Kadmiyum yerkabuğunda minerallerle, kayalarla, toprakla ve suyla karışmış halde bulunur. Elementin bir diğer kısmı ise volkanik aktivite, yangınlar ve endüstriyel atıklar nedeniyle atmosferde hareket ediyor. Doğal haliyle çok yaygın olmadığından kurşun, bakır, çinko gibi metallerin üretilmesiyle elde edilir. Aşağıdaki girişte bu metal hakkında daha fazla bilgi edinin.
Kadmiyum nedir?
Kimyasal bir element olarak periyodik tabloda atom numarası 48 ile işaretlenmiş bir geçiş metalidir. Ağır, toksik, yumuşak, mavimsi beyaz renktedir ve düşük erime noktasına sahiptir; nikel alaşımları, lehimler ve piller oluşturmak için mükemmeldir.
Kadmiyum sembolü
Cd İsmi Yunanca kalamin veya safsızlık anlamına gelen kadmeia kelimesinden gelmektedir. Bu ismi almıştır çünkü element, bu bileşiğin rengini değiştiren Çinko Karbonat izlerinde bulunmuştur; bu, saf olduğunda meydana gelmeyen bir olaydır.
Kadmiyumun özellikleri
Kadmiyum elementi, periyodik tablonun 12. grubunda Cd sembolü altında yer alan, yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında renk tonunu değiştirme özelliğine sahip, yumuşak, sünek bir metaldir. Ayrıca ısı sıvı ve gaza geçişini sağlar. Diğer özellikler aşağıda listelenmiştir:
- Durum : Sağlam ve ağır.
- Dövülebilirlik: Yüksek, farklı endüstriyel uygulamalar için ince eleman tabakaları elde edilmesini sağlar.
- Tat ve koku : Metaliktir ve karakteristik bir kokusu yoktur.
- Bileşimi: 48 elektron ve 64 nötronlu protondan oluşur.
- Toksisite : Yüksek olup yer kabuğundaki en zehirli metal olarak kabul edilir.
- Reaktivitesi : Asitlere ve oksijene karşı yüksektir. Ayrıca yüksek sıcaklıklarda yanıcıdır ve kadmiyum oksit oluşturur.
- Yapısı : Oktahedral şekiller oluşturduğu yerde soğutulduğunda kristaldir.
- Çözünürlük : Suda çözünmez. Ancak diğer elementlerle birleştiğinde çözünür ve suda hızla taşınır.
Kadmiyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 48
- Dönem : 5
- Blok : D
- Grup : 12
- Oksidasyon durumu : +1,+2
- Kovalent yarıçap (Å): 148 pm
- Ortalama yarıçap: 155 saat
- Yoğunluk: 8650 Kg/m3
- Elektronik konfigürasyon: [Kr] 4d10 5s2
- Atom kütlesi (g/mol): 112.411 u
- Kabuk başına elektron sayısı: 2, 8, 18, 18, 2
- Birinci iyonlaşma potansiyeli: (eV): 867,8
- Kaynama noktası: 768 °C
- Erime noktası: 321 °C
- Atom yarıçapı: 161 saat
- Elektronegatiflik: 1,69
- Özgül ısı: 233 J / (K kg)
- Isı iletkenliği: 96,8 W/(Km)
Kadmiyumun kökeni
Kadmiyum kimyasal elementi 1817 yılında Almanya’da Friedrich Strohmeyer tarafından keşfedildi. Bunu bir çinko karbonat örneğinde saf olmayan bir kalıntı olarak elde etti. Isıya maruz kaldığında bileşiğin tonunun değiştiğini fark etti. Bu nedenle kükürdü kavurup indirgeyerek onu izole etmek için bazı deneyler yaptı. Daha sonra toksik ve metalik özelliklerini fark ettiğinden bugün kimya sektöründe yaygın olarak kullanılması mümkündür.
Kadmiyum ne için kullanılır?
Bu element korozyona karşı dayanıklıdır, düşük erime noktasına ve yüksek sünekliğe sahiptir. Bu nedenler pil imalatında, metal kaplamada ve elektrik iletkenlerinin yapımında kullanılmasına olanak sağlar. Kadmiyumun diğer kullanım alanları şunlardır:
- Minimum sürtünme katsayısına ve kararsız reaksiyonlara karşı yüksek dirence sahip düşük sıcaklık alaşımlarının tasarımı.
- Yüksek sıcaklıklarda devreye giren sigortalar kullanılarak yangın güvenlik alarmlarının imalatı.
- Atomik reaktörlerin nötron akışında kontrol çubuklarının imalatı.
- Kadmiyum hidroksit bileşiği, elektrokaplamada ve nikel-kadmiyum pillerde elektrot üretiminde kullanılır.
- Camda emaye, pigment oluşturmada ve hidrojenasyon katalizörü olarak kullanılır.
- Kadmiyum stearat bileşiği, PVC malzemelerde ışık ve iklimsel etkenlerin etkisine karşı stabilizatör görevi görür.
- Piroteknikte havai fişeklere renk vermek için kullanılır.
- Kadmiyum sülfat tıp alanında büzücü olarak kullanılır.
Kadmiyum nasıl elde edilir?
%0,50 oranında element içeren bakır ve kurşunun yan ürünü olan çinkonun ekstraksiyonundan elde edilir. Isıtıldıktan sonra iki element, metali serbest bırakan bir eylem olan karbona indirgenmiş bir oksit olarak görünür. Daha sonra tamamen saf bir numune elde etmek için fraksiyonel olarak damıtılır.
Kadmiyum toksisitesi
İnsanlar için kanserojen kategorisine girer. Şu anda insan metal kullanımını artırdığından, toksisite riskleri günlük olarak mevcuttur. Havada çok uzun mesafeler katedebilmektedir ve tütün içen ya da metal endüstrisinde çalışan kişiler doğrudan onun solunmasına maruz kalmaktadır.
Özetle Kadmiyum çok ağır ve toksik çevresel bir geçiş elementidir. Çeşitli termal ve nükleer alaşımlarda kullanılmasına olanak tanıyan düşük erime noktasına sahip sünek ve dövülebilir bir malzemedir.