カドミウムは、地殻、鉱物、岩石、土壌、水と混合して存在します。元素の別の部分は、火山活動、火災、産業廃棄物によって大気中を移動します。自然の状態ではあまり一般的ではないため、鉛、銅、亜鉛などの金属の生産を通じて得られます。この金属について詳しくは、次のエントリをご覧ください。
カドミウムとは何ですか?
化学元素としては、周期表の原子番号 48 の遷移金属です。重く、毒性があり、柔らかく、青みがかった白色で、融点が低いため、ニッケル合金、はんだ、電池の製造に最適です。
カドミウム記号
Cd名前は、カラミンまたは不純物を意味するギリシャ語のカドメイアに由来しています。この名前は、この元素が微量の炭酸亜鉛に含まれていたため、この化合物の色を変えましたが、この作用は純粋なときには起こらなかったものです。
カドミウムの特徴
カドミウム元素は、元素記号 Cd で周期表の第 12 族に位置する柔らかく延性のある金属で、高温にさらされると色相が変化する性質があります。さらに、熱により液体と気体に変化します。その他のプロパティは以下にリストされています。
- 状態: しっかりしていて重い。
- 展性:高いため、さまざまな産業用途向けに要素の薄いシートを得ることができます。
- 味と匂い：金属質で特有の匂いはありません。
- 構成: 48 個の電子と陽子、64 個の中性子があります。
- 毒性: 毒性が高く、地殻内で最も有毒な金属と考えられています。
- 反応性：酸や酸素に対して高い。さらに、高温では可燃性があり、酸化カドミウムが生成されます。
- 構造: 冷却すると結晶となり、八面体の形状を形成します。
- 溶解性：水に不溶です。しかし、他の元素と結合すると溶解し、水中で素早く移動します。
カドミウムの化学的および物理的性質
- 原子番号: 48
- 期間：5
- ブロック：D
- グループ: 12
- 酸化状態：+1、+2
- 共有結合半径 (Å): 148 pm
- 平均半径: 155h
- 密度: 8650 kg/m3
- 電子構成: [Kr] 4d10 5s2
- 原子量 (g/mol): 112.411 u
- シェルあたりの電子数: 2、8、18、18、2
- 第一イオン化ポテンシャル: (eV): 867.8
- 沸点: 768 ℃
- 融点: 321 ℃
- 原子半径: 161h
- 電気陰性度: 1.69
- 比熱： 233J/(Kkg)
- 熱伝導率： 96.8W/(Km)
カドミウムの起源
化学元素カドミウムは、1817 年にドイツのフリードリヒ シュトローマイヤーによって発見されました。彼はそれを炭酸亜鉛のサンプル中の不純な残留物として入手しました。彼は、熱にさらされると化合物の色調が変化することに気づきました。そこで彼は、硫黄を焙煎して還元することで硫黄を分離するいくつかの実験を実施しました。その後、彼はその毒性と金属特性に気づき、今日では化学分野で広く使用できるようになりました。
カドミウムは何に使われますか?
この要素は腐食に強く、融点が低く、延性が高くなります。これらの理由により、電池の製造、金属コーティング、導電体の作成に使用できます。カドミウムの他の用途は次のとおりです。
- 最小限の摩擦係数と不安定な反応に対する高い耐性を備えた低温合金の設計。
- 高温で作動するヒューズを使用した火災警報器の製造。
- 原子炉の中性子流における制御棒の製造。
- 水酸化カドミウム化合物は、電気メッキやニッケルカドミウム電池の電極の製造に使用されます。
- エナメル、ガラスの顔料の作成や水素化触媒として使用されます。
- ステアリン酸カドミウム化合物は、光や気候要因の作用に対する PVC 材料の安定剤として機能します。
- 花火に色を付けるために花火で使用されます。
- 硫酸カドミウムは収斂剤として医療分野で使用されています。
カドミウムはどのようにして得られるのでしょうか？
これは、銅と鉛の副産物として亜鉛を抽出して得られ、元素の割合が 0.50% 含まれています。加熱後、2 つの元素は酸化物として現れ、炭素に還元され、金属が放出されます。次に、完全に純粋なサンプルを得るために分別蒸留されます。
カドミウムの毒性
それは人間にとって発がん性物質のカテゴリーに分類されます。現在、人類は金属の使用を増加させており、そのため毒性のリスクが日常的に存在しています。この物質は空中を長距離移動することができ、タバコを吸う人や金属産業で働く人はその吸入に直接さらされます。
要約すると、カドミウムは非常に重く有毒な環境遷移元素です。延性と展性があり、融点が低いため、さまざまな熱合金や核合金に使用できます。