Кадмий. Физические и химические свойства

1.

Кадмий

2.

Ка́ дмий —
— элемент двенадцатой группы, пятого периода периодической
системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным
номером 48. Обозначается символом Cd (лат. Cadmium).
Простое вещество кадмий при нормальных условиях — мягкий,
тягучий переходный металл серебристо-белого цвета.
Устойчив в сухом воздухе, во влажном на его поверхности
образуется плёнка оксида, препятствующая дальнейшему
окислению металла. Кадмий и его соединения ядовиты.

3.

История открытия
Впервые кадмий выделили именно из цинкосодержащей руды. Произошло это в 1817-ом
году в Германии. Профессор Штромейер изучал оксид цинка. Он показался ученому
нечистым, мужчина заподозрил в составе вещества наличие еще и мышьяка. Отделив его
от общей массы, профессор понял, что перед ним металл. Цвет был серебристо-белым, а
не оранжевым, как у мышьяка. Обнаруженный элемент назвали кадмий в честь руды, из
которой он был получен. Правда, некоторые источники трактуют имя металла иначе,
вспоминая крепость Кадмея, построенную в древнем Египте. Якобы в честь ее крепости
и нерушимости был наречен металл кадмий. Похожее слово есть и в мифологии Греции.
Бог Кадмос основал Фивы, победил дракона и, кстати, по преданию первым нашел и
показал людям цинковую руду. Небожитель соединил породу с медью, открыв народу
свойство цинка изменять ее цвет. Но, про кадмий его тезка тогда умолчал. Поэтому,
наверное, и открыли металл только в 19-ом столетии. Кадмий с атомной массой 112,41
поставили на 48-е место во второй группе периодической таблицы Менделеева.

4.

Добыча кадмия
То, что металл содержится не только в цинксодержащих
породах, но и в некоторых минералах. Примеси кадмия
обнаружили в гриноките, отавите, хоулиите, кадмоселите,
монтемпоните и ксантохроите. Все 6 камней крайне редкие и
не могут стать подмогой в промышленной добыче металла
№48. Есть кадмий и в морях в пропорции 0,00011 миллиграммов
на литр воды. Обнаружен элемент также в воздухе. В городах
содержание металла в атмосфере от 2-х до 15-ти нанограммов
на кубический метр. В сельском воздухе кадмия и того меньше.
Интересно, что гораздо больше, чем в воздухе или воде, кадмия
в почках и печени.Эти органы накапливают металл. Но,
естественно, добывать элемент из живых тканей никто не
собирается.
Общие запасы кадмия на месторождениях планеты
оцениваются всего в 600 тысяч тонн. 100 из них в КНР; 60 в
Австралии; 50 в Перу; по 40 в России и Мексике. Остальные
страны довольствуются малым, на них примерно равномерно
распределены оставшиеся 300 тысяч тонн.

5.

Физические свойства
Химические свойства
Кадмий — серебристо-белый мягкий металл
с гексагональной решёткой. Температура
плавления — 321 °C, температура кипения —
770 °С. Если кадмиевую палочку изгибать,
то можно услышать слабый треск — это
трутся друг о друга микрокристаллы
металла (так же трещит и пруток олова);
любые примеси в металле уничтожают
этот эффект. Кадмий твёрже олова, но
мягче цинка — его можно резать ножом.
При нагревании выше 80 °C кадмий теряет
упругость до такой степени, что его
можно истолочь в порошок.
Кадмий расположен в одной группе
периодической системы с цинком и
ртутью, занимая промежуточное
место между ними, поэтому некоторые
химические свойства этих элементов
сходны. Так, сульфиды и оксиды этих
элементов практически нерастворимы
в воде. С углеродом кадмий не
взаимодействует и карбидов не
образует

6.

Применение кадмия
-В чистом виде кадмий пластичный, тягучий, мягкий.
Цвет у металла белый с серебристым отливом.
Эстетика металла пригождается при изготовлении
аккумуляторов. Их декоративные покрытия сделаны на
основе элемента №48.
-В атомных реакторах важнее стойкость кадмия к
коррозии.
-Высоковольтные провода сделаны из сплава кадмия с
медью. Всего один процент 48-го элемента делает медь
в два раза прочнее. На проводимость же тока, добавка
практически не влияет.
-Износостойкость сделала «героя статьи» материалом
для машинных подшипников.
-Живописцы ценят сульфид металла. Его используют в
качестве краски, поскольку соединение ярко-желтое.

7.

— Ювелиры используют кадмий, правда, лишь в качестве примеси к золоту. Элемент делает его
более пластичным, послушным в руках мастера. Сам по себе серебристый металл тоже красив.
Загвоздка в том, что на воздухе он моментально тускнеет, покрывается мутной пленкой.
Сохраняют сияние кадмиевые поверхности только в среде без кислорода.Добавляя кадмий к
золоту, главное, точно соблюдать пропорции. Излишек элемента под номером 48 придает
сплаву зеленоватый оттенок.К тому же, кадмий снижает температуру плавление состава, ведь
и сам металл закипает уже при 700 градусов Цельсия.
— В ювелирной промышленности кадмий используют и как припой. Вещество идеально
соединяет детали украшений из золота и серебра. Сцепление получается надежным,
долговечным.
-В перспективе – рынок солнечных батарей. Пока, они используются в порядке исключения.
Однако, в скором времени, прогнозируют эксперты, будут устанавливаться повсеместно.
Пленки для установок, аккумулирующие лучи, делают именно из кадмия.
Металл безвреден. Чего не скажешь о растворимых соединениях 48-го элемента. Они крайне
токсичны.Влияние соединений на организм сравнимо с действием паров ртути или мышьяка.
Угнетается дыхание, поражается нервная система и органы человеческого тела.Причем, не
важно, попало вещество на кожу, в воздух, было съедено или выпито.В период второй мировой
войны противоборствующие стороны резко увеличили добычу свинцовых руд, дабы
производить из них оружие.