Cadmium wordt aangetroffen in de aardkorst, vermengd met mineralen, gesteenten, bodems en in water. Een ander deel van het element beweegt door de atmosfeer als gevolg van vulkanische activiteit, branden en industrieel afval. Omdat het in zijn natuurlijke staat niet erg gebruikelijk is, wordt het verkregen door de productie van metalen zoals lood, koper en zink. Lees meer over dit metaal in het volgende bericht.
Wat is cadmium?
Als chemisch element is het een overgangsmetaal gemarkeerd met atoomnummer 48 in het periodiek systeem. Het is zwaar, giftig, zacht, blauwachtig wit van kleur en heeft een laag smeltpunt, perfect voor het maken van nikkellegeringen, soldeer en batterijen.
Cadmium-symbool
Cd De naam komt van het Griekse kadmeia , wat calamine of onzuiverheid betekent. Het krijgt deze naam omdat het element werd aangetroffen in sporen van zinkcarbonaat, waardoor de kleur van deze verbinding veranderde, een actie die niet plaatsvond toen het puur was.
Kenmerken van cadmium
Het element Cadmium is een zacht, taai metaal dat zich in groep 12 van het periodiek systeem bevindt onder het symbool Cd en het vermogen heeft om van tint te veranderen bij blootstelling aan hoge temperaturen. Bovendien maakt warmte de overgang naar vloeistof en gas mogelijk. Andere eigenschappen vindt u hieronder:
- Conditie : Stevig en zwaar.
- Vervormbaarheid: hoog, waardoor dunne platen van het element kunnen worden verkregen voor verschillende industriële toepassingen.
- Smaak en geur : Metaalachtig en heeft geen karakteristieke geur.
- Samenstelling: Het heeft 48 elektronen en protonen met 64 neutronen.
- Toxiciteit : Het is hoog en wordt beschouwd als het meest giftige metaal in de aardkorst.
- Reactiviteit : Tegen zuren en zuurstof is het hoog. Bovendien is het bij hoge temperaturen ontvlambaar, waardoor cadmiumoxide ontstaat.
- Structuur : Het is kristallijn als het eenmaal is afgekoeld en vormt octaëdrische figuren.
- Oplosbaarheid : Het is onoplosbaar in water. Wanneer het echter andere elementen samenvoegt, is het oplosbaar en wordt het snel in water getransporteerd.
Chemische en fysische eigenschappen van Cadmium
- Atoomnummer : 48
- Periode : 5
- Blok : D
- Groep : 12
- Oxidatietoestand : +1,+2
- Covalente straal (Å): 148 pm
- Gemiddelde straal: 155 uur
- Dichtheid: 8650 kg/m3
- Elektronische configuratie: [Kr] 4d10 5s2
- Atoommassa (g/mol): 112,411 u
- Elektronen per schil: 2, 8, 18, 18, 2
- Eerste ionisatiepotentieel: (eV): 867,8
- Kookpunt: 768 °C
- Smeltpunt: 321 °C
- Atoomstraal: 161 uur
- Elektronegativiteit: 1,69
- Soortelijke warmte: 233 J / (K kg)
- Thermische geleidbaarheid: 96,8 W/(Km)
Herkomst van cadmium
Het chemische element Cadmium werd in 1817 ontdekt door Friedrich Strohmeyer in Duitsland. Hij verkreeg het als een onzuiver residu in een monster zinkcarbonaat. Hij merkte dat de toon van het complex veranderde als het werd blootgesteld aan hitte. Daarom voerde hij enkele experimenten uit om het te isoleren door het te roosteren en de zwavel te verminderen. Later merkte hij de toxische en metaalachtige eigenschappen ervan op, zodat het vandaag de dag op grote schaal in de chemische sector kan worden gebruikt.
Waar wordt cadmium voor gebruikt?
Dit element is corrosiebestendig, heeft een laag smeltpunt en een hoge ductiliteit. Om deze redenen kan het worden gebruikt bij de productie van batterijen, het coaten van metalen en bij het maken van elektrische geleiders. Andere toepassingen van cadmium zijn:
- Ontwerp van legeringen voor lage temperaturen, met een minimale wrijvingscoëfficiënt en hoge weerstand tegen onstabiele reacties.
- Vervaardiging van brandalarmen waarbij gebruik wordt gemaakt van zekeringen die bij hoge temperaturen in werking treden.
- Vervaardiging van regelstaven in de neutronenstroom van atoomreactoren.
- Cadmiumhydroxideverbinding wordt gebruikt bij het galvaniseren en de productie van elektroden in nikkel-cadmiumbatterijen.
- Het wordt gebruikt bij het maken van email, pigmenten in glas en als hydrogeneringskatalysator.
- De cadmiumstearaatverbinding dient als stabilisator in PVC-materialen tegen de werking van licht en klimaatinvloeden.
- Het wordt gebruikt in pyrotechniek om kleur te geven aan vuurwerk.
- Cadmiumsulfaat wordt in de medische wereld gebruikt als samentrekkend middel.
Hoe wordt cadmium verkregen?
Het wordt verkregen door de extractie van zink als bijproduct van koper en lood, dat een aandeel van 0,50% van het element bevat. Na verhitting verschijnen de twee elementen als een oxide dat wordt gereduceerd tot koolstof, een actie waarbij het metaal vrijkomt. Vervolgens wordt het gefractioneerd gedestilleerd om een volledig zuiver monster te verkrijgen.
Cadmium-toxiciteit
Het valt in de categorie kankerverwekkend voor de mens. Momenteel heeft de mens het gebruik van metaal verhoogd, de risico’s op toxiciteit zijn daarom dagelijks aanwezig. Het kan grote afstanden door de lucht afleggen en mensen die tabak roken of in de metaalindustrie werken, worden direct blootgesteld aan de inademing ervan.
Samenvattend is Cadmium een zeer zwaar en giftig overgangselement voor het milieu. Het is taai en kneedbaar met een laag smeltpunt, waardoor het in verschillende thermische en nucleaire legeringen kan worden gebruikt.