Колесниченко Юлии

Гр. ТК-09

Кадмий

Описание

Кадмий (лат. Cadmium)- химический элемент II группы периодической системы Д.И.Менделеева, атомный номер 48, атомная масса 112.41, состоит из смеси 8 стабильных изотопов. Серебристо-белый мягкий металл с синеватым отливом, ковкий, тягучий, легкоплавкий (t_пл= 321,1^oС), плотность 8,65 г/см³ (что позволяет отнести кадмий к тяжелым металлам). Химически подобен цинку, но менее активен.

Назван в 1817 г. немецким химиком Ф. Штромейером (Friedrich Stromeyer), впервые выделевшим его из примеси к окиси цинка. Отсюда и название - kadmeia по-гречески означает "нечистая цинковая руда". Подробнее об истории открытия - см. в книге Н.А.Фигуровского "Открытие элементов и происхождение их названий.

Благодаря своим физическим и химическим свойствам, кадмий нашел очень широкое применение в технике и промышленности (особенно, начиная с 50-х годов ХХ века). Основные сферы его использования: для антикоррозионного покрытия (т.н. кадмирования) черных металлов, особенно в тех случаях, когда имеется их контакт с морской водой, а также для производства никель-кадмиевых электрических аккумуляторов. Кадмий входит в состав многих сплавов, как лекгоплавких (например, сплав Вуда (Wood's metal) - 50% Bi, 25% Pb, 12.5% Sn, 12.5 % Cd), так и тугоплавких износостойких (например, с никелем). Кадмий используется в стержнях-замедлителях атомных реакторов, некоторые соединения кадмия обладают полупроводниковыми свойствами и т.д. Довольно долго кадмий применялся для изготовления красителей (пигментов) и в качестве стабилизатора при производстве пластмасс (в частности полихлорвинила), однако в настоящее время, в силу токсичности, в этих целях он практически не используется. Подробнее о многочисленных "профессиях" кадмия - читайте здесь.

Источники

Кадмий относиться к числу редких рассеяных элементов, его кларк (процентное содержание по массе) в земной коре составляет 1.3х10^-5%. Для кадмия характерна миграция в горячих подземных водах вместе с цинком и другими халькофильными элементами (т.е. химическими элементами, склонными к образованию природных сульфидов, селенидов, теллуридов, сульфосолей и иногда встречающихся в самородном состоянии) и концентрация в гидротермальных отложениях. Вулканические породы содержат до 0.2 мг кадмия на кг, среди осадочных пород наиболее богаты кадмием глины - до 0.3 мг/кг, известняки содержат 0.035 мг/кг, песчанники - 0.03 мг/кг. Среднее содержание кадмия в почве - 0.06 мг/кг.

Хотя известны самостоятельные минералы кадмия - гринокит (CdS), отавит (CdCO₃), монтепонит (CdO) и селенид(CdSe), своих месторождений они не образуют, а присутствуют в виде примесей в цинковых, свинцовых, медных и полиметаллических рудах, которые и являются основным источником промышленной добычи кадмия.

Присутствует кадмий, кстати, в определенных количествах и в воздухе. По зарубежным данным содержание кадмия в воздухе составляет 0.1-5.0 нг/м³ в сельской местности (1 нг или 1 нанограмм = 10^-9 грамм), 2 - 15 нг/м³ - в городах и от 15 до 150 нг/м³ - в промышленных районах. Связано это, в частности, и с тем, что многие угли содержат кадмий в виде примеси и, при сжигании на теплоэлектростанциях, он попадает в атмосферу. При этом существенная часть его оседает на почву. Также увеличению содержания кадмия в почве способствует использование минеральных удобрений, т.к. практически все они содержат незначительные примеси кадмия.

Кадмий способен накапливаться в растениях (больше всего в грибах) и живых организмах (особенно в водных) и далее по пищевой цепочке может "поставляться" человеку. Много кадмия в сигаретном дыме.