagiging nasa kalikasan
Ang nilalaman sa crust ng lupa ay 1.35 10 -5% sa pamamagitan ng masa, sa tubig ng mga dagat at karagatan 0.00011 mg / l. Ilang napakabihirang mineral ang kilala, halimbawa, greenockite GdS, otavite CdCO 3 , monteponite CdO. Ang Cadmium ay naipon sa polymetallic ores: sphalerite (cm. sphalerite)(0.01-5%), galena (cm. GALENA)(0.02%), chalcopyrite (cm. chalcopyrite)(0.12%), pyrite (cm. PYRITE)(0.02%), fahlore (cm. FAIL ORES) at kama (cm. STANIN)(hanggang 0.2%).
Resibo
Ang pangunahing pinagmumulan ng cadmium ay mga intermediate na produkto ng produksyon ng zinc, alikabok mula sa lead at copper smelters. Ang hilaw na materyal ay ginagamot ng puro sulfuric acid at ang CdSO 4 ay nakuha sa solusyon. Ang Cd ay nakahiwalay sa isang solusyon gamit ang zinc dust:
CdSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cd
Ang resultang metal ay dinadalisay sa pamamagitan ng muling pagtunaw sa ilalim ng isang layer ng alkali upang alisin ang mga dumi ng zinc at lead. Ang high purity cadmium ay nakukuha sa pamamagitan ng electrochemical refining na may intermediate purification ng electrolyte o sa pamamagitan ng zone melting (cm. ZONE MELTING).
Mga katangiang pisikal at kemikal
Ang Cadmium ay isang kulay-pilak na puting malambot na metal na may hexagonal na sala-sala ( a = 0,2979, kasama= 0.5618 nm). Natutunaw na punto 321.1 ° C, kumukulo na punto 766.5 ° C, density 8.65 kg / dm 3. Kung ang cadmium stick ay baluktot, pagkatapos ay isang mahinang basag ang maririnig - ito ay mga metal na microcrystal na kumakapit sa isa't isa. Ang karaniwang potensyal ng elektrod ng cadmium ay -0.403 V, sa isang serye ng mga karaniwang potensyal (cm. STANDARD CAPACITY) ito ay matatagpuan bago ang hydrogen (cm. HYDROGEN).
Sa isang tuyong kapaligiran, ang cadmium ay matatag; sa isang mahalumigmig na kapaligiran, unti-unti itong natatakpan ng isang pelikula ng CdO oxide. Sa itaas ng punto ng pagkatunaw, ang cadmium ay nasusunog sa hangin upang bumuo ng brown oxide CdO:
2Cd + O 2 \u003d 2CdO
Ang mga singaw ng cadmium ay tumutugon sa singaw ng tubig upang bumuo ng hydrogen:
Cd + H 2 O \u003d CdO + H 2
Kung ikukumpara sa grupong IIB na kapitbahay nito, ang Zn, mas mabagal ang reaksyon ng cadmium sa mga acid:
Сd + 2HCl \u003d CdCl 2 + H 2
Ang reaksyon ay nagpapatuloy nang pinakamadaling sa nitric acid:
3Cd + 8HNO 3 \u003d 3Cd (NO 3) 2 + 2NO - + 4H 2 O
Ang Cadmium ay hindi tumutugon sa alkalis.
Sa mga reaksyon, maaari itong kumilos bilang isang banayad na ahente ng pagbabawas, halimbawa, sa mga puro solusyon, nagagawa nitong bawasan ang ammonium nitrate sa NH 4 NO 2 nitrite:
NH 4 NO 3 + Cd \u003d NH 4 NO 2 + CdO
Ang Cadmium ay na-oxidized sa mga solusyon ng Cu (II) o Fe (III) na mga asin:
Cd + CuCl 2 \u003d Cu + CdCl 2;
2FeCl 3 + Cd \u003d 2FeCl 2 + CdCl 2
Sa itaas ng punto ng pagkatunaw nito, ang cadmium ay tumutugon sa mga halogens (cm. HALOGENS) sa pagbuo ng halides:
Cd + Cl 2 \u003d CdCl 2
Sa asupre (cm. SULPHUR) at iba pang mga chalcogens ay bumubuo ng chalcogenides:
Cd+S=CdS
Ang Cadmium ay hindi tumutugon sa hydrogen, nitrogen, carbon, silicon at boron. Ang Cd 3 N 2 nitride at CdH 2 hydride ay hindi direktang nakuha.
Sa mga may tubig na solusyon, ang mga cadmium ions na Cd 2+ ay bumubuo ng mga aqua complex na 2+ at 2+ .
Ang Cadmium hydroxide Cd (OH) 2 ay nakukuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng alkali sa isang solusyon ng cadmium salt:
СdSO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + Cd (OH) 2 Ї
Ang cadmium hydroxide ay halos hindi natutunaw sa alkalis, bagaman ang pagbuo ng hydroxide complexes 2– ay naitala sa matagal na pagkulo sa napakakonsentradong solusyon ng alkalis. Kaya, amphoteric (cm. AMPHOTERICITY) ang mga katangian ng cadmium oxide CdO at hydroxide Cd(OH) 2 ay mas mahina kaysa sa mga katumbas na zinc compound.
Ang Cadmium hydroxide Cd (OH) 2 dahil sa pagiging kumplikado ay madaling natutunaw sa may tubig na mga solusyon ng ammonia NH 3:
Cd (OH) 2 + 6NH 3 \u003d (OH) 2
Aplikasyon
40% ng ginawang cadmium ay ginagamit para sa anti-corrosion coatings sa mga metal. 20% ng cadmium ay ginagamit upang gumawa ng mga cadmium electrodes na ginagamit sa mga baterya, mga normal na Weston cell. Humigit-kumulang 20% ​​ng cadmium ang ginagamit para sa paggawa ng mga inorganikong colorant, espesyal na panghinang, semiconductor na materyales at phosphor. 10% cadmium - isang bahagi ng alahas at fusible alloys, plastik.
Aksyon ng pisyolohikal
Ang mga singaw ng cadmium at mga compound nito ay nakakalason, at ang cadmium ay maaaring maipon sa katawan. Sa inuming tubig ang MPC para sa cadmium ay 10 mg/m 3 . Ang mga sintomas ng matinding pagkalason sa mga cadmium salt ay pagsusuka at kombulsyon. Ang mga natutunaw na cadmium compound, pagkatapos na masipsip sa dugo, ay nakakaapekto sa central nervous system, atay at bato, at nakakagambala sa metabolismo ng phosphorus-calcium. Ang talamak na pagkalason ay humahantong sa anemia at pagkasira ng buto.

encyclopedic Dictionary. 2009 .

Mga kasingkahulugan:

Tingnan kung ano ang "cadmium" sa ibang mga diksyunaryo:

- (lat. cadmium). Isang malleable na metal, katulad ng kulay ng lata. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Chudinov A.N., 1910. Cadmium lat. cadmium, mula sa kadmeia gea, cadmium earth. Metal na katulad ng lata. Paliwanag ng 25,000 dayuhan ... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

CADMIUM- CADMIUM, Cadmium, chem. elemento, char. Cd, atomic weight 112.41, atomic number 48. Ito ay nakapaloob sa maliliit na dami sa karamihan ng mga zinc ores at nakuha bilang isang by-product sa panahon ng pagmimina ng zinc; pwede din makuha...... Malaking Medical Encyclopedia

CADMIUM- tingnan ang CADMIUM (Cd). Ito ay nakapaloob sa sangay na tubig ng maraming pang-industriya na negosyo, lalo na ang lead-zinc at metalworking na mga planta gamit ang electroplating. Ito ay naroroon sa mga phosphate fertilizers. Ang sulfuric acid ay natutunaw sa tubig, ... ... Mga Sakit sa Isda: Isang Handbook

Cadmium- (Cd) kulay-pilak na puting metal. Ito ay ginagamit sa nuclear power engineering at electroplating, ay bahagi ng mga haluang metal, ay ginagamit para sa paghahanda ng mga plate sa pag-print, solder, welding electrodes, sa produksyon ng mga semiconductors; ay isang sangkap... Russian encyclopedia ng proteksyon sa paggawa

- (Cadmium), Cd, kemikal na elemento ng pangkat II ng periodic system, atomic number 48, atomic mass 112.41; metal, mp 321.1 shC. Ginagamit ang Cadmium upang maglapat ng mga anti-corrosion coatings sa mga metal, gumawa ng mga electrodes, kumuha ng mga pigment, ... ... Modern Encyclopedia

- (simbolo Cd), isang kulay-pilak na puting metal mula sa pangalawang pangkat ng periodic table. Unang ihiwalay noong 1817. Nakapaloob sa greenockite (sa anyo ng sulfide), ngunit pangunahing nakuha bilang isang by-product mula sa pagkuha ng zinc at lead. Madaling peke... Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo

Cd (mula sa Greek kadmeia zinc ore * a. cadmium; n. Kadmium; f. cadmium; i. cadmio), chem. elemento II pangkat na pana-panahon. sistema ng Mendeleev, at.s. 48, sa. m. 112.41. Sa kalikasan, mayroong 8 stable isotopes 106Cd (1.225%) 108Cd (0.875%), ... ... Geological Encyclopedia

Asawa. metal (isa sa mga prinsipyo ng kemikal o hindi nabubulok na elemento) na matatagpuan sa zinc ore. Cadmium, na nauukol sa cadmium. K admisty, naglalaman ng cadmium. Diksyunaryo ng Paliwanag ni Dahl. SA AT. Dal. 1863 1866 ... Diksyunaryo ng Paliwanag ni Dahl

Cadmium- (Cadmium), Cd, kemikal na elemento ng pangkat II ng periodic system, atomic number 48, atomic mass 112.41; metal, mp 321.1°C. Ginagamit ang Cadmium upang maglapat ng mga anti-corrosion coatings sa mga metal, gumawa ng mga electrodes, kumuha ng mga pigment, ... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary

CADMIUM- chem. elemento, simbolo Cd (lat. Cadmium), at. n. 48, sa. m. 112.41; kulay-pilak na puti makintab na malambot na metal, density 8650 kg/m3, tmelt = 320.9°C. Ang Cadmium ay isang bihira at trace element, nakakalason, kadalasang matatagpuan sa mga ores kasama ng zinc, na ... ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia

- (lat. Cadmium) Cd, isang kemikal na elemento ng pangkat II ng periodic system, atomic number 48, atomic mass 112.41. Ang pangalan ay mula sa Greek kadmeia zinc ore. Pilak na metal na may mala-bughaw na tint, malambot at fusible; density 8.65 g/cm³,… … Malaking Encyclopedic Dictionary

Ano ang cadmium? Ito ay isang mabigat na metal na nagmumula sa pagtunaw ng iba pang mga metal tulad ng zinc, tanso o tingga. Ito ay malawakang ginagamit para sa paggawa ng mga nickel-cadmium na baterya. Bilang karagdagan, ang usok ng sigarilyo ay naglalaman din ng gayong elemento. Bilang resulta ng patuloy na pagkakalantad sa cadmium, nangyayari ang napakalubhang sakit sa baga at bato. Isaalang-alang ang mga tampok ng metal na ito nang mas detalyado.

Saklaw ng cadmium

Karamihan sa pang-industriya na paggamit ng metal na ito ay para sa mga protective coatings na nagpoprotekta sa mga metal mula sa kaagnasan. Ang gayong patong ay may malaking kalamangan sa zinc, nickel o lata, dahil hindi ito nababalat sa panahon ng pagpapapangit.

Ano pa ang maaaring gamitin ng cadmium? Ito ay ginagamit upang makagawa ng mga haluang metal na kapansin-pansing machinable. Ang mga haluang metal ng Cadmium na may maliliit na karagdagan ng tanso, nikel at pilak ay ginagamit para sa paggawa ng mga bearings para sa sasakyan, sasakyang panghimpapawid at marine engine.

Saan pa ginagamit ang cadmium?

Ang mga welder, metalurgist, at manggagawang nauugnay sa industriya ng tela, electronics, at baterya ay higit na nasa panganib ng pagkalason ng cadmium. Ang mga baterya ng nikel-cadmium ay ginagamit sa mga mobile phone at iba pang mga elektronikong aparato. Ginagamit din ang metal na ito sa paggawa ng mga plastik, pintura, metal coatings. Maraming mga lupa na regular na pinapataba ay maaari ding maglaman ng nakakalason na metal na ito sa maraming dami.

cadmium: mga katangian

Ang Cadmium pati na ang mga compound nito ay nailalarawan bilang ngunit maliit na halaga ng elemento sa kapaligiran ay hindi pa napatunayang magdulot ng kanser. Ang paglanghap ng mga particle ng metal sa industriyal na produksyon ay nakakatulong sa pag-unlad ng kanser sa baga, ngunit kung ang kontaminadong pagkain ay kinakain, hindi sila nagdudulot ng panganib na magkaroon ng kanser.

Paano pumapasok ang cadmium sa katawan ng tao?

Matagal nang alam ng lahat na ang usok ng sigarilyo ay naglalaman ng cadmium. Ang mabigat na metal na ito ay pumapasok sa katawan ng isang naninigarilyo sa halagang dalawang beses na mas malaki kaysa sa katawan ng isang tao na hindi napapailalim sa gayong masamang bisyo. Gayunpaman, ang passive na paninigarilyo ay maaaring nakakapinsala.

Ang mga madahong gulay, cereal at patatas na itinanim sa lupa na naglalaman ng mataas na antas ng cadmium ay maaaring mapanganib. Ang atay at bato ng marine life at mga hayop ay sikat din sa tumaas na nilalaman ng metal na ito.

Maraming mga pang-industriya na negosyo, lalo na ang mga metalurhiko, ay naglalabas ng malaking halaga ng cadmium sa atmospera. Ang mga taong naninirahan malapit sa gayong mga negosyo ay awtomatikong kasama sa pangkat ng panganib.

Ang ilang mga lugar ng agrikultura ay aktibong gumagamit ng mga phosphate fertilizers, na naglalaman ng isang maliit na halaga ng cadmium. Ang mga produktong itinanim sa lupaing ito ay nagdudulot ng potensyal na banta sa mga tao.

Ang epekto ng cadmium sa katawan ng tao

Kaya, nasuri namin kung ano ang cadmium. Ang epekto ng mabibigat na metal na ito sa katawan ng tao ay maaaring magdulot ng mga negatibong kahihinatnan. Sa anumang buhay na organismo, ito ay matatagpuan sa maliit na dami, at ang biological na papel nito ay hindi pa ganap na naipapaliwanag. Karaniwan ang cadmium ay nauugnay sa isang negatibong function.

Ang nakakalason na epekto nito ay batay sa pagharang ng mga amino acid na naglalaman ng asupre, na humahantong sa pagkagambala sa metabolismo ng protina at pinsala sa cell nucleus. Ang mabigat na metal na ito ay nagtataguyod ng pag-alis ng calcium mula sa mga buto at nakakaapekto sa nervous system. Maaari itong maipon sa mga bato at atay, at ito ay inilalabas mula sa katawan nang napakabagal. Maaaring tumagal ng ilang dekada ang prosesong ito. Ang cadmium ay kadalasang nailalabas sa ihi at dumi.

Paglanghap ng cadmium

Ang elementong ito ay pumapasok sa katawan ng mga manggagawa sa industriya sa pamamagitan ng paglanghap. Upang maiwasan ito, gumamit ng epektibong kagamitan sa proteksyon. Ang pagpapabaya sa panuntunang ito ay humahantong sa malungkot na kahihinatnan. Kung huminga ka ng cadmium, ang epekto ng naturang metal sa katawan ng tao ay ipinahayag tulad ng sumusunod: tumataas ang temperatura ng katawan, lumalabas ang panginginig at pananakit ng kalamnan.

Pagkaraan ng ilang oras, ang pinsala sa baga ay nangyayari, sakit sa dibdib, igsi ng paghinga, ubo. Sa mga malubhang kaso, ang kondisyong ito ay nagdudulot ng pagkamatay ng pasyente. Ang paglanghap ng hangin na naglalaman ng cadmium ay nakakatulong sa pag-unlad ng sakit sa bato at osteoporosis. Ang panganib ng kanser sa baga ay tumataas nang maraming beses.

Ang paggamit ng cadmium na may pagkain

Bakit mapanganib ang cadmium sa tubig at pagkain? Sa regular na paggamit ng mga kontaminadong pagkain at tubig, ang metal na ito ay nagsisimulang maipon sa katawan, na humahantong sa mga negatibong kahihinatnan: ang pag-andar ng bato ay nagambala, ang tissue ng buto ay humina, ang atay at puso ay apektado, at sa mga malubhang kaso ay nangyayari ang kamatayan.

Ang pagkain ng mga pagkaing kontaminado ng cadmium ay maaaring magdulot ng pangangati ng tiyan, pagduduwal, pananakit ng tiyan, pagtatae, at pagsusuka. Bilang karagdagan, lumilitaw ang mga sintomas na tulad ng trangkaso, nagkakaroon ng pamamaga ng larynx, at nangyayari ang tingling sa mga kamay.

Mga sanhi ng pagkalason ng cadmium

Ang pagkalason sa mabibigat na metal ay kadalasang nangyayari sa mga bata, mga diabetic, mga buntis at nagpapasusong kababaihan, mga taong umaabuso sa paninigarilyo. Sa Japan, ang pagkalasing ng cadmium ay nangyayari bilang resulta ng pagkain ng kontaminadong bigas. Sa kasong ito, ang kawalang-interes ay bubuo, ang mga bato ay apektado, ang mga buto ay lumambot at nag-deform.

Ang mga industriyalisadong lugar, kung saan matatagpuan ang mga oil refinery at metalurgical enterprise, ay sikat sa katotohanan na ang lupa doon ay kontaminado ng cadmium. Kung ang mga produkto ng halaman ay lumago sa mga naturang lugar, kung gayon ay may mataas na posibilidad na mangyari ang pagkalason ng mabibigat na metal.

Ang elemento ay maaaring maipon sa malalaking dami sa tabako. Kung ang hilaw na materyal ay tuyo, ang nilalaman ng metal ay tumataas nang malaki. Ang pagpasok ng cadmium sa katawan ay nangyayari kapwa sa panahon ng aktibo at sa panahon ng paglitaw ng kanser sa baga nang direkta ay depende sa nilalaman ng metal sa usok.

Paggamot para sa pagkalason

Cadmium:

• pinsala sa gitnang sistema ng nerbiyos;
• matinding sakit sa mga buto;
• protina sa ihi;
• mga bato sa bato;
• dysfunction ng ari.

Kung mangyari ang matinding pagkalason, dapat panatilihing mainit ang biktima, dapat siyang bigyan ng sariwang hangin at kapayapaan. Pagkatapos hugasan ang tiyan, dapat siyang bigyan ng mainit na gatas, kung saan idinagdag ang isang maliit na baking soda. Walang mga antidotes para sa cadmium. Upang neutralisahin ang metal, ginagamit ang Unitiol, steroid at diuretics. Ang kumplikadong paggamot ay nagsasangkot ng paggamit ng mga antagonist ng cadmium (zinc, iron, selenium, bitamina). Maaaring magreseta ang doktor ng pangkalahatang pagpapalakas ng diyeta na naglalaman ng malaking halaga ng hibla at pectin.

Mga posibleng kahihinatnan

Ang isang metal tulad ng cadmium ay may napakaseryosong epekto sa katawan ng tao, at kung ang pagkalason sa elementong ito ay nangyayari, ang mga kahihinatnan ay maaaring mapanganib. Inililipat nito ang calcium mula sa mga buto, na nag-aambag sa pagbuo ng osteoporosis. Sa mga matatanda at bata, ang gulugod ay nagsisimulang yumuko at ang mga buto ay nababago. Sa pagkabata, ang naturang pagkalason ay humahantong sa encephalopathy at neuropathy.

Konklusyon

Kaya, nasuri namin kung ano ang bumubuo ng isang mabibigat na metal bilang cadmium. Ang epekto sa katawan ng tao ng elementong ito ay medyo seryoso. Unti-unting naipon sa katawan, humahantong ito sa pagkasira ng maraming organo. Maaari ka ring malason ng cadmium kung kumain ka ng mga kontaminadong pagkain sa maraming dami. Ang mga kahihinatnan ng pagkalason ay medyo mapanganib din.

Saan nagmula ang cadmium? Palaging matatagpuan ang Cadmium sa mga ores kung saan mina ang zinc, lead, at kung minsan sa copper ore. Samakatuwid, hindi maiiwasang mapunta ito sa mga basurang produkto ng paggawa ng mga metal na ito. Ngunit hindi sila itinatapon, ngunit sinusubukan nilang i-recycle, dahil maraming iba pang elemento na kailangan ng isang tao. Ang proporsyon ng cadmium ay napakataas - 0.3–0.5% ayon sa timbang ng zinc concentrate, at 95% ang napili mula doon. Sa totoo lang, natuklasan ang cadmium sa pag-aaral ng mga zinc compound. Sinasabi nila ang gayong kuwento (tingnan ang "Chemistry and Life", 1970, No. 9). Noong 1817, lumitaw ang isang salungatan sa Magdeburg: inutusan ng manggagamot ng distrito na si Rolov ang lahat ng paghahanda na may zinc oxide na bawiin mula sa pagbebenta, na pinaghihinalaan na mayroong arsenic dito. Ang mga parmasyutiko ay nanumpa din na walang arsenic sa mga paghahanda, maliban marahil sa iron oxide, na nagbibigay sa pamahid ng madilaw na kulay. Ang arbitrator ay si Propesor Friedrich Stromeyer ng Unibersidad ng Göttingen, na noon ay Chief Pharmaceutical Inspector. Talagang nagtagumpay siya sa paghiwalay ng isang madilaw na tambalan mula sa paghahanda. Gayunpaman, wala itong kinalaman sa alinman sa arsenic o bakal, ngunit naging isang oksido ng isang bagong elemento. Noong taglagas ng 1817, sa mga pakikipag-usap sa mga kasamahan, tinawag itong cadmium ni Strohmeyer, na binibigyan ng sumusunod na paliwanag. Ang maalamat na prinsipe ng Phoenician na si Cadmus, na dumating sa Boeotia upang hanapin ang kanyang kapatid na babae sa Europa, na ninakaw ni Zeus, ay nagtayo ng kuta ng Cadmeus doon. Pagkatapos ay lumaki sa paligid nito ang sinaunang Greek Thebes. Noong sinaunang panahon, isang partikular na pinaghalong zinc compound ang natagpuan malapit sa lungsod na ito, na tinatawag na "Cadmeian earth" o cadmea. Ginamit ni Stromeyer ang pangalang ito.

Hindi nagtagal ay nakumbinsi rin si Rolov na ang kahina-hinalang karumihan ay hindi arsenic, ngunit isang tambalan ng isang bagong metal. Ngunit ang kanyang artikulo ay ipinadala sa " Journal fur der praktischen Heilkunde”, ay naantala at lumabas noong Abril 1818, nang sa mga chemist ay alam na nila ang tungkol sa pagtuklas ng Stromeyer.

Paano nakaapekto sa interes sa cadmium ang dilaw na kulay ng tambalan? Sa pinakadirektang paraan: ilang sandali matapos ang pagtuklas kay Stromeyer, isang Carsten, senior adviser para sa metalurhiya sa planta sa Breslau (ngayon Wroclaw), natagpuan sa Silesian zinc ore isang elemento na nagbigay ng dilaw na namuo kapag dumaan sa isang solusyon ng hydrogen sulfide, at tinawag itong "melinium" mula sa salitang Latin na " mellis", ibig sabihin honey. Ito ay pareho pa rin ng cadmium, at ang sulfide nito ay naging isang mahusay na dilaw na pigment, una para sa mga artista, at pagkatapos, nang bumaba ang presyo, sa negosyo ng pintura. Ang pagkuha ng cadmium sulfide sa iba't ibang paraan, maaari kang gumawa ng magandang pintura ng iba't ibang kulay - mula sa lemon hanggang sa orange. Dahil ito ay lumalaban sa mga acid, alkalis at malakas na init, ang dilaw na cadmium ay angkop din para sa pagpipinta ng mga keramika. Bilang karagdagan, kapag ang cadmium sulfide ay halo-halong may ultramarine, isang mahusay na berdeng tina ay nabuo - cadmium green. Kapag nasusunog, ang cadmium ay nagbibigay ng asul na kulay, kaya ginamit din ito sa pyrotechnics. Kaya, noong 90s ng XX century, 17% ng cadmium ang ginamit para sa paghahanda ng mga pintura para sa iba't ibang layunin.

Ano ang pangunahing aplikasyon ng cadmium? Mga baterya ng Nickel-cadmium: ang isa sa mga electrodes sa kanila ay gawa sa cadmium o hydroxide nito, ang kanilang produksyon ay kumonsumo ng higit sa 60% ng lahat ng cadmium na minahan. Ang mga bateryang ito ay napakatibay: maaari silang magbigay ng ilang beses na mas maraming cycle ng discharge-charge kaysa sa kanilang pinakamalapit na mga kakumpitensya - mga lead na baterya, gayunpaman, nagkakahalaga sila ng sampung beses na mas mataas. At sa mga tuntunin ng ratio ng nakaimbak na kuryente sa timbang, ang Ni-Cd ay dalawang beses na mas mataas kaysa sa Pb, na ginagawang nangangako ang mga ito para sa mga de-kuryenteng sasakyan. Ang buhay ng mga modernong nickel-cadmium na baterya ay higit sa 30 taon. Mabilis silang nag-charge at mabilis na naglalabas ng enerhiya, at dahil sa kanilang mababang panloob na pagtutol, maaari silang magbigay ng mataas na kasalukuyang density nang walang pag-init. Samakatuwid, ginagamit ang mga ito kung saan kinakailangan ang mataas na kasalukuyang densidad - sa mga de-koryenteng sasakyan, trolleybus, tram, de-kuryenteng tren, mga distornilyador, gayundin sa mga kagamitan sa radyo at mga gamit sa bahay. Hanggang kamakailan lamang, nagtustos din sila ng kuryente sa mga computer at cell phone, ngunit ngayon ay pumapalit na ang mga lithium-ion na baterya. Ang mga baterya ng nikel-cadmium ay inaasahan din na gagamitin sa mga alternatibong sistema ng enerhiya, kung saan paminsan-minsan ay kinakailangan na mag-bomba ng labis na enerhiya sa isang lugar, na pagkatapos ay mabayaran ang kakulangan ng produksyon dahil sa masamang panahon: ang mga naturang baterya ay maaaring magbigay ng maaasahang pag-iimbak ng hanggang hanggang 6.5 MWh ng kuryente, na naglalagay sa kanila sa isang par ng lead at sodium sulfide.

Kabilang sa mga disadvantages ng mga nickel-cadmium na baterya ay isang malaking self-discharge at memory effect: kung sisingilin mo ang isang baterya na hindi ganap na na-discharge, ito ay mag-iipon ng mas kaunting enerhiya sa bawat oras. Ito ay pinaniniwalaan na ang epektong ito ay maaaring labanan kung ang naturang baterya ay napakalakas na pinalabas paminsan-minsan. Ngunit ang kanilang pangunahing disbentaha ay ang toxicity ng cadmium; dahil dito, ang paggamit ng mga baterya ng nickel-cadmium, gayunpaman, pati na rin ang mga pigment ng cadmium para sa mga pintura, mga stabilizer para sa polymers (10% ng produksyon ng metal), mga coatings para sa mga metal (5%), ay patuloy na bumababa.

Anong aplikasyon ng cadmium ang tumataas? Produksyon ng mga solar panel. Ang Cadmium telluride ay nagko-convert ng sikat ng araw sa elektrisidad, kahit na ito ay mas mababa kaysa sa mga baterya ng silikon: ang kahusayan ng mga module na magagamit sa merkado ay 8-9% at 13-16%, ayon sa pagkakabanggit. Gayunpaman, ang cadmium telluride ay idineposito bilang mga manipis na pelikula sa conductive glass, na nangangailangan ng mas kaunting enerhiya at mga materyales kaysa sa paggawa ng mga silicon na baterya. Ang resulta (" ”, 2012, 16, 5245–5259; doi:10.1016/j.rser.2012.04.034) ang mga gastos sa enerhiya para sa produksyon ng baterya ay nagbabayad sa pamamagitan ng pagbuo ng enerhiya sa isang taon, na dalawa hanggang tatlong beses (pati na rin ang mga paglabas ng carbon dioxide bawat kilowatt ng kuryente na ginagawa nito sa Europe) mas mababa kaysa sa mga baterya ng silikon. Sa madaling salita, ang mga baterya na gumagamit ng mga cadmium compound ay napaka-friendly sa kapaligiran. Sa paglago ng kahusayan, ang pagkakaibang ito ay tataas pa, at may mga prospect dito, dahil ang mga halaga ng rekord ng kahusayan para sa cadmium telluride noong 2011 ay 15.6 at 13.8% kapag inilapat ang manipis na pelikula nito sa salamin at nababaluktot na polyimide, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga polymer-based na baterya ay tumitimbang ng daan-daang beses na mas mababa kaysa sa mga glass na baterya at madaling nakakabit sa mga curved surface, na nakakaakit ng atensyon ng mga mananaliksik.

Ang mga manipis na pelikula ay hindi lahat. Ang mga elementong batay sa mga quantum dots mula sa chalcogenides - cadmium sulfide, telluride at selenide - ay mga promising na kinatawan ng ikatlong henerasyong solar cell, na, ayon sa mga eksperto, ay sa wakas ay nakakasiguro ng self-sufficiency para sa pinagmumulan ng enerhiya na ito. Ang mga tuldok ay nakakaakit ng pansin ng mga mananaliksik, dahil dahil sa pagtitiwala ng kanilang mga katangian sa laki, posible na makamit ang pagsipsip at conversion sa kuryente ng buong solar spectrum. Bilang karagdagan, sa ilang mga eksperimento, ang mga chalcogenide quantum dots ay nagpakita ng kakayahang makakuha ng ilang mga electron mula sa isang photon - ang epekto ng maraming henerasyon ng mga exciton. Malinaw, sa wastong paggamit, ito ay lubos na magtataas ng kahusayan ng light conversion, at ito ay nagpapahintulot sa amin na umasa sa convergence ng gastos ng kuryente mula sa Araw at nasusunog na karbon.

Sa ngayon, gayunpaman, ang potensyal ng mga quantum tuldok ay hindi pa ganap na isiwalat - isang record na kahusayan na 5.42% sa simula ng 2013 ay ipinakita ng isang elemento batay sa mga quantum dots mula sa cadmium sulfide at selenide na may mga additives ng manganese (“ Mga Review ng Renewable at Sustainable Energy”, 2013, 22, 148–167; doi:10.1016/j.rser.2013.01.030). Ito ay pinaniniwalaan na ang mga punto sa kanilang sarili ay hindi dapat sisihin para dito - ang pinakamainam na materyal ng mga electrodes ay hindi pa napili, na tinitiyak ang kumpletong pag-alis ng mga carrier ng singil mula sa kanila na nagreresulta mula sa photoreaction. Posible na ang cadmium ay magiging kapaki-pakinabang din sa paggawa ng mga electrodes - ang mga eksperimento na may electrode mula sa cadmium stannate CdSnO 3 para sa mga solar cell ay nagpapakita ng magagandang resulta (" Mga Materyales ng Solar Energy at Mga Solar Cell”, 2013, 117, 300–305; doi:10.1016/j.solmat.2013.06.009).

Ano ang iba pang nanoparticle na ginawa mula sa mga cadmium compound? Ang pinaka-magkakaibang: nanorods, nanotubes at kahit na mga istraktura na katulad ng mga sea urchin. Posible na ang ilan sa kanila ay makakahanap ng aplikasyon sa mga teknolohiya sa hinaharap.

Mayroon bang cadmium sa mga sundalo ng lata? Ito ay maaaring naroroon, dahil ang isang maliit na karagdagan ng cadmium ay lubos na binabawasan ang pagkatunaw ng iba pang mga metal at, nang naaayon, ay nagbibigay ng isang mas mahusay na pagpuno ng amag na may isang casting alloy. Ito ay hindi nakakagulat na ito ay bahagi ng sikat na Wood's alloy at ang mga varieties nito. Ang ganitong mga haluang metal ay malawakang ginagamit sa metallography (ibinubuhos ang mga ito sa manipis na mga seksyon, mga sample para sa mikroskopikong pagsusuri), sa precision casting, nagsisilbi silang mga investment rod sa paggawa ng mga guwang na figure, pati na rin ang fusible fuse. Tila, ang English engineer na si Barnaba Wood ang unang nakatuklas ng kakayahan ng cadmium na babaan ang pagkatunaw ng iba pang mga metal, dahil ang mga elemento na bumubuo sa haluang metal ng kanyang pangalan - pito hanggang walong bahagi ng bismuth, apat na tingga at dalawa sa bawat isa ng lata at cadmium - may mga melting point na 271, ayon sa pagkakabanggit, 327, 231 at 742°C. At lahat ay natutunaw nang magkasama sa 69°C! Ang resultang ito noong 1860 ay hindi inaasahan na ang editoryal board ng magazine " Ang American Journal of Science and Arts” idinagdag ang pahabol na ito sa artikulo ni Wood: “Nagkaroon kami ng panahon na ulitin ang ilang kawili-wiling mga eksperimento ni Dr. Wood na may kaugnayan sa kamangha-manghang epekto ng cadmium sa pagpapababa ng mga natutunaw na punto ng iba't ibang mga haluang metal.” Ngayon ang kakayahan ng cadmium na bawasan ang punto ng pagkatunaw ng mga metal ay ginagamit sa pamamagitan ng pagdaragdag nito sa mga panghinang - ito ay 2% ng produksyon ng metal sa mundo. Bukod dito, sa mga solder, hindi lamang pang-industriya, kundi pati na rin sa bahay. Dito, halimbawa, sa forum ng mga alahas, ang mga manggagawa ay nagbibigay ng mga sumusunod na rekomendasyon: "Magdagdag ng kaunting cadmium sa ginto, ang punto ng pagkatunaw nito ay magiging mas mababa kaysa sa metal ng produkto, at posible na maghinang ng kinakailangang bahagi. . Dahil ang cadmium ay malamang na sumingaw sa panahon ng paghihinang, ang sample ng produkto ay maaaring hindi magbago. Kailangan mo lamang maghinang sa ilalim ng draft, upang hindi makalason.

Ano ang daanan ng cadmium sa katawan?"Ang cadmium sa mga laruan ng mga bata ay imposible, ito ay lason," sasabihin ng mambabasa. At magiging tama siya, ngunit sa isang bahagi lamang, dahil malamang na ang cadmium mula sa isang sundalo ng lata (anumang pigurin na gawa sa pilak na mabibigat na metal na itinapon sa isang maliit na pagawaan) o mula sa isang dilaw na pattern sa isang mangkok ng salad ay maaaring kahit papaano ay makapasok sa katawan ng tao . Siya ay may ganap na magkakaibang mga landas. Tatlo sila. Una, sa usok ng sigarilyo: ang cadmium ay perpektong naipon sa mga dahon ng tabako. Pangalawa, mula sa himpapawid, lalo na sa hangin sa lungsod: naglalaman ito ng maraming alikabok sa kalsada na nagreresulta mula sa pagkabasag ng mga gulong at mga pad ng preno (at bahagi ng mga ito ang cadmium); kung mas malalanghap mo ang alikabok na ito, mas mataas ang nilalaman ng cadmium sa katawan. Kaya, para sa mga traffic controller ito ay isa at kalahating beses na mas mataas kaysa sa mga manggagawa sa kalsada mula sa mga rural na lugar (“ Chemosphere”, 2013, 90, 7, 2077–2084). Ang Cadmium ay naroroon din sa usok ng mga thermal station, kung tumatakbo sila sa karbon, at sa usok mula sa nasusunog na kahoy na panggatong, dahil kinukuha ito ng mga puno mula sa lupa. Ang ikatlong pinagmumulan ay pagkain, lalo na ang mga ugat, dahon at butil ng mga halaman: dito nag-iipon ang cadmium. Ang mga pag-aaral na isinagawa ng mga siyentipiko mula sa Seattle ay nagpakita na sa mga kabataang babae na naninirahan sa mga lugar na hindi marumi ng cadmium, ang paninigarilyo ang pangunahing pinagmumulan ng cadmium, pinatataas nito ang nilalaman ng metal na ito ng isa at kalahating beses. Ngunit sa mga produktong pagkain, ang tofu ay naging isang makabuluhang mapagkukunan ng cadmium - isang bahagi nito bawat linggo ay nagpapataas ng nilalaman ng cadmium sa katawan ng 22% (" Agham ng Kabuuang Kapaligiran”, 2011, 409, 9, 1632–1637). Maraming cadmium ang matatagpuan sa mga mollusk at crustacean na kumakain ng plankton. Natuklasan ng mga biologist ng New Zealand na ang cadmium sa tubig dagat (ang konsentrasyon nito dito ay 0.11 μg / l) ay malamang na napunta doon dahil sa kasalanan ng tao. Ang Cadmium ay nakapaloob sa mga phosphate fertilizers, mula sa kung saan, sa pamamagitan ng paraan, ito ay pangunahing pumapasok sa mga nakakain na halaman. Ang mga pag-ulan ay naghuhugas ng mga pataba sa mga ilog, pagkatapos ay sa dagat. Ang Cadmium ay naglalakbay sa ibabaw ng microparticle. Kapag sa tubig-alat, ito ay inilabas at nagtatapos sa phytoplankton, at kasama nito sa mga talaba. Bilang isang resulta, ang mga mollusk na lumago nang mas mataas sa mga bukana ng ilog, kung saan ang cadmium ay hindi pa nahuhugasan mula sa mga microparticle, ay medyo dalisay, at ang mga mas mababa ay naglalaman lalo na ng maraming metal na ito (" Agham ng Kabuuang Kapaligiran”, 1996, 181, 1, 31–44). Ang cadmium na nilalaman ng mga talaba ay 13-26 micrograms bawat gramo ng dry weight. Para sa paghahambing: sa mga buto ng sunflower, na kung saan ay itinuturing ding isang mahalagang mapagkukunan ng cadmium, - 0.2-2.5 μg bawat gramo ng mga butil, sa mga dahon ng tabako - 0.5-1 μg bawat gramo ng tuyong timbang. Dahil hindi lang mga talaba ang kumakain ng plankton, nauuwi rin ang cadmium sa mga isda na nahuhuli sa maruruming dagat. At ang pinakamarumi ay ang Baltic Sea, kung saan dumadaloy ang maraming ilog mula sa mga pang-industriyang lugar at mga lugar na may masinsinang agrikultura.

Paano nakakapasok ang anthropogenic cadmium sa kapaligiran? Bilang karagdagan sa mga phosphate fertilizers, alikabok sa kalsada at pagkasunog ng gasolina, may dalawang iba pang paraan. Ang una ay non-ferrous metalurgy: sa lahat ng pagsisikap na naglalayong linisin ang mga emisyon, ang isang tiyak na halaga nito ay hindi maiiwasang dumaan sa lahat ng mga filter. Ang pangalawa ay ang mga landfill at recycling site, halimbawa, kapag nasusunog ang plastic doon. Gayunpaman, sa isang landfill, kahit na walang pag-init, ang cadmium ay tumutulo at pumapasok sa lupa na may tubig. Sa pangkalahatan, ang non-ferrous metallurgy ay gumagawa ng 5 libong tonelada ng cadmium emissions bawat taon, pagsunog ng basura - 1.5, at ang paggawa ng mga phosphorus fertilizers at wood burning - 0.2 libong tonelada bawat isa sa higit sa pitong libong tonelada na ang isang tao ay nawawala sa kapaligiran. humigit-kumulang mula noong 30s ng XX siglo. Ang sariling mga posibilidad ng kalikasan ay mas katamtaman: 0.52 libong tonelada ang ginawa ng mga bulkan at 0.2 libong tonelada - sa pamamagitan ng mga dumi ng halaman, isang kabuuang 0.83 libong tonelada (tingnan ang "Chemistry and Life", 1979, No. 12). Sa madaling salita, hindi hihigit sa dalawang-katlo ng cadmium na nakuha mula sa loob ng lupa ang maaaring gawing metal (at ang output ng mundo ay nagbabago sa pagitan ng 17-20 libong tonelada bawat taon sa loob ng mga dekada), kaya ang mga prospect para sa pag-recycle ay napaka malawak. Gayunpaman, walang insentibo, na tatalakayin pa.

Paano kikilos ang mga bagong materyales na naglalaman ng cadmium sa isang landfill? Magkaiba. Ang isang detalyadong pagsusuri ay isinagawa ni Vasily Ftenakos ng Brookhaven National Laboratory (USA), na inilarawan nang detalyado ang siklo ng buhay ng isang cadmium telluride na baterya (" Mga Review ng Renewable at Sustainable Energy”, 2004, 8, 303–334; doi:10.1016/j.rser.2003.12.001). Ganito siya magsalita. Sa isang solar cell, ang cadmium compound ay nasa pagitan ng mga layer ng salamin o plastik. Samakatuwid, ang mga particle na naglalaman ng cadmium ay maaari lamang lumitaw sa kapaligiran kapag ang elemento ay nawasak, na nangyayari alinman sa masyadong maalikabok na mga lugar o kapag ito ay nasira. Ngunit kahit na noon, tulad ng ipinakita ng eksperimento, walang ulan ang makakapaghugas ng anumang kapansin-pansing dami ng cadmium mula sa elemento. Ang temperatura ng evaporation ng CdTe ay lumampas sa 1000°C, at ang CdS, na naroroon din sa mga cell na ito, ay 1700°C, kaya walang evaporation sa panahon ng operasyon.

Ngunit paano kung ang elemento ay nasa bubong ng isang pribadong bahay kung saan nagkaroon ng sunog? Sa hangin, ang cadmium telluride ay nananatiling stable hanggang sa mga temperatura na 1050°C, na hindi gaanong pag-init sa panahon ng isang karaniwang sunog. Ipinakita ng mga direktang eksperimento na kung ang baterya ay ginawa sa isang glass substrate, halos lahat ng cadmium ay mananatili sa tinunaw na salamin - 0.6% lamang ng maliit na halaga nito (pagkatapos ng lahat, ito ay isang manipis na pelikula) ang maaaring ilabas. Ang ilang mga elemento, kapag nasira sa isang landfill, nasira, naglalabas ng cadmium, habang ang iba, mas moderno, ay hindi. Ang regulasyong pambatasan ay maaaring matiyak na ang mga hindi nakakapinsalang elemento lamang ang itatapon. At mas mabuti na huwag itapon ang mga ito, dahil naglalaman ang mga ito ng mahalagang tellurium.

Sa kasamaang palad, walang sinasabi ang Fthenakos tungkol sa mga elementong nakabatay sa polimer, na malamang na masunog, at walang pagsasama-sama ng cadmium sa salamin na magaganap. Ngunit sinabi niya na ang pagbabawal sa paggamit ng cadmium ay maaaring humantong sa mas masahol pang mga kahihinatnan: ang pagkawala ng isang merkado ng pagbebenta, ang mga tagagawa ng zinc, tingga at tanso ay titigil sa pagkuha ng cadmium mula sa basura at sila ay magpaparumi sa lahat ng bagay sa kanilang paligid nang higit pa kaysa sa mga landfill (tandaan ang isang ikatlong bahagi ng cadmium na lumilipad sa isang tubo ). Samakatuwid, ang paggamit ng cadmium ay dapat palawakin sa paghihigpit ng mga hakbang para sa pagtatapon ng mga produkto.

Hiwalay, mayroong isyu ng mga device batay sa nanodots: kapag nawasak, ang mga materyales na ito ay hindi maiiwasang magkalat ng mga nanoparticle na maaaring gumalaw sa kadena ng pagkain. May data (“ Journal ng Mapanganib na Materyal”, 2011, 192, 15, 192–199; doi:10.1016/j.jhazmat.2011.05.003) na hindi sila mananatiling hindi nagbabago: ang pagtaas ng libreng cadmium ay nabanggit sa atay at bato ng mga daga na na-injected ng cadmium selenide nanodots sa lukab ng tiyan. Ang epekto ay pinaka-binibigkas kung ang mga nanoparticle ay iluminado ng ultraviolet light bago gamitin (tila, ito ang magiging kaso sa nanodust sa ilalim ng natural na mga kondisyon). Malinaw, ang mga kinakailangan para sa pagtatapon ng mga solar cell at iba pang mga aparato batay sa naturang mga nanoparticle ay dapat na mas mahigpit kaysa kapag gumagamit ng mga monolitikong produkto.

Bakit mapanganib ang cadmium? Ang tanong ay mas kumplikado kaysa sa maaaring tila, dahil ang cadmium ay pumapasok sa katawan sa mga mikroskopikong dami at hindi kumikilos kaagad. Ang mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng North Dakota, pinangunahan ni Soisunwan Satarug, ay sumulat tungkol dito nang detalyado (“ ”, 2010, 118, 182–190; doi:10.1289/ehp.0901234). Suriin natin ang pagsusuring ito.

Maaari itong isaalang-alang na napatunayan na ang mga taong naninirahan sa mga lugar kung saan ang lupa ay naglalaman ng isang malaking halaga ng cadmium at ang pagkain ay patuloy na nahawahan dito, mayroong isang pagtaas ng hina ng mga buto. Tinawag ng mga Hapones ang sakit na ito na itai-itai: ito ay lumitaw noong 1940s sa Toyama Prefecture, kung saan ang mga magsasaka ay gumamit ng tubig mula sa isang minahan ng zinc upang patubigan ang kanilang mga bukid. Napakataas ng nilalaman ng cadmium ng bigas na ang pang-araw-araw na paggamit ay 600 micrograms bawat araw, o 4200 micrograms bawat linggo, o hanggang 2 gramo bawat tao sa buong buhay. Hindi mahirap tukuyin ang isang sanhi na relasyon dito, na hindi masasabi tungkol sa talamak na pagkonsumo ng cadmium sa maliliit na dosis. Ang lahat ay nagmumula sa porsyento ng panganib na makakuha ng isang partikular na sakit. Hindi pa rin ganap na nalalaman kung anong mga dosis ng cadmium ang maaaring ituring na hindi nakakapinsala. Pinangalanan ng World Health Organization noong 1989 ang maximum na pinapayagang paggamit ng cadmium bawat linggo bilang 400-500 micrograms, batay sa katotohanan na ang 2 g sa isang buhay ay marami, ay humahantong sa itai-itai. Noong 1992, ang pamantayan ay muling kinakalkula, umabot ito sa 7 micrograms bawat araw bawat kilo ng timbang. Madaling makita na ang lingguhang dosis para sa isang taong tumitimbang ng 70 kg ay pareho - 490 mcg. Kapag kinakalkula, ipinapalagay na ang katawan ay sumisipsip ng 5% ng cadmium na pumapasok dito, at 0.005% ng dami ng metal na nasa loob nito ay pinalabas sa ihi. Gayunpaman, kinukuwestiyon ng ilang doktor ang modelong ito, na itinuturo na nakakita sila ng mga kaso kapag ang katawan ay sumisipsip ng kahit 40% ng cadmium na pumasok dito. Bukod dito, ipinakita ng mga sukat na ang pagkonsumo ng kasingbaba ng 1 microgram bawat kg bawat araw ay humahantong sa 2 micrograms ng cadmium bawat gramo ng creatinine sa ihi, at ang mga hindi kasiya-siyang epekto ay lumilitaw kahit na sa mas mababang antas. (Ang nilalaman ng cadmium at iba pang nakakapinsalang metal sa ihi, ang konsentrasyon nito ay mababa, ay karaniwang ipinahayag sa micrograms bawat gramo ng creatinine - ang sangkap na ito ay nabuo sa panahon ng trabaho ng mga kalamnan at patuloy na pinalabas sa ihi. Ang resulta na ipinakita sa naturang mga yunit ay hindi nakasalalay sa pagbabanto ng sample. Karagdagan, ang salitang " creatinine" ay aalisin. Malinaw na ang pagsukat ng cadmium sa ihi ay mas madali kaysa sa paggamit nito mula sa iba't ibang mga mapagkukunan)

Ano ang mga epektong ito? Ang pagbabasa ng pagsusuri, ang isa ay nakakakuha ng impresyon na ang cadmium ay nagdudulot ng mga sintomas ng katandaan. Una sa lahat, ang pag-iipon sa mga bato, pinabilis nito ang pagkasira ng mga tubule ng bato. Ayon sa ilang data, kung ang 2-4 μg ng cadmium ay excreted sa ihi bawat araw, ang posibilidad ng pagkasira ng bato ay 10%; ayon sa iba, kapag hindi ang araw-araw na paglabas ang sinusukat, ngunit ang konsentrasyon sa sample ng pagsubok, ang nilalaman ng cadmium sa ihi na 0.67 μg / g ay mapanganib na. (Kung ipinapalagay namin na ang 1-2 gramo ng creatinine ay excreted sa ihi bawat araw, pagkatapos ay lumalabas na ang isang mapanganib na pang-araw-araw na dosis ng cadmium excretion ay tungkol sa 1 mcg.) Bilang resulta ng pagkasira ng mga tubules, ang kakayahan ng ang mga bato upang ibalik ang mga bitamina, mineral at iba pang mga kapaki-pakinabang na sangkap sa katawan ay humina, halimbawa na nauugnay sa metallothioneins zinc at tanso, calcium, phosphates, glucose, amino acids. Ang dalawang beses na pagtaas sa antas ng cadmium sa ihi ay nagpapataas ng nilalaman ng calcium dito ng 2 mg bawat araw. Hindi mahirap hulaan na ang pagkawala ng calcium ay nagdaragdag ng panganib ng osteoporosis. Sa katunayan, sa isang pangkat ng mga kababaihan na higit sa 50 na may higit sa 1 µg/g ng cadmium sa ihi, ang panganib ng osteoporosis ay 43% na mas mataas kaysa sa mga may mas mababa sa 0.5 µg/g. Sa mga antas ng cadmium sa pagitan ng 1 at 2 µg/g, ang panganib ng mataas na glucose at type 2 diabetes ay 1.48 at 1.24, ayon sa pagkakabanggit, kumpara sa mga may mas mababa sa 1 µg/g. Ang isang survey ng mga Koreano, isang-kapat sa kanila ay nagdusa mula sa mataas na presyon ng dugo, ay nagpakita na ang panganib ng karamdamang ito sa mga taong may mataas na nilalaman ng cadmium ay isa at kalahating beses na mas mataas kaysa sa isang mababa. Ang panganib ng atake sa puso sa mga babaeng may higit sa 0.88 mcg/g ng cadmium sa ihi ay 1.8 beses na mas mataas kumpara sa mga may mas mababa sa 0.43 mcg/g. Ang posibilidad ng kamatayan mula sa cancer sa mga lalaking may mas mababa sa 0.22 at higit sa 0.48 µg/g ng cadmium sa ihi ay nag-iiba ng 4.3 beses. May mga hinala na binabawasan ng cadmium ang pagkamayabong sa mga lalaki.

Sa pangkalahatan, mula sa data ng gawain ni Dr. Sataruga at mga kasamahan, sumusunod na ang polusyon sa kapaligiran na may cadmium ang dapat sisihin sa katotohanan na ang mga sakit na nauugnay sa edad ay naging "mas bata" sa paglipas ng ika-20 siglo. .

Mayroon ding kakaibang datos. Kaya, ang isang malakas na relasyon ay naobserbahan sa pagitan ng nilalaman ng cadmium sa ihi at ang panganib ng pagkakaroon ng mataas na presyon ng dugo sa mga Amerikano na hindi naninigarilyo, habang ang gayong relasyon ay hindi nakikita sa mga naninigarilyo. Samantala, ang pagkonsumo ng cadmium sa mga mahilig sa sigarilyo ay malinaw na mas mataas, at, bilang karagdagan, ang nilalaman ng cadmium sa ihi ng mga Amerikano ay karaniwang higit sa tatlong beses na mas mababa kaysa sa mga Koreanong nabanggit sa itaas. Ang mga naninigarilyo na may senile retinal degradation ay may urinary cadmium level na 1.18 µg/g, halos dalawang beses na mas mataas kaysa sa mga naninigarilyo na walang sakit at malusog na hindi naninigarilyo. Gayunpaman, kahit na ang mga hindi naninigarilyo na nagkaroon ng sakit ay may kasing liit na cadmium gaya ng mga malulusog na tao - na nangangahulugan na ito ay hindi lamang tungkol sa kanya. Ang ganitong magkasalungat na data ay nagtatanong sa amin: marahil ang tumaas na nilalaman ng cadmium sa ihi ay hindi sumasalamin sa sanhi, ngunit ang kinahinatnan ng ilang mga sistematikong proseso sa katawan? Pagkatapos ng lahat, ang pagkonsumo ng cadmium sa karamihan ng mga gawa na nabanggit sa pagsusuri ay hindi nasusukat, tanging ang output nito.

Paano haharapin ang cadmium sa katawan? Mayroong ilang mga siyentipikong pag-aaral sa paksang ito, at ang prinsipyo ay ipinahiwatig sa parehong gawain ng mga mananaliksik mula sa North Dakota. Ang Cadmium ay hindi isa sa mga mahahalagang elemento, kaya walang mga espesyal na mekanismo para sa pagsipsip nito sa katawan - ginagamit ng cadmium ang mga ibinigay para sa mabibigat na metal na katulad nito, na bumubuo ng mga divalent ions: zinc, iron, manganese at calcium. Ang kakulangan ng alinman sa mga elementong ito ay agad na humahantong sa pagtaas ng pagsipsip ng cadmium. Halimbawa, ang kakulangan sa iron ay nagpapataas ng mga antas ng cadmium sa mga babaeng Thai ng tatlo hanggang apat na beses. Ang parehong ay natagpuan sa isang pag-aaral ng Bangladeshi kababaihan, ngunit zinc ay din sa play. Ito ay sumusunod mula dito kung gaano kahalaga na mapanatili ang tamang balanse ng microelement sa katawan.

Mayroon ding iba pang mga ideya. Halimbawa, ipinakita ng mga taga-Brazil na makabuluhang binabawasan ng caffeine, higit sa dalawang beses, ang nilalaman ng cadmium kapwa sa dugo at sa mga tisyu, kabilang ang mga genital, sa mga eksperimentong daga (" Reproductive Toxicology”, 2013, 35, 137–143; doi:10.1016/j.reprotox.2012.10.009). Ayon sa mga mananaliksik, ang caffeine ay bumubuo ng mga complex na may cadmium, na pumipigil sa pagsipsip nito. Ang konklusyon ay nagpapahiwatig mismo: ang kaugalian ng pag-inom ng kape o tsaa na may pagkain, na naglalaman din ng caffeine, ay tama.

Minsan mayroong isang kabalintunaan: ang pagkain na may mataas na nilalaman ng cadmium ay hindi nakakaapekto sa katawan. Halimbawa, ang isang 1986 na pag-aaral ng mga umiinom ng talaba ay nakabuo ng isang sorpresa: sa maximum na paggamit ng 72 oysters bawat linggo, kumakain sila ng napakalaking 1,750 micrograms ng cadmium, ngunit hindi ito lumitaw sa alinman sa ihi o buhok. Kung saan napunta ang lahat ng cadmium na ito ay nananatiling isang misteryo. Mayroong isang palagay na ang siliniyum, na ang nilalaman nito sa mga talaba ay mataas, sa paanuman ay nakagambala sa pagsipsip ng cadmium, at tila lumabas siya kasama ang iba pang mga hindi nakakain na sangkap sa pamamagitan ng mga bituka. Gayunpaman, noong 2008, ang pagsunod sa pangkalahatang linya ay naibalik: sa mga manggagawang bukid ng talaba na kumakain ng 18 talaba bawat linggo nang higit sa 12 taon, ang nilalaman ng cadmium sa ihi ay tumaas ng 2.5 beses kumpara sa average sa Estados Unidos - hanggang sa 0 , 76 mcg/g.

O baka mas mabuting harapin ang cadmium bago ito pumasok sa katawan, halimbawa, siguraduhing hindi ito nakapasok sa lupa at hangin? Halos hindi posible na palayain ang mga phosphate fertilizers mula sa cadmium, mahaba at mahal ang pagpaparami ng mga halaman na may pinababang pagkatunaw ng cadmium, kahit na ang mga pagtatangka ay ginagawa na may kinalaman sa tabako, ngunit posible na linisin ang lupa gamit ang mga hyperaccumulator na halaman - sa kaso ng cadmium, ito ay itim na nightshade Solanum nigrum, siya ay isang nakakain na berry ng funnel, isang French variety ng bag ng pastol o mustasa ng mala-bughaw o alpine yarutka ( thlaspi caerulescens) at Chinese stonecrop Sedum alfredii. Totoo, hindi malinaw kung ano ang gagawin sa mga bahagi ng mga halaman na ito na pinayaman ng cadmium - malinaw na hindi sila angkop para sa compost at abo na nakuha sa hardin. Sa pang-industriyang pagkasunog ng tinatawag na solid biofuels - straw, brushwood, atbp. - may mga pagkakataon na mapupuksa ang nakakapinsalang metal: kinakailangan na paghiwalayin ang mataas na temperatura na mga fraction ng usok na naglalaman nito mula sa mga mababang temperatura - pagkatapos ang resultang abo ay maaaring ligtas na maibalik sa bukid, na nagpapanumbalik ng pagkamayabong nito.

Ngunit ang pangunahing bagay na dapat linisin ay ang hangin. Ang pinaka-radikal na paraan ay pinili ng mga Amerikano, at ngayon ang mga awtoridad ng European Union - isang hindi kompromiso na paglaban sa paninigarilyo ng tabako (" Mga Pananaw sa Kalusugan sa Kapaligiran”, 2012, 120, 2, 204–209; doi:10.1289/ehp.1104020). Malinaw ang mga resulta: ang average na nilalaman ng cadmium sa ihi ng mga Amerikano ay bumaba mula 0.36 mcg/g noong 1988 hanggang 0.26 mcg/g noong 2008. Dahil kahit na para sa mga mabibigat na naninigarilyo (20 o higit pang mga pakete sa isang taon ayon sa mga pamantayan ng Amerika) ay bumaba ito mula 0.71 hanggang 0.49, at para sa mga hindi naninigarilyo mula 0.26 hanggang 0.19, dapat itong ipagpalagay na ang mga pagbabawal sa paninigarilyo sa mga pampublikong lugar ay makabuluhang nabawasan ang mga epekto ng passive tobacco. pagkonsumo ng usok. Dahil sa data sa itaas tungkol sa pinsala ng microdoses ng cadmium, ang mga naturang pagbabawal ay tila ang pinakamadaling ipatupad at napakalaking kontribusyon sa kalusugan ng publiko. Magiging kapaki-pakinabang din na higpitan ang mga kinakailangan para sa mga emisyon mula sa mga non-ferrous na metalurhiya na halaman, mga boiler house at mga kotse, at sa parehong oras siguraduhin na ang hindi gaanong nakakapinsalang alikabok ay lumilipad mula sa ilalim ng mga gulong na "sapatos" sa goma.