Μέθοδος εκχύλισης ψευδαργύρου και καδμίου από υδατικά διαλύματα ηλεκτρολυτών. Μέθοδος διαχωρισμού ψευδαργύρου και καδμίου Προτεινόμενη λίστα διατριβών

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ Ένωση Σοβιετικών Σοσιαλιστικών Δημοκρατιών (23) Κρατική Επιτροπή Προτεραιότητας ΕΣΣΔ για Εφευρέσεις και Ανακαλύψεις (72) Εφευρέτες A.I. Kholkin, G.L. Pashkov, N.I. Antipov, G.M. Grishin, N, K Kalish, L, Ya, Savkina and V, N Andrievsky State Research and Design Institute of Hydrometallurgy of Nonferrous Metals fGidrotsvetmet and Institute of Organic Chemistry, Σιβηρικό Παράρτημα της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ (54) ΜΕΘΟΔΟΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ ΚΑΙ ΚΑΔΜΙΟΥ, συγκεκριμένα, στην εξαγωγή του σουλφ και του καδμίου χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό ψευδαργύρου και 5 καδμίου, για τον καθαρισμό του θειικού ψευδαργύρου. διαλύματα, καθώς και για τη λήψη αλάτων ψευδαργύρου και καδμίου υψηλής καθαρότητας Είναι γνωστή μια μέθοδος για τον διαχωρισμό ψευδαργύρου και καδμίου από θειικά διαλύματα 10 με εκχύλιση πολλαπλών σταδίων με ένα διάλυμα αλάτων αλογόνου τεταρτοταγών βάσεων αμμωνίου Η 4 ΙΗ, όπου το Χ είναι ένα αλογονίδιο, ιόν, σε έναν οργανικό διαλύτη. Η επανεκχύλιση του καδμίου από την 15η οργανική φάση πραγματοποιείται με περίσσεια υδατικού διαλύματος ανθρακικού αμμωνίου με σχηματισμό στερεού ιζήματος περίσσειας ανθρακικού καδμίου για επανεκχύλιση καδμίου και οργανική φάση -0,8 Μ διάλυμα διαλκυλδιθειοφωσφορικού άλατα βάσεων τεταρτοταγούς αμμωνίου Η ουσία της μεθόδου έχει ως εξής: Από διαλύματα θειικού ψευδαργύρου, το κάδμιο εκχυλίζεται επιλεκτικά με διάλυμα άλατος τεταρτοταγούς αμμωνίου διαλκυλδιθειοφωσφορικού οξέος (H 4 KA) σε οργανικό διαλύτη, για παράδειγμα νζόλη, ξυλόλιο, κηροζίνη, 2-αιθυλεξανόλη, τετραχλωροαιθυλένιο, κ.λπ. Ως εκχυλιστικό, χρησιμοποιείται άλας τεταρτοταγούς αμμωνίου διαλκυλοδιθειοφωσφορικού οξέος, για παράδειγμα, δι-(2-αιθυλεξυλ)διθειοφωσφορικό τετραοκτυλαμμώνιο (TOAF), trialkylbeney 2-αιθυλεξυλ) διθειοφωσφορικό (TABAF) και άλλα. Το εκχυλιστικό λαμβάνεται εύκολα με ανάμειξη διαλκυλοδιθειοφωσφορικού οξέος - ΗΑ (για παράδειγμα, δι-(2 αιθυλεξυλ) διθειοφωσφορικό οξύ) με άλας τετρααλκυλ (αρυλ) αμμωνίου ανόργανου οξέος (για παράδειγμα, τετραοκτυλαμμώνιο βρωμίδιο - Σε IVg, τρία χλωριούχο αλκυλοβενζυλαμμώνιο - Σε IP 1, θειικό μεθυλτριαλκυλαμμώνιο - (I) BO 4) σε στοιχειομετρική αναλογία σε οργανικό διαλύτη, Το ανόργανο οξύ που προκύπτει ξεπλένεται από την οργανική φάση με νερό, Μετά το πλύσιμο, το Η οργανική φάση είναι ένα διάλυμα του Β ΙΑ σε έναν οργανικό διαλύτη (όπου το Α είναι ένα οργανικό ανιόν κατάλληλο για την εκχύλιση καδμίου). o βάση αμμωνίου, κατανεμημένη στην οργανική φάση (ca) (eo e, + 2 (k 4 YA (u 50 (cdA 1, (1) 4 3 όπου (c) και (o) - δείκτες, δηλώνουν την υδατική και την οργανική φάσεις, αντίστοιχα, το Κάδμιο εκχυλίζεται με τη μορφή διαλκυλοδιθειοφωσφορικού καδμίου. Ο ψευδάργυρος πρακτικά παραμένει στην υδατική φάση. Μια υψηλή συγκέντρωση θειικού ιόντος σε ένα υδατικό διάλυμα που δημιουργείται από θειικό ψευδάργυρο συμβάλλει στη λήψη υψηλών συντελεστών κατανομής του καδμίου (βλ. 1). είναι πολύ μικροί (cm, 1). Έτσι, είναι δυνατή η εξαγωγή καδμίου από διαλύματα θειικού ψευδαργύρου χωρίς κατανάλωση ανόργανων αντιδραστηρίων. Επιπλέον, η εκ νέου εκχύλιση του καδμίου από την οργανική φάση είναι δυνατή με ένα αλκαλικό διάλυμα (σε αυτή την περίπτωση, καθιζάνει υδροξείδιο του καδμίου) ή με ένα διάλυμα αμμωνίας (στην περίπτωση αυτή, είναι δυνατό να ληφθούν συμπυκνωμένα διαλύματα που περιέχουν σύμπλοκα αμμωνίας του καδμίου Α) και επιστρέφει στο στάδιο της εκχύλισης Κατά την εκχύλιση του καδμίου από διαλύματα ψευδαργύρου με τη βοήθεια B, IA, ένας αριθμός κατιονικών προσμίξεων (χαλκός, μόλυβδος, αντιμόνιο, αρσενικό κ.λπ.) και ανιονικές προσμίξεις (χλωρίδιο, φθόριο , νιτρικά ιόντα) εκχυλίζονται ταυτόχρονα, τα οποία πρέπει να απομονωθούν πριν το διάλυμα ψευδαργύρου τροφοδοτηθεί σε ηλεκτρόλυση.ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1, το Cd εκχυλίζεται από ένα θειικό διάλυμα που περιέχει 4,45 g/l Cd, 54 g/l En, 0,5 Μ διάλυμα δι- Φωσφορικό (2-αιθυλεξυλ) τετραοξυλαμμώνιο σε βενζόλιο, αναλογία όγκου φάσης 1:1, χρόνος ανάδευσης 30 λεπτά, Βρέθηκε: σε οργανική φάση 2,52 g/lCs 1; 0,0028 g/l En, στην υδατική φάση 1,93 g/l Sb; 53,6 g / l En, D a \u003d 1,301 D - 52 10 f ca (x -25 f 10 f-5P παράδειγμα 2, το κάδμιο εκχυλίζεται από ένα θειικό διάλυμα που περιέχει 4,97 g / l Cs 1, 64 g/l En, παρουσία 20 g/l HBO 4 O, 35 Μ διάλυμα TOAF σε βενζόλιο Βρέθηκαν: στην οργανική φάση 3,83 g/l Cd, 0,0355 g/l En) στην υδατική φάση 1,14 g/lCy. 63,6 g/l Ep; Dsa=3, Zb; D - - 0,56 x4 O1 (Ca (1 p - b, 0 f 10 Z, ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3. Το κάδμιο εκχυλίζεται από ένα θειικό διάλυμα που περιέχει 4,75 g / l Sd, 59 g / l En, 20 g/l HBO 4, 0,5 Μ διάλυμα TOAF2 σε βενζόλιο, Βρέθηκε, στην οργανική φάση 4,63 g/l Cd, 0,015 g/l 2 n· στην υδατική φάση 0,119 g/l Cd, 59,0 g / lEp· D a \u003d 390 D 2 \u003d 2 g 5 101 PCa (y \u003d \u003d 1,6 105;, η εκχύλιση του Cd για 1 βήμα είναι 97,5. Παράδειγμα 4. Το κάδμιο εκχυλίζεται από ένα θειικό διάλυμα που περιέχει 4,75 g/l Cc 1, 55 g/l En, 20 /l25 NBO, παρουσία ιόντων χλωρίου (4,5 g/l) με 0,5 Μ διάλυμα TOAF σε βενζόλιο, Βρέθηκε: σε οργανική φάση 4,75 g / l Cd, 1,16 g / l En, 3,42 g / l C 1, σε η υδατική φάση 53,5 g / l3 0 En, "1,06 g / l C 1, δεν ανιχνεύθηκε κάδμιο ((0001 g /l); Dsa)5 10D \u003d 2,2 10; (Ca (7 p) 2 10, Εκχύλιση κάδμιο σε 1 στάδιο) 99,98, εκχύλιση χλωρίου 76. PRI me R 5 Υπό συνθήκες παρόμοιες με το παράδειγμα 4, το κάδμιο εκχυλίζεται από ένα διάλυμα που περιέχει επιπλέον νιτρικό ιόν (6 g/l). βρέθηκαν; στην οργανική φάση 4,75 g/lC. 2,62 g/l En; στην υδατική φάση 4053,0 g/l En, δεν ανιχνεύθηκε κάδμιο, Dsa)5 10; D = 4,9 101 ca(n) 110 Εκχύλιση καδμίου σε 1 στάδιο 99,98 Αυτή η μέθοδος επιτρέπει τη μείωση45 της κατανάλωσης αντιδραστηρίων (κατ' αρχήν, η διαδικασία απομάκρυνσης μπορεί να είναι χωρίς αντιδραστήριο) Οι λειτουργίες αφαίρεσης καδμίου και αναγέννησης του εκχυλιστή συνδυάζονται. επιτυγχάνει τιμές 110 και υψηλότερες σε σύγκριση με την εκχύλιση με ιωδίδια βάσεων τεταρτοταγούς αμμωνίου ca (n έως 1 10), Η εκχύλιση 5 καδμίου () 99,98) σε ένα στάδιο της εκχύλισης αυξάνεται, Η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ένα στάδιο αντί για πολλαπλών σταδίων, Επιπλέον, το βάθος καθαρισμού του διαλύματος ψευδαργύρου αυξάνεται. διαχωρισμός ψευδαργύρου και καδμίου από θειικά διαλύματα με εκχύλιση 730851 Μελετήθηκε από L. Sitnova Editor O. Kolesnikova Tekhred N., Baburka Proofreader G. Nazarova Order 1462/14 edition 694 Συνδρομή TsNIIPI της Κρατικής Επιτροπής της ΕΣΣΔ για εφευρέσεις και ανακαλύψεις d, 4/5 Branch PPP Patent, Uzhgorod, Projectnaya st., 4 άλατα και βάσεις τεταρτοταγούς αμμωνίου σε οργανικό αραιωτικό, πληροφορίες που ελήφθησαν υπόψη στην εξέταση 1, Ευρεσιτεχνία ΗΠΑ αρ. 3258307, cl. 23-61,1966.

Εφαρμογή

2534718, 19.10.1977

ΚΡΑΤΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΥΔΡΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣ ΜΗ ΣΙΔΗΡΟΥ ΜΕΤΑΛΛΩΝ "GIDROTSVETMET", ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΑΝΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ SB AS ΕΣΣΔ

Anatoly Ivanovich Kholkin, Gennady Leonidovich Pashkov, Nikolai Ivanovich Antipov, Gennady Mikhailovich Grishin, Nadezhda Konstantinovna Kalish, Ludmila Yakovlevna Savkina, Vyacheslav Nikolayevich Andrievskiy

IPC / Ετικέτες

Κωδικός συνδέσμου

Μέθοδος διαχωρισμού ψευδαργύρου και καδμίου

Σχετικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας

Να αφυδατωθεί. Επιπλέον, η μέθοδος παροχής του διαλύματος μέσω ενός ακροφυσίου που βρίσκεται πάνω από το στρώμα βρασμού και η διεξαγωγή της διαδικασίας αφυδάτωσης του διαλύματος πραγματοποιείται σε ένα στάδιο χωρίς επιστροφή του προϊόντος που παράγεται από αέρια στο στρώμα. Αυτό επιτυγχάνει σημαντική εντατικοποίηση της διαδικασίας και υψηλή θερμική απόδοση. (80 περίπου 7,) λόγω της μείωσης του ενεργειακού κόστους, το προϊόν λαμβάνεται σε κοκκώδη μορφή αυξημένης ποιότητας λόγω χαμηλότερης περιεκτικότητας σε νερό κρυστάλλωσης.Το σχέδιο δείχνει μια συσκευή KS (γενική άποψη) για την αφυδάτωση διαλυμάτων θειικού ψευδαργύρου τροφοδοτώντας τα σε μια ρευστοποιημένη κλίνη, που διαφέρει από το γεγονός ότι, για το σκοπό ...

Η κατανάλωση ενός ακριβού αντιδραστηρίου για την επίτευξη της απαιτούμενης ποιότητας καθαρισμού διαλύματος Ο σκοπός της εφεύρεσης είναι να βελτιώσει την ποιότητα του καθαρισμού διαλύματος και να μειώσει την κατανάλωση αντιδραστηρίου Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση συμπυκνώματος αντιμονίου ως ενεργοποιητικού πρόσθετου, για παράδειγμα, ενδιάμεσο προϊόν αλκαλικής διύλισης ακατέργαστου μολύβδου. m e r. Πάρτε το αρχικό διάλυμα θειικού ψευδαργύρου 130 g/l ψευδάργυρος 1,0 g/l 0,15 g/l κοβάλτιο, 0,12 g/l Συμπυκνωμένο αντιμόνιο Τριοξείδιο του αντιμονίου άλας Schlippef 0,2 15,8 3,9 28,7 8,7 Μηχανικό μείγμα οξειδίων του μολύβδου, αρτινσίνης σε σύνθεση προς συμπύκνωμα αντιμονίου 5.4 0.6 Μελετήθηκε από τον V. Gutin Editor S. Surkova TekhredM. Kelemesh Proofreader S, Patrusheva Order 3610/18 Circulation 726 Signed TsNIIPI...

Ως κάλιο, το ξηρό μείγμα αναμιγνύεται επιμελώς και μεταφέρεται από ένα κύπελλο πορσελάνης σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα χαλαζία. Αυτός ο σωλήνας με το μείγμα θερμαίνεται σε καυστήρα αερίου σε θερμοκρασία 500 - 550 C για 10 - 15 λεπτά. Το καμένο μίγμα διαλύεται σε απεσταγμένο νερό οξινισμένο με μερικές σταγόνες 10% HC 1 και διηθείται μέσω πυκνού φίλτρου σε ογκομετρική φιάλη 250 ml. Το υπόλειμμα του φίλτρου πλένεται επανειλημμένα με απεσταγμένο νερό μέχρι να επιτευχθεί ο υποδεικνυόμενος όγκος διηθήματος. Μέρος του διηθήματος (περίπου 50 ml) διέρχεται μέσω κατιονανταλλακτικής ρητίνης ανταλλαγής ιόντων, συνιστώνται βαθμοί Ku - 2 ή Ku - 2 - 8, κορεσμένοι με ιόν υδρογόνου. Από αυτό το διήθημα, απαλλαγμένο από κατιόντα, πάρτε 5 ή 10 ml, τοποθετήστε σε ένα ποτήρι, προσθέστε ...

Το 1968, ένα άρθρο εμφανίστηκε σε ένα γνωστό περιοδικό, το οποίο ονομαζόταν "Cadmium and the Heart". Ανέφερε ότι ο Δρ Κάρολ, ένας αξιωματούχος δημόσιας υγείας των ΗΠΑ, είχε ανακαλύψει μια σχέση μεταξύ του ατμοσφαιρικού καδμίου και των θανάτων από καρδιαγγειακές παθήσεις. Εάν, ας πούμε, στην πόλη Α η περιεκτικότητα σε κάδμιο στον αέρα είναι υψηλότερη από την πόλη Β, τότε οι πυρήνες της πόλης Α πεθαίνουν νωρίτερα από ό,τι αν ζούσαν στην πόλη Β. Ο Carroll κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα αφού ανέλυσε δεδομένα για 28 πόλεις. Παρεμπιπτόντως, στην ομάδα Α υπήρχαν κέντρα όπως η Νέα Υόρκη, το Σικάγο, η Φιλαδέλφεια...
Έτσι για άλλη μια φορά κατηγορήθηκαν για δηλητηρίαση στοιχείου ανοιγμένο σε μπουκάλι φαρμακείου!

Στοιχείο φαρμακευτικής φιάλης

Είναι απίθανο κάποιος από τους φαρμακοποιούς του Μαγδεμβούργου να πρόφερε τη διάσημη φράση του δημάρχου: «Σας προσκάλεσα, κύριοι, για να σας πω δυσάρεστα νέα», αλλά είχαν ένα κοινό χαρακτηριστικό μαζί του: φοβούνταν τον ελεγκτή.
Ο γιατρός της περιοχής Rolov διακρίθηκε από μια οξεία ιδιοσυγκρασία. Έτσι, το 1817, διέταξε να αποσυρθούν από την πώληση όλα τα παρασκευάσματα με οξείδιο του ψευδαργύρου που παράγονται στο εργοστάσιο του Herman's Shenebek. Με την εμφάνιση των σκευασμάτων, υποψιάστηκε ότι υπήρχε αρσενικό στο οξείδιο του ψευδαργύρου! (Το οξείδιο του ψευδαργύρου εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για δερματικές παθήσεις· από αυτό παρασκευάζονται αλοιφές, σκόνες, γαλακτώματα.)
Για να αποδείξει την υπόθεσή του, ο αυστηρός ελεγκτής διέλυσε το ύποπτο οξείδιο σε οξύ και πέρασε υδρόθειο μέσω αυτού του διαλύματος: ένα κίτρινο ίζημα έπεσε έξω. Τα σουλφίδια του αρσενικού είναι απλώς κίτρινα!

Ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου άρχισε να αμφισβητεί την απόφαση του Rolov. Ο ίδιος ήταν χημικός και, έχοντας αναλύσει προσωπικά τα Δείγματα Προϊόντων, δεν βρήκε αρσενικό σε αυτά. Ανέφερε τα αποτελέσματα της ανάλυσης στον Rolov, και ταυτόχρονα στις αρχές της χώρας του Αννόβερου. Οι αρχές φυσικά ζήτησαν δείγματα για να τα στείλουν για ανάλυση σε έναν από τους έγκριτους χημικούς. Αποφασίστηκε ότι ο δικαστής στη διαμάχη μεταξύ Rolov και Herman έπρεπε να είναι ο καθηγητής Friedrich Stromeyer, ο οποίος από το 1802 ήταν ο πρόεδρος της χημείας στο Πανεπιστήμιο του Göttingen και η θέση του γενικού επιθεωρητή όλων των φαρμακείων του Ανόβερου.
Ο Stromeyer εστάλη όχι μόνο οξείδιο ψευδαργύρου, αλλά και άλλα παρασκευάσματα ψευδαργύρου από το εργοστάσιο Hermann, συμπεριλαμβανομένου του ZnC0 3, από το οποίο ελήφθη αυτό το οξείδιο. Έχοντας φρυγμένο ανθρακικό ψευδάργυρο, ο Strohmeyer έλαβε οξείδιο, αλλά όχι λευκό, όπως θα έπρεπε, αλλά κιτρινωπό. Ο ιδιοκτήτης του εργοστασίου εξήγησε τον χρωματισμό με ακαθαρσίες σιδήρου, αλλά ο Στρόμεγιερ δεν έμεινε ικανοποιημένος με αυτή την εξήγηση. Έχοντας αγοράσει περισσότερα σκευάσματα ψευδαργύρου, έκανε πλήρη ανάλυσή τους και χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία απομόνωσε το στοιχείο που προκάλεσε κιτρίνισμα. Η ανάλυση έλεγε ότι δεν ήταν αρσενικό (όπως ισχυρίστηκε ο Rolov), αλλά όχι σίδηρος (όπως ισχυρίστηκε ο Herman).

Friedrich Stromeyer (1776-1835)

Ήταν ένα νέο, προηγουμένως άγνωστο μέταλλο, χημικά πολύ παρόμοιο με τον ψευδάργυρο. Μόνο το υδροξείδιο του, σε αντίθεση με το Zn(OH) 2, δεν ήταν αμφοτερικό, αλλά είχε έντονες βασικές ιδιότητες.
Στην ελεύθερη μορφή του, το νέο στοιχείο ήταν ένα λευκό μέταλλο, μαλακό και όχι πολύ ισχυρό, καλυμμένο με μια καφετιά μεμβράνη οξειδίου από πάνω. Ο Stromeyer ονόμασε αυτό το μέταλλο κάδμιο, αναφέροντας ξεκάθαρα την «ψευδάργυρη» προέλευσή του: η ελληνική λέξη υποδηλώνει από καιρό μεταλλεύματα ψευδαργύρου και οξείδιο του ψευδαργύρου.
Το 1818, ο Στρομέγιερ δημοσίευσε λεπτομερείς πληροφορίες για το νέο χημικό στοιχείο και σχεδόν αμέσως άρχισε να καταπατείται η προτεραιότητά του. Ο πρώτος που μίλησε ήταν ο ίδιος Ρόλοφ, ο οποίος παλαιότερα πίστευε ότι υπήρχε αρσενικό στα σκευάσματα από το γερμανικό εργοστάσιο. Λίγο μετά τον Stromeyer, ένας άλλος Γερμανός χημικός, ο Kersten, ανακάλυψε ένα νέο στοιχείο στο μετάλλευμα ψευδαργύρου της Σιλεσίας και το ονόμασε mellin (από το λατινικό mellinus, «κίτρινο σαν κυδώνι») λόγω του χρώματος του ιζήματος που σχηματίζεται από τη δράση του υδρόθειου. Αλλά είχε ήδη ανακαλυφθεί από τον Strohmeyer κάδμιο. Αργότερα, προτάθηκαν δύο ακόμη ονόματα για αυτό το στοιχείο: κλαπρότιο - προς τιμή του διάσημου χημικού Martin Klaproth και junonium - μετά τον αστεροειδή Juno που ανακαλύφθηκε το 1804. Ωστόσο, το όνομα που δόθηκε στο στοιχείο από τον ανακάλυπτό του καθιερώθηκε. Είναι αλήθεια ότι στη ρωσική χημική βιβλιογραφία του πρώτου μισού του 19ου αιώνα. το κάδμιο ονομαζόταν συχνά κάδμιο.

Επτά χρώματα του ουράνιου τόξου

Το θειούχο κάδμιο CdS ήταν πιθανώς η πρώτη ένωση του στοιχείου #48 για την οποία ενδιαφέρθηκε η βιομηχανία. Τα CdS είναι κυβικοί ή εξαγωνικοί κρύσταλλοι με πυκνότητα 4,8 g/cm 3 . Το χρώμα τους είναι από ανοιχτό κίτρινο έως πορτοκαλοκόκκινο (ανάλογα με τον τρόπο παρασκευής). Αυτό το σουλφίδιο είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό· είναι επίσης ανθεκτικό στη δράση των αλκαλικών διαλυμάτων και των περισσότερων οξέων. Και η λήψη CdS είναι αρκετά απλή: αρκεί να περάσει, όπως έκαναν οι Stromeyer και Rolov, υδρόθειο μέσα από ένα οξινισμένο διάλυμα που περιέχει ιόντα Cd 2+. Μπορεί επίσης να ληφθεί σε μια αντίδραση ανταλλαγής μεταξύ ενός διαλυτού άλατος καδμίου, όπως το CdSO4, και οποιουδήποτε διαλυτού σουλφιδίου.
Το CdS είναι μια σημαντική μεταλλική χρωστική ουσία. Παλαιότερα ονομαζόταν κίτρινο κάδμιο. Να τι έγραψαν για το κίτρινο κάδμιο στην πρώτη ρωσική «Τεχνική Εγκυκλοπαίδεια», που δημοσιεύτηκε στις αρχές του 20ού αιώνα.
«Οι ανοιχτοί κίτρινοι τόνοι, ξεκινώντας από το κίτρινο λεμόνι, λαμβάνονται από καθαρά ασθενώς όξινα και ουδέτερα διαλύματα θειικού καδμίου και όταν το θειούχο κάδμιο καταβυθίζεται με διάλυμα θειούχου νατρίου, λαμβάνονται πιο σκούρο κίτρινο χρώμα. Σημαντικό ρόλο στην παραγωγή του κίτρινου καδμίου παίζει η παρουσία άλλων μεταλλικών ακαθαρσιών στο διάλυμα, όπως ο ψευδάργυρος. Εάν το τελευταίο υπάρχει μαζί με κάδμιο σε διάλυμα, τότε κατά τη διάρκεια της καθίζησης προκύπτει ένα θολό κίτρινο χρώμα με λευκωπή απόχρωση ... Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, μπορούν να ληφθούν έξι αποχρώσεις κίτρινου καδμίου, που κυμαίνονται από κίτρινο λεμόνι έως πορτοκαλί. Αυτό το χρώμα σε τελειωμένη μορφή έχει ένα πολύ όμορφο γυαλιστερό κίτρινο χρώμα. Είναι αρκετά σταθερό σε αδύναμα αλκάλια και οξέα και είναι εντελώς μη ευαίσθητο στο υδρόθειο. Ως εκ τούτου αναμιγνύεται ξηρά με ultramarine και παράγει μια λεπτή πράσινη βαφή, η οποία ονομάζεται πράσινο κάδμιο στο εμπόριο.
Αναμιγνύεται με λάδι ξήρανσης, πάει σαν λαδομπογιά στη ζωγραφική. πολύ αδιαφανές, αλλά λόγω της υψηλής τιμής της αγοράς χρησιμοποιείται κυρίως στη ζωγραφική ως λαδομπογιά ή ακουαρέλα, αλλά και για εκτύπωση. Λόγω της μεγάλης αντοχής του στη φωτιά, χρησιμοποιείται για βαφή σε πορσελάνη.
Μένει μόνο να προσθέσουμε ότι στη συνέχεια το κίτρινο κάδμιο χρησιμοποιήθηκε ευρύτερα "στη βιομηχανία ζωγραφικής". Συγκεκριμένα, τα επιβατικά αυτοκίνητα βάφτηκαν με αυτό, επειδή, μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, αυτό το χρώμα αντιστάθηκε καλά στον καπνό της ατμομηχανής. Ως βαφή, το θειούχο κάδμιο χρησιμοποιήθηκε επίσης στις βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας και σαπουνιού.

Αλλά τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία χρησιμοποιεί καθαρό θειούχο κάδμιο όλο και λιγότερο - εξακολουθεί να είναι ακριβό. Αντικαθίσταται από φθηνότερες ουσίες - cadmopon και ψευδάργυρο-κάδμιο λιθοπόνη.
Η αντίδραση για τη λήψη καδμοπόνης είναι ένα κλασικό παράδειγμα του σχηματισμού δύο ιζημάτων ταυτόχρονα, όταν πρακτικά τίποτα δεν παραμένει στο διάλυμα εκτός από το νερό:
CdSO 4 4- BaS (και τα δύο άλατα είναι διαλυτά στο νερό) _ * CdS J + BaS04 J.
Το Kadmopon είναι ένα μείγμα θειούχου καδμίου και θειικού βαρίου. Η ποσοτική σύνθεση αυτού του μείγματος εξαρτάται από τη συγκέντρωση των διαλυμάτων. Είναι εύκολο να διαφοροποιηθεί η σύνθεση, άρα και η απόχρωση της βαφής.
Η λιθοπόνη ψευδάργυρου καδμίου περιέχει επίσης θειούχο ψευδάργυρο. Κατά την παρασκευή αυτής της βαφής, κατακρημνίζονται τρία άλατα ταυτόχρονα. Το χρώμα του λιθόπονου είναι κρεμ ή ιβουάρ.
Όπως έχουμε ήδη δει, τα απτά πράγματα μπορούν να χρωματιστούν με θειούχο κάδμιο σε τρία χρώματα: πορτοκαλί, πράσινο (πράσινο κάδμιο) και όλες τις αποχρώσεις του κίτρινου, αλλά το θειούχο κάδμιο δίνει στη φλόγα ένα διαφορετικό χρώμα - μπλε. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε πυροτεχνήματα.
Έτσι, με έναν μόνο συνδυασμό του στοιχείου 48, μπορείτε να αποκτήσετε τέσσερα από τα επτά χρώματα του ουράνιου τόξου. Απομένουν μόνο το κόκκινο, το μπλε και το μωβ. Το μπλε ή βιολετί χρώμα της φλόγας μπορεί να επιτευχθεί συμπληρώνοντας τη λάμψη του θειούχου καδμίου με ορισμένα πυροτεχνικά πρόσθετα - αυτό δεν θα είναι δύσκολο για έναν έμπειρο πυροτεχνουργό.
Και το κόκκινο χρώμα μπορεί να ληφθεί χρησιμοποιώντας μια άλλη ένωση του στοιχείου Νο. 48 - το σεληνίδιο του. Το CdSe χρησιμοποιείται ως καλλιτεχνικό χρώμα, παρεμπιπτόντως, πολύ πολύτιμο. Το ρουμπινί γυαλί χρωματίζεται με σεληνιούχο κάδμιο. και όχι το οξείδιο του χρωμίου, όπως στο ίδιο το ρουμπίνι, αλλά το σεληνίδιο του καδμίου έκανε τα αστέρια του ρουμπινιού του Κρεμλίνου της Μόσχας κόκκινα.
Ωστόσο, η αξία των αλάτων καδμίου είναι πολύ μικρότερη από την αξία του ίδιου του μετάλλου.

Οι υπερβολές καταστρέφουν τη φήμη

Εάν δημιουργήσετε ένα γράφημα με ημερομηνίες στον οριζόντιο άξονα και ζήτηση για κάδμιο στον κατακόρυφο άξονα, θα έχετε μια αύξουσα καμπύλη. Η παραγωγή αυτού του στοιχείου αυξάνεται και το πιο απότομο "άλμα" πέφτει στη δεκαετία του '40 του αιώνα μας. Ήταν εκείνη τη στιγμή που το κάδμιο μετατράπηκε σε στρατηγικό υλικό - άρχισαν να κατασκευάζουν ράβδους ελέγχου και έκτακτης ανάγκης πυρηνικών αντιδραστήρων από αυτό.

Στη λαϊκή βιβλιογραφία, μπορεί κανείς να συναντήσει τον ισχυρισμό ότι αν δεν υπήρχαν αυτές οι ράβδοι που απορροφούν τα υπερβολικά νετρόνια, τότε ο αντιδραστήρας θα πήγαινε να "πατήσει" και θα μετατρεπόταν σε ατομική βόμβα. Αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Για να συμβεί μια ατομική έκρηξη, πρέπει να πληρούνται πολλές προϋποθέσεις (δεν είναι το μέρος για να μιλήσουμε για αυτές λεπτομερώς, αλλά δεν μπορείτε να εξηγήσετε εν συντομία την ΕΤ0). Ένας αντιδραστήρας στον οποίο μια αλυσιδωτή αντίδραση έχει γίνει ανεξέλεγκτη δεν εκρήγνυται απαραίτητα, αλλά σε κάθε περίπτωση συμβαίνει ένα σοβαρό ατύχημα, γεμάτο με τεράστιο κόστος υλικού. Και μερικές φορές όχι μόνο υλικό ... Έτσι ο ρόλος της ρύθμισης και?
Η δήλωση είναι εξίσου ανακριβής (βλ., για παράδειγμα, το γνωστό βιβλίο II. R. Taube and E. I. Rudenko «From hydrogen to ...». M., 1970) ότι το κάδμιο είναι το καταλληλότερο υλικό. Εάν υπήρχαν επίσης «θερμικά» πριν από τη λέξη «νετρόνια», τότε αυτή η δήλωση θα ήταν πραγματικά ακριβής.
Τα νετρόνια, όπως είναι γνωστό, μπορούν να διαφέρουν πολύ σε ενέργεια. Υπάρχουν νετρόνια χαμηλής ενέργειας - η ενέργειά τους δεν υπερβαίνει τα 10 kiloelectrovolt (keV). Υπάρχουν γρήγορα νετρόνια - με ενέργεια μεγαλύτερη από 100 keV. Και υπάρχουν, αντίθετα, χαμηλής ενέργειας - θερμικά και «ψυχρά» νετρόνια. Η ενέργεια του πρώτου μετριέται σε εκατοστά ενός ηλεκτρονιοβολτ, για το δεύτερο είναι μικρότερη από 0,005 eV.
Το κάδμιο στην αρχή αποδείχθηκε ότι ήταν το κύριο υλικό «πυρήνας», κυρίως επειδή απορροφά καλά τα θερμικά νετρόνια. Όλοι οι αντιδραστήρες στην αρχή της «ατομικής εποχής» (και ο πρώτος από αυτούς κατασκευάστηκε από τον Enrnco Fermi το 1942) εργάζονταν σε θερμικά νετρόνια. Μόνο πολλά χρόνια αργότερα έγινε σαφές ότι οι γρήγοροι αντιδραστήρες νετρονίων είναι πιο υποσχόμενοι τόσο για την ενέργεια όσο και για την απόκτηση πυρηνικού καυσίμου - πλουτώνιο-239. Και το κάδμιο είναι ανίσχυρο απέναντι στα γρήγορα νετρόνια, δεν τα καθυστερεί.
Επομένως, ο ρόλος του καδμίου στην κατασκευή του αντιδραστήρα δεν πρέπει να υπερβάλλεται. Και επίσης επειδή οι φυσικοχημικές ιδιότητες αυτού του μετάλλου (αντοχή, σκληρότητα, αντοχή στη θερμότητα - το σημείο τήξης του είναι μόνο 321 ° C) αφήνουν πολλά να είναι επιθυμητά. Και επίσης γιατί, χωρίς υπερβολή, ο ρόλος που έπαιξε και παίζει το κάδμιο στην πυρηνική τεχνολογία είναι αρκετά σημαντικός.
Το κάδμιο ήταν το πρώτο υλικό πυρήνα. Τότε το βόριο και οι ενώσεις του άρχισαν να παίζουν τους πρωταγωνιστικούς ρόλους. Αλλά το κάδμιο είναι πιο εύκολο να ληφθεί σε μεγάλες ποσότητες από το βόριο: το κάδμιο ελήφθη και ελήφθη ως υποπροϊόν της παραγωγής ψευδαργύρου και μολύβδου. Κατά την επεξεργασία των πολυμεταλλικών μεταλλευμάτων, αυτό, ένα ανάλογο του ψευδαργύρου, αποδεικνύεται πάντα ότι είναι κυρίως σε συμπύκνωμα ψευδαργύρου. Και το κάδμιο μειώνεται ακόμα πιο εύκολα από τον ψευδάργυρο και έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού (767 και 906°C, αντίστοιχα). Επομένως, σε θερμοκρασία περίπου 800 ° C, δεν είναι δύσκολο να διαχωριστεί ο ψευδάργυρος και το κάδμιο.

Το κάδμιο είναι μαλακό, εύπλαστο, εύκολα επεξεργάσιμο. Αυτό διευκόλυνε και επιτάχυνε επίσης την πορεία του προς την ατομική τεχνολογία. Η υψηλή εκλεκτικότητα του kad-)1IA, η ευαισθησία του ειδικά στα θερμικά νετρόνια, έπαιξε επίσης στα χέρια των φυσικών. Και σύμφωνα με το κύριο χαρακτηριστικό απόδοσης - τη διατομή σύλληψης των θερμικών νετρονίων - το κάδμιο καταλαμβάνει μία από τις πρώτες θέσεις μεταξύ όλων των στοιχείων του περιοδικού συστήματος - 2400 αχυρώνα. (Θυμηθείτε ότι η διατομή σύλληψης είναι η ικανότητα «πρόσληψης» νετρονίων, μετρούμενη σε συμβατικές μονάδες αχυρώνων.)
Το φυσικό κάδμιο αποτελείται από οκτώ ισότοπα (με αριθμούς μάζας 106, 108, 110, 111, 112, IS, 114 και 116) και η διατομή σύλληψης είναι ένα χαρακτηριστικό στο οποίο τα ισότοπα ενός στοιχείου μπορεί να διαφέρουν πολύ. Σε ένα φυσικό μείγμα ισοτόπων καδμίου, ο κύριος «τρώγων νετρονίων» είναι ένα ισότοπο με μαζικό αριθμό IZ. Η ατομική του διατομή σύλληψης είναι τεράστια - 25 χιλιάδες αχυρώνες!
Με την προσάρτηση ενός νετρονίου, το κάδμιο-113 μετατρέπεται στο πιο κοινό (28,86% του φυσικού μείγματος) ισότοπο του στοιχείου Νο. 48 - κάδμιο-114. Το ίδιο το μερίδιο του καδμίου-113 είναι μόνο 12,26%.
Ράβδοι ελέγχου πυρηνικού αντιδραστήρα.

Δυστυχώς, ο διαχωρισμός οκτώ ισοτόπων καδμίου είναι πολύ πιο δύσκολος από τον διαχωρισμό δύο ισοτόπων βορίου.
Οι ράβδοι ελέγχου και έκτακτης ανάγκης δεν είναι ο μόνος χώρος «ατομικής υπηρεσίας» του στοιχείου Νο. 48. Η ικανότητά του να απορροφά νετρόνια αυστηρά καθορισμένων ενεργειών βοηθά στη μελέτη των ενεργειακών φασμάτων των δεσμών νετρονίων που προκύπτουν. Με τη βοήθεια μιας πλάκας καδμίου, που τοποθετείται στη διαδρομή της δέσμης νετρονίων, προσδιορίζεται πόσο ομοιογενής είναι αυτή η δέσμη (από άποψη ενεργειακών τιμών), ποια είναι η αναλογία των θερμικών νετρονίων σε αυτήν κ.λπ.
Όχι πολλά, αλλά εκεί
Και τέλος - για τους πόρους του καδμίου. Τα δικά του ορυκτά, όπως λένε, ένα-δύο και υπολόγισε λάθος. Μόνο ένα από αυτά έχει μελετηθεί επαρκώς πλήρως - ένας σπάνιος CdS greenockite που δεν σχηματίζει συστάδες. Δύο ακόμη ορυκτά του στοιχείου Νο. 48 - οταβίτης CdCO 3 και μοντεπονίτης CdO - είναι πολύ σπάνια. Όμως το κάδμιο δεν είναι «ζωντανό» με τα δικά του ορυκτά. Τα ορυκτά ψευδαργύρου και τα πολυμεταλλικά μεταλλεύματα αποτελούν μια αρκετά αξιόπιστη βάση πρώτης ύλης για την παραγωγή του.

Επιμετάλλωση με κάδμιο

Όλοι γνωρίζουν τον γαλβανισμένο κασσίτερο, αλλά δεν γνωρίζουν όλοι ότι όχι μόνο ο γαλβανισμός, αλλά και η επίστρωση καδμίου χρησιμοποιείται για την προστασία του yagelez από τη διάβρωση. Η επίστρωση καδμίου εφαρμόζεται πλέον μόνο ηλεκτρολυτικά, πιο συχνά σε βιομηχανικές συνθήκες χρησιμοποιούνται λουτρά κυανίου. Προηγουμένως, ο σίδηρος και άλλα μέταλλα επικαλύφθηκαν με κάδμιο με βύθιση προϊόντων σε λιωμένο κάδμιο.

Παρά τις παρόμοιες ιδιότητες του καδμίου και του ψευδαργύρου, η επίστρωση καδμίου έχει πολλά πλεονεκτήματα: είναι πιο ανθεκτική στη διάβρωση, είναι ευκολότερο να γίνει ομοιόμορφη και λεία. Επιπλέον, το κάδμιο, σε αντίθεση με τον ψευδάργυρο, είναι σταθερό σε αλκαλικό περιβάλλον. Ο κασσίτερος καδμίου χρησιμοποιείται αρκετά ευρέως· δεν του επιτρέπεται η πρόσβαση μόνο στην παραγωγή δοχείων τροφίμων, επειδή το κάδμιο είναι τοξικό. Οι επικαλύψεις καδμίου έχουν ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό: στην ατμόσφαιρα των αγροτικών περιοχών, είναι πολύ πιο ανθεκτικά στη διάβρωση από ό,τι στην ατμόσφαιρα των βιομηχανικών περιοχών. Μια τέτοια επίστρωση αποτυγχάνει ιδιαίτερα γρήγορα εάν η περιεκτικότητα σε θειούχους ή θειικούς ανυδρίτες αυξάνεται στον αέρα.

Κάδμιο σε κράματα

Περίπου το ένα δέκατο της παγκόσμιας παραγωγής καδμίου δαπανάται για την παραγωγή κραμάτων. Τα κράματα καδμίου χρησιμοποιούνται κυρίως ως αντιτριβικά υλικά και συγκολλήσεις. Μια πολύ γνωστή σύνθεση κράματος 99% Cd και 1% No χρησιμοποιείται για την κατασκευή ρουλεμάν που λειτουργούν σε κινητήρες αυτοκινήτων, αεροσκαφών και πλοίων σε υψηλές θερμοκρασίες. Επειδή η το κάδμιο δεν είναι επαρκώς ανθεκτικό στα οξέα, συμπεριλαμβανομένων των οργανικών οξέων που περιέχονται σε λιπαντικά, που μερικές φορές φέρουν κράματα με βάση το κάδμιο επικαλύπτονται με ίνδιο.
Οι κολλήσεις που περιέχουν το στοιχείο Νο. 48 είναι αρκετά ανθεκτικές στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
Το κράμα χαλκού με μικρές προσθήκες καδμίου καθιστά δυνατή την κατασκευή περισσότερων ανθεκτικών στη φθορά καλωδίων στις ηλεκτρικές γραμμές μεταφοράς. Ο χαλκός με την προσθήκη καδμίου σχεδόν δεν διαφέρει στην ηλεκτρική αγωγιμότητα από τον καθαρό χαλκό, αλλά τον ξεπερνά αισθητά σε αντοχή και σκληρότητα.

ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΗΣ AKN ΚΑΙ ΚΑΝΟΝΙΚΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ WESTON.

Μεταξύ των πηγών χημικού ρεύματος που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, εξέχουσα θέση κατέχουν οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου (NAC). Οι αρνητικές πλάκες τέτοιων μπαταριών είναι κατασκευασμένες από σιδερένια πλέγματα με δραστικό παράγοντα σφουγγάρι καδμίου. Οι θετικές πλάκες επικαλύπτονται με οξείδιο του νικελίου. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα διάλυμα υδροξειδίου του καλίου. Οι αλκαλικές μπαταρίες νικελίου-καδμίου διαφέρουν από τις μπαταρίες μολύβδου (οξέος) σε μεγαλύτερη αξιοπιστία. Με βάση αυτό, τα ζευγάρια κατασκευάζουν πολύ συμπαγείς μπαταρίες για κατευθυνόμενα βλήματα. Μόνο σε αυτή την περίπτωση, δεν τοποθετούνται πλέγματα σιδήρου, αλλά νικελίου ως βάση.

Το στοιχείο Νο. 48 και οι ενώσεις του χρησιμοποιήθηκαν σε μια άλλη πηγή χημικού ρεύματος. Στην κατασκευή ενός κανονικού στοιχείου Weston, τόσο το αμάλγαμα καδμίου όσο και οι κρύσταλλοι θειικού καδμίου και ένα διάλυμα αυτού του άλατος λειτουργούν.

Τοξικότητα του καδμίου

Οι πληροφορίες σχετικά με την τοξικότητα του καδμίου είναι μάλλον αντιφατικές. Μάλλον, το γεγονός ότι το κάδμιο είναι δηλητηριώδες είναι αναμφισβήτητο: οι επιστήμονες διαφωνούν για τον βαθμό επικινδυνότητας του καδμίου. Είναι γνωστές περιπτώσεις θανατηφόρου δηλητηρίασης με ατμούς αυτού του μετάλλου και των ενώσεων του - επομένως τέτοιοι ατμοί αποτελούν σοβαρό κίνδυνο. Εάν εισέλθει στο στομάχι, το κάδμιο είναι επίσης επιβλαβές, αλλά οι περιπτώσεις θανατηφόρου δηλητηρίασης με ενώσεις καδμίου που έχουν εισέλθει στον οργανισμό με την τροφή είναι άγνωστες στην επιστήμη. Προφανώς, αυτό οφείλεται στην άμεση απομάκρυνση του δηλητηρίου από το στομάχι, που αναλαμβάνει ο ίδιος ο οργανισμός. ] Ωστόσο, σε πολλές χώρες η χρήση επικαλύψεων καδμίου για την κατασκευή δοχείων τροφίμων απαγορεύεται από το νόμο.

Βοήθεια

Κάθε ερώτηση εξέτασης μπορεί να έχει πολλαπλές απαντήσεις από διαφορετικούς συγγραφείς. Η απάντηση μπορεί να περιέχει κείμενο, τύπους, εικόνες. Ο συγγραφέας της εξέτασης ή ο συντάκτης της απάντησης στην εξέταση μπορεί να διαγράψει ή να επεξεργαστεί την ερώτηση.

Η θέση των στοιχείων της οικογένειας ψευδαργύρου ως μελών της σειράς μετάλλων μετάπτωσης έχει συζητηθεί προηγουμένως (βλ. ενότητα. Υποομάδα ΙΒ και Στοιχεία Μετάβασης). Αν και το ηλεκτρόνιο σθένους, που τα διακρίνει από τα στοιχεία της υποομάδας IB, εισέρχεται στο επίπεδο ns και καθένα από αυτά έχει ένα (n1)d 10-τροχιακό γεμάτο, σύμφωνα με τη χημική και φυσικές ιδιότητεςεξακολουθούν να διαφέρουν πολύ από τις υποομάδες Β. Ταυτόχρονα, υπάρχει κάποια ομοιότητα με τα μέταλλα μετάπτωσης. Άρα, υπάρχει μια αναλογία με τα στοιχεία της υποομάδας ΙΙΑ, όλα εμφανίζουν κατάσταση οξείδωσης II. Αυτά τα μέταλλα μετάπτωσης έχουν σχετικά χαμηλή πυκνότητα, χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού, παρουσιάζοντας έτσι ομοιότητες με τα μη μεταβατικά μέταλλα. Τα σημεία τήξης και βρασμού, γενικά, αυξάνονται προς τη μέση της σειράς μετάλλων μετάπτωσης και στη συνέχεια σταδιακά, αλλά ακανόνιστα, μειώνονται, επομένως, τα μέταλλα που συμπληρώνουν τη σειρά των στοιχείων μετάπτωσης θα πρέπει να έχουν σχετικά χαμηλές τιμές αυτών των τιμών. που βλέπουμε στον Πίνακα. 18. Ωστόσο, προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι για αυτά τα στοιχεία οι ιοντικές ακτίνες Μ2+ είναι μικρότερες από τις ιοντικές ακτίνες Μ+ των στοιχείων της υποομάδας ΙΒ, αν και η μεταλλική ακτίνα είναι αισθητά μεγαλύτερη. Η απροσδόκητη αύξηση της ατομικής ακτίνας του ψευδαργύρου παραβιάζει το σχέδιο συστολής ξεκινώντας από την υποομάδα IIIB κατά μήκος των σειρών μετάλλων μετάπτωσης. Οι μεγάλες τιμές των δυναμικών ιονισμού (η ενέργεια που δαπανάται για την αποκόλληση εξωτερικών ηλεκτρονίων από ένα άτομο σε αέρια κατάσταση) για στοιχεία της υποομάδας IIB φαίνονται παράξενα στο πλαίσιο της ευκολίας με την οποία ο Zn και το Cd αντιδρούν με τα αναγωγικά οξέα (για παράδειγμα, με HCl), εκτοπίζοντας το υδρογόνο. Μια εξαντλητική εξήγηση για αυτό είναι πέρα ​​από το πεδίο αυτής της συζήτησης, ωστόσο, ο λόγος σχετίζεται με την πραγματική ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τον σχηματισμό ιόντων σε διάλυμα (ενέργεια ενυδάτωσης).
Μια άλλη τάση που τα ξεχωρίζει από τα αμετάβατα στοιχεία, δηλ. στοιχεία των υποομάδων Α είναι ότι ο ψευδάργυρος εμφανίζει μόνο κατάσταση οξείδωσης II και το κάδμιο πραγματοποιεί την κατάσταση οξείδωσης II ως πιο σταθερή, αλλά μπορεί να δώσει ενώσεις με κατάσταση οξείδωσης Ι και, τέλος, και οι δύο καταστάσεις οξείδωσης είναι σταθερές για τον υδράργυρο (I και II ). Αυτή η τάση εμφάνισης χαμηλών καταστάσεων οξείδωσης δεν είναι χαρακτηριστική των μη μεταβατικών στοιχείων. Το ζεύγος ηλεκτρονίων 6s2 υδραργύρου έχει συμπεριφορά κοντά σε ένα αδρανές ζεύγος ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, στο βισμούθιο, ένα αδρανές ζεύγος ηλεκτρονίων σταθεροποιεί την κατάσταση στη χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης III και αποσταθεροποιεί την κατάσταση V. Κάθε στοιχείο διατηρεί ένα εσωτερικό γεμάτο στρώμα 18 ηλεκτρονίων, καθώς αυτά τα ηλεκτρόνια δεν συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός χημικού δεσμού. Σε αυτή την υποομάδα, υπάρχει μεγαλύτερη ομοιότητα μεταξύ Zn και Cd παρά μεταξύ Cd και Hg, ενώ για τα αμετάβατα στοιχεία, αντίθετα, το πρώτο μέλος της υποομάδας διαφέρει από τα άλλα. Ο ψευδάργυρος και το κάδμιο δεν διακρίνονται τόσο ξεκάθαρα όσο ο χαλκός και το ασήμι. Υπάρχει μικρή ομοιότητα μεταξύ των υποομάδων IB και IIB, με τα στοιχεία της υποομάδας IIB να είναι πιο αντιδραστικά. Οι πρώτοι όροι έχουν πράγματι σημαντικά υψηλότερα δυναμικά ηλεκτροδίων.
Η εξαγωγή μετάλλων από τα θειούχα μεταλλεύματά τους δεν είναι πολύ δύσκολη, καθώς όλα τα σουλφίδια μπορούν εύκολα να οξειδωθούν σε οξείδια και στη συνέχεια τα οξείδια ανάγεται με άνθρακα ή μέταλλο κατά τη θερμική επεξεργασία. Πριν από την επεξεργασία, το μετάλλευμα θειούχου ψευδαργύρου (σφαιρίτης ή μίγμα ψευδαργύρου) εμπλουτίζεται, μετά από χονδρόκοκκο άλεση σε μέγεθος περίπου χαλικιού, προστίθεται σε ομοιογενή λάσπη (σε μεγάλες δεξαμενές) που αποτελείται από σιδηροπυρίτιο FeSi (που λαμβάνεται σε κλιβάνους της χαλυβουργίας). . Η πυκνότητα αυτού του υγρού πολτού είναι επαρκής για να επιπλέει το πυριτικό υλικό από τα βαρύτερα θειούχα μεταλλεύματα ZnS παρουσία ακαθαρσιών PbS. Περαιτέρω εμπλουτισμός του μεταλλεύματος επιτυγχάνεται μετά την επίπλευση αφρού. Ο θειούχος ψευδάργυρος μετατρέπεται σε ZnO με ψήσιμο και στη συνέχεια ανάγεται σε μέταλλο με οπτάνθρακα σε θερμοκρασίες επαρκείς για να εξατμιστεί ο ψευδάργυρος από τη ζώνη αναγωγής. Εάν υπήρχε κάδμιο στο μετάλλευμα, αυτό διαχωρίζεται λόγω της μεγαλύτερης πτητικότητάς του. Ο καθαρός ψευδάργυρος λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση, παρόμοια με τη διαδικασία διύλισης του χαλκού. Ο υδράργυρος μπορεί να είναι τόσο σε ελεύθερη κατάσταση όσο και δεσμευμένος με τη μορφή HgS κιννάβαρης. Όταν ψήνεται στον αέρα, το μέταλλο εξατμίζεται από τον κλίβανο, καθώς το HgO είναι ασταθές σε θερμοκρασίες ψησίματος και αποσυντίθεται σε υδράργυρο με την απελευθέρωση οξυγόνου. Το θειούχο θείο σχηματίζει SO2. Το μολυσμένο υλικό καθαρίζεται με συμπίεση μέσω ενός φίλτρου σουέτ, ακολουθούμενη από επεξεργασία με νιτρικό οξύ και επαναλαμβανόμενη απόσταξη χωρίς πρόσβαση αέρα.
δείτε επίσηςΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ.
Εφαρμογή.Τα μέταλλα της υποομάδας βρίσκουν ποικίλες χρήσεις. Μεγάλες ποσότητες ψευδαργύρου χρησιμοποιούνται για την αντιδιαβρωτική προστασία του σιδήρου και του χάλυβα. Ο μεταλλικός ψευδάργυρος είναι αρκετά ενεργός, αλλά αρχικά μέσα φυσικές συνθήκεςσχηματίζεται μια αδρανής προστατευτική επικάλυψη από το βασικό ανθρακικό Zn2(OH)2CO3. Μπορεί να ληφθεί επίστρωση ψευδαργύρου διαφορετικοί τρόποιθερμή εμβάπτιση όπως στις ηλεκτρολυτικές μεθόδους, εξάτμιση ψευδαργύρου ακολουθούμενη από συμπύκνωση στην επιφάνεια που πρόκειται να προστατευτεί, πιτσίλισμα, ψεκασμός, ψεκασμός και ξήρανση του χυτευμένου υλικού σε μεγάλους φούρνους. Πολύς ψευδάργυρος καταναλώνεται στην παραγωγή χαλκού και ορείχαλκου από χαλκό και ψευδάργυρο (βλ. Πίνακα 17β). Αυτά τα κράματα χρησιμοποιούνται για να δώσουν υψηλή αντοχή στη διάβρωση, για παράδειγμα, ο μπρούτζος μαγγανίου (90% Cu, 5% Zn, 3% Sn και 2% Mn) είναι ιδιαίτερα ανθεκτικός στη διάβρωση. Η επικάλυψη με κάδμιο είναι μία από τις μεθόδους αντιδιαβρωτικής προστασίας των επιφανειών από χάλυβα, αλλά αυτή η επίστρωση δεν είναι ανθεκτική στα οξέα. Το κάδμιο χρησιμοποιείται στην τεχνολογία κραμάτων χαμηλής τήξης, για παράδειγμα, κράμα ξύλου (12,5% Cd), κράμα Lipovich (10% Cd). Επιπλέον, συχνά προστίθεται κάδμιο σε κράματα ρουλεμάν. Όλα τα μέταλλα της υποομάδας IIB χρησιμοποιούνται ευρέως στην τεχνολογία συσσωρευτών και μπαταριών. Για παράδειγμα, ο ψευδάργυρος χρησιμοποιείται ως επένδυση σε ξηρές μπαταρίες, όπου εκτελεί τη διπλή λειτουργία του δοχείου και της ανόδου. Το κάδμιο χρησιμοποιείται ως άνοδος σε κυψέλες νικελίου-καδμίου όπως η αλκαλική μπαταρία Edison, στην οποία τοποθετείται μια άνοδος καδμίου αντί για μια σιδερένια. Το οξείδιο υδραργύρου (II) χρησιμοποιείται σε κυψέλες υδραργύρου. Σε ένα τυπικό στοιχείο Weston, η άνοδος είναι ένα αμάλγαμα Cd-Hg και ο ηλεκτρολύτης είναι ένα διάλυμα CdSO4· αυτό το στοιχείο έχει σταθερή και καλά διατηρημένη τάση. Ο υδράργυρος είναι το μόνο μέταλλο που είναι υγρό σε συνηθισμένες θερμοκρασίες (εκτός από τον υδράργυρο, μόνο το γάλλιο και το καίσιο έχουν πολύ χαμηλά (περίπου 29°C) σημεία τήξης, αλλά είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου). Ο υδράργυρος χαρακτηρίζεται από υψηλή χημική αδράνεια, υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και βρίσκει ποικίλες εφαρμογές σε ηλεκτρικά όργανα, λαμπτήρες εκκένωσης αερίου, διακόπτες και επαφές. Το κάδμιο είναι μέρος του κράματος από το οποίο κατασκευάζονται οι ράβδοι ελέγχου στις ενεργές ζώνες των πυρηνικών αντιδραστήρων, καθώς ο πυρήνας του ατόμου του καδμίου έχει μεγάλη διατομή δέσμευσης νετρονίων.
Αντιδράσεις.Ο ψευδάργυρος και το κάδμιο αντιδρούν ενεργά με όλα τα οξέα, ακόμη και με το νερό (αν θερμανθούν αρκετά), εκτοπίζοντας το Η2 από αυτά. Οι αντιδράσεις με οξέα γίνονται ως εξής:

Ο ψευδάργυρος διαλύεται στα αλκάλια με την έκλυση υδρογόνου και το σχηματισμό του ιόντος ψευδαργύρου Zn(OH)42. Ο υδράργυρος αντιδρά μόνο με ισχυρά οξειδωτικά οξέα όπως το HNO3 και το aqua regia. Σε αυτή την περίπτωση, μπορούν να σχηματιστούν υδράργυρος(Ι) και νιτρικά άλατα υδραργύρου(II), Hg2(NO3)2 και Hg(NO3)2. Αυτή είναι, συγκεκριμένα, η διαφορά του από τον χαλκό, ο οποίος είναι επίσης ικανός να εμφανίζει καταστάσεις οξείδωσης I και II, αλλά σχηματίζει μόνο Cu(NO3)2 με νιτρικό οξύ. Ανάλογα με έναν αριθμό παραγόντων (μέγεθος σωματιδίων αντίδρασης, συγκέντρωση οξέος και θερμοκρασία), ο χαλκός αντιδρά με το HNO3 για να σχηματίσει διάφορες ενώσεις. Από το διάλυμα απελευθερώνονται αέρια οξείδια αζώτου, αζώτου και μερικώς υδρογόνου, ιόντα Cu(II), NH2OH, N2H4, NH4+ σχηματίζονται στο διάλυμα, μπορεί να σχηματιστεί ίζημα CuO.
Οξείδια.Όλα τα μέταλλα της υποομάδας (Zn, Cd, Hg) αντιδρούν με το οξυγόνο όταν θερμαίνονται. Ο ψευδάργυρος σχηματίζει λευκό ZnO, το οποίο κιτρινίζει με την αύξηση της θερμοκρασίας. Το λευκό ZnO λαμβάνεται με θερμική διάσταση αλάτων οξοξέων. χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία. Το κάδμιο, κατά την άμεση οξείδωση, σχηματίζει καφέ οξείδιο CdO, το οποίο αποσυντίθεται σε κάδμιο και οξυγόνο όταν η θερμοκρασία ανέβει στους 700° C. ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ. Αντίθετα, το ZnO είναι εξαιρετικά σταθερό (βλ. Πίνακα 18 για την πιο αρνητική ενθαλπία σχηματισμού ZnO). Ο υδράργυρος οξειδώνεται αργά σε HgO στον αέρα στους 300°C ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ και αποσυντίθεται ξανά σε μέταλλο σε θερμοκρασίες ακριβώς πάνω από αυτό. Το HgO έχει κίτρινες και κόκκινες τροποποιήσεις. Δεν υπάρχουν δεδομένα που να υποδεικνύουν το σχηματισμό Hg2O.
Αμφοτερικός.Το οξείδιο του ψευδαργύρου εμφανίζει τυπικές αμφοτερικές ιδιότητες, αντιδρώντας τόσο με βάσεις όσο και με οξέα και σχηματίζοντας το ιόν ψευδαργύρου Zn(OH)42 και Zn2+, αντίστοιχα. Το υδροξείδιο του ψευδαργύρου Zn (OH) 2 λαμβάνεται με αντίδραση με μια βάση, αλλά διαλύεται σε περίσσεια της βάσης, σχηματίζοντας ένα διαλυτό ψευδάργυρο:
Zn (OH) 2 + 2OH- \u003d Zn (OH) 4 2-Όταν χρησιμοποιείται ένα διάλυμα αμμωνίας ως βάση, σχηματίζεται επίσης υδροξείδιο πρώτα, το οποίο σε περίσσεια NH3 σχηματίζει ένα ιόν συμπλόκου τετρααμίνης ψευδαργύρου: Zn (OH) 2 + 4NH3 \u003d [] 2+ + 2OH
Το κάδμιο σχηματίζει ένα παρόμοιο ιόν τετρααμμινοκαδμίου []2.
Το οξείδιο και το υδροξείδιο του καδμίου, σε αντίθεση με τις ίδιες ενώσεις ψευδαργύρου, δεν παρουσιάζουν επαμφοτερίζουσες ιδιότητες. Cadmate CdO22 σχηματίζεται μόνο όταν το οξείδιο του καδμίου (II) συντήκεται με αλκάλιο. Το οξείδιο του υδραργύρου (II) είναι επίσης ανθεκτικό στη δράση των βάσεων, αλλά η αμφοτερική φύση του υδραργύρου εκδηλώνεται στο γεγονός ότι το HgS διαλύεται σε ένα διάλυμα Na2S για να σχηματίσει το θειοϋδρουρικό (II) ιόν HgS22.
αλληλεπίδραση με οξέα.Όταν τα οξείδια των στοιχείων της υποομάδας ΙΙΒ υποβάλλονται σε επεξεργασία με οξέα, σχηματίζονται άλατα νιτρικών, θειικών, αλογονιδίων, φωσφορικών και ανθρακικών αλάτων. Τα ανθρακικά, τα νιτρικά και τα θειικά άλατα αποσυντίθενται κατά τη διάρκεια της θερμικής διάστασης και σχηματίζουν CO2, NO2, SO3 (SO2 + O2), αντίστοιχα. Ο ανθρακικός υδράργυρος (Ι) Hg2CO3 λαμβάνεται με ανάμειξη διαλυμάτων Hg2(NO3)2 και ανθρακικού μετάλλου αλκαλίων. Ο σχηματισμός Hg2CO3 υποδηλώνει την απουσία υδρόλυσης του ιόντος Hg(I).
Χαλίδες.Όλα τα μέταλλα της υποομάδας αντιδρούν με αλογόνα για να σχηματίσουν αλογονίδια. Τα αλογονίδια λαμβάνονται επίσης με τη δράση υδραλογονιδίων στα οξείδια και τα υδροξείδια αυτών των μετάλλων. Ο χλωριούχος ψευδάργυρος ZnCl2 που λαμβάνεται με χλωρίωση Zn χρησιμοποιείται για τη συντήρηση του ξύλου. Το τήγμα ZnCl2 είναι ένας μέτριος ηλεκτρολύτης, ο οποίος υποδεικνύει μια μερική ιοντική φύση του δεσμού. Ο φθοριούχος ψευδάργυρος ZnF2 λαμβάνεται με άμεση φθορίωση του ψευδαργύρου ή με αντίδραση HF με ZnO ή ZnCl2. Το κάδμιο σχηματίζει το CdIIX2 με όλα τα αλογόνα, καθώς και το CdICl. Ο υδράργυρος σχηματίζει υδράργυρο(Ι) και αλογονίδια υδραργύρου(ΙΙ). Ο χλωριούχος υδράργυρος (II) (εξαχνωμένος), σε αντίθεση με το χλωριούχο υδράργυρο (Ι) Hg2Cl2, είναι διαλυτός στο νερό. Το HgCl2 λαμβάνεται με την αντίδραση ανταλλαγής HgSO4 + 2NaCl -> HgCl2 + Na2SO4 Απομονώνεται από το διάλυμα με εξάχνωση. Το Sublimate είναι μια εξαιρετικά τοξική ουσία. Το χλωριούχο υδράργυρο (Ι) (καλομέλα) είναι αδιάλυτο στο νερό, μη τοξικό και έχει περιορισμένη χρήση στην ιατρική ως καθαρτικό. Η καλομέλα δίνει μια όμορφη μεταξένια απόχρωση στο στρώμα νερού πάνω από το ίζημα. Το ιόν υδραργύρου (Ι) Hg22+, ή []2+, έχει μια ασυνήθιστη σύνθεση για τα μεταλλικά ιόντα, αλλά υπάρχει, κάτι που επιβεβαιώνεται από τα αποτελέσματα χημικών, ηλεκτροχημικών και φασματικών μελετών. Ο μεταλλικός υδράργυρος και το HgCl2 βρίσκονται σε ισορροπία με το Hg2Cl2: Hg0 + HgCl2 = Hg2Cl2
Ο χλωριούχος υδράργυρος (II) είναι μια σχεδόν εντελώς μη ιοντική ένωση με τύπο ομοιοπολικού δεσμού. Ωστόσο, το γεγονός ότι υπό τη δράση του H2S σε διάλυμα HgCl2 ή σε διάλυμα με ιόν Hg22+ απελευθερώνεται μόνο HgS επιβεβαιώνει την παρουσία ορισμένης ποσότητας ιόντων Hg2+. Ομοίως, υπό τη δράση ιόντος υδροξειδίου, σχηματίζεται μόνο υδροξείδιο υδραργύρου (II) Hg(OH)2. Τα αλογονίδια μετάλλων της υποομάδας ΙΙΒ τείνουν να σχηματίζουν σύμπλοκα αλογόνου και ψευδοαλογόνου στις αντιδράσεις διαλυτών αλογονιδίων ή ψευδοαλογονιδίων, για παράδειγμα:

Ο σχηματισμός συμπλόκου είναι τόσο έντονος στο Cd που υπάρχουν αυτοσυμπλέγματα σε διαλύματα αλάτων καδμίου (για παράδειγμα, σε διάλυμα CdCl2): 2CdCl2 = Cd[] ψευδάργυρος ή κάδμιο. Επομένως, τα ιόντα HgCl+ και Cl επικρατούν στο διάλυμα HgCl2 και η προσθήκη του ιόντος Cl στο διάλυμα HgCl2 δεν αυξάνει τη σταθερότητα των συμπλόκων ιόντων του τύπου HgCl42. Κατά την αλληλεπίδραση των αλογονιδίων (καθώς και άλλων αλάτων) του υδραργύρου με την αμμωνία, ανάλογα με την φυσική κατάσταση(αέριο ή διάλυμα) λαμβάνεται ένα λευκό εύτηκτο ή εγχύσιμο ίζημα: HgCl2 + 2NH3 (αέριο) = ·Hg(NH3)2Cl2 (εύτηλο λευκό ίζημα) HgCl2 + 2NH3 (υδατικό) = NH4Cl + HgNH2Cl Το λευκό ίζημα (εμποτίζεται) η δεύτερη αντίδραση αναστέλλεται παρουσία μεγάλων ποσοτήτων χλωριούχου αμμωνίου NH4Cl. Μεταξύ άλλων αντιδράσεων, το αλκαλικό διάλυμα αντιδραστηρίου Nessler K2[] χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αμμωνίας στο νερό. Όταν αλληλεπιδρά με NH3 και άλατα αμμωνίου, σχηματίζεται ένα κόκκινο-καφέ ίζημα: 2[]2+ NH3 + 3OH -> []I + 7I+ 2H2O Ο σχηματισμός αυτού του ιζήματος είναι δυνατός ακόμη και με αμελητέες ποσότητες αμμωνίας σε διάλυμα. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατό να εντοπιστεί η έναρξη της αποσύνθεσης (σήψης) των ζωικών προϊόντων ή φυτικής προέλευσης. Άλλες ενώσεις υδραργύρου με άζωτο είναι επίσης γνωστές, για παράδειγμα, σύμπλοκα αμμωνίας του τύπου του ιόντος τετρααμμινυδράργυρου(II) []2+, που λαμβάνεται από αμμωνία και ένα ιοντικό άλας: Hg(ClO4)2 + 4NH3 []2+ + 2ClO4
Προφανώς, ο υδράργυρος έχει αριθμό συντονισμού 2 (όπως στο HgCl2 ή []2+, και οι δύο γραμμικές δομές) ή 4, όπως στο []2+ (τετραεδρική δομή).
Υδρίδια.Όλα τα μέταλλα της υποομάδας ΙΙΒ σχηματίζουν υδρίδια της σύνθεσης ΜΗ2. Έτσι, το υδρίδιο ψευδαργύρου ZnH2 λαμβάνεται με αντίδραση ZnI2 με LiAlH4 ή LiH. Όλα τα υδρίδια αντιδρούν με το νερό, απελευθερώνοντας υδρογόνο, παρόμοια με τη συμπεριφορά των υδριδίων των στοιχείων των υποομάδων ΙΑ και ΙΙΑ. Η θερμική σταθερότητα των υδριδίων μειώνεται στη σειρά ZnH2 > CdH2 > HgH2 και το HgH2 αρχίζει να αποσυντίθεται στους 125°C.
Σουλφίδια.Τα σουλφίδια δισθενών μετάλλων σχηματίζονται με μια άμεση αντίδραση σύνθεσης, καθώς και από τη δράση του υδρόθειου σε διαλύματα αλάτων. Το θειούχο ψευδάργυρο ZnS είναι μια λευκή και διαλυτή στο οξύ ουσία, κάποτε χρησιμοποιήθηκε ευρέως ως χρωστική σε μείγμα με πληρωτικό BaSO4 (λιθόπονο) για την παρασκευή χρωμάτων, στην παραγωγή πλαστικών, λινοτάπητα κ.λπ. Το θειούχο κάδμιο CdS, μια ελαφρώς κίτρινη ουσία, χρησιμοποιείται επίσης ως χρωστική ουσία, αλλά διαλύεται μόνο σε ισχυρά οξέα ή με οξειδωτικά μέσα. Για τον υδράργυρο, μόνο το θειούχο HgS είναι γνωστό, καθώς το Hg22+, όταν υποβάλλεται σε επεξεργασία με υδρόθειο, σχηματίζει μόνο HgS:
Hg22+ + H2S -> Hg0 + HgS + 2H+ Η παραπάνω αντίδραση είναι μια αντίδραση δυσαναλογίας και μια καλή απόδειξη της ακραίας αδιαλυτότητας του HgS: μόνο ένα μείγμα HNO3 + HCl διαλύει αυτό το σουλφίδιο.
Αντιδράσεις Lewis.Όλα τα ιόντα των θεωρούμενων μετάλλων Zn, Cd, Hg έχουν υψηλή συγγένεια για ένα ζεύγος ηλεκτρονίων και επομένως μπορεί να υποτεθεί ότι είναι ισχυρά οξέα Lewis, αλλά ο υδράργυρος είναι μικρότερος από τον ψευδάργυρο και το κάδμιο. Ο αριθμός συντονισμού του ψευδαργύρου είναι κυρίως 4, αλλά μπορεί επίσης να φτάσει και το 6. Η παρασκευή δύο μιγαδικών ιόντων 6 συντεταγμένων με οκταεδρική δομή δίνεται παρακάτω: Zn2+ + 6NH3 = []2+ Zn2+ + 3NH2CH2CH2NH2 = []2+
Η τελευταία ένωση είναι ένα σύμπλοκο ιόν με δισχιδείς συνδέτες: το en είναι ένα μόριο αιθυλενοδιαμίνης NH2CH2CH2NH2, ένας δότης δύο ζευγών ηλεκτρονίων.

• Ειδικότητα HAC RF05.17.02
• Αριθμός σελίδων 86

2. ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ

2.1. Φυσικές και χημικές ιδιότητες καδμίου και ψευδαργύρου

2.2. Μέθοδοι διαχωρισμού ψευδαργύρου και καδμίου

2.3. Εκχύλιση με οργανικούς διαλύτες

2.4. Επίδραση της ενυδάτωσης των συστατικών της οργανικής φάσης στην ισορροπία της εκχύλισης

2.5. Φωσφορικός τριβουτυλεστέρας ως εκχυλιστικό για οξέα και άλατα μετάλλων

2.6. Εκχύλιση χλωριούχου ψευδαργύρου και καδμίου με φωσφορικό τρι-ν-βουτυλεστέρα

Προτεινόμενη λίστα διατριβών

• Ισορροπίες φάσης και εκχύλισης σε συστήματα νερό - συνθαμίδη-5 - παράγοντας αλατοποίησης - νερό 2011, υποψήφια χημικών επιστημών Golovkina, Anna Vladimirovna

• Θερμοδυναμική περιγραφή της εκχύλισης υδροχλωρικού και υδροβρωμικού οξέος και χλωριούχου ουρανυλίου με φωσφορικό τρι-ν-βουτυλεστέρα 2000 PhD Bacaro Fernandez Eduardo

• Ανάκτηση εκχύλισης και διαχωρισμός λανθανιδών κατά την επεξεργασία φτωχών μη παραδοσιακών πρώτων υλών 2007, υποψήφια τεχνικών επιστημών Starshinova, Veronika Stepanovna

• Τα διπυραζολονυλομεθάνια ως αντιδραστήρια εκχύλισης στοιχείων από αμμωνία, αλκαλικά και όξινα διαλύματα 1984, υποψήφια χημικών επιστημών Khorkova, Margarita Aleksandrovna

• Εκχύλιση και προσδιορισμός αρωματικών α-αμινοξέων και υδατοδιαλυτών βιταμινών - κανονικότητες και νέα αναλυτικά διαλύματα 2007, Διδάκτωρ Χημείας Mokshina, Nadezhda Yakovlevna

Εισαγωγή στη διατριβή (μέρος της περίληψης) με θέμα "Εξαγωγή χλωριούχου καδμίου και ψευδαργύρου με φωσφορικό τρι-ν-βουτυλεστέρα"

Συνάφεια του θέματος.

Η εκχύλιση με οργανικούς διαλύτες χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στην υδρομεταλλουργία. Ιδιαίτερα ελπιδοφόρα είναι η χρήση μεθόδων εκχύλισης στον διαχωρισμό μετάλλων με παρόμοιες ιδιότητες, όταν είναι απαραίτητο να οργανωθεί μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων. Στη βιομηχανία, οι διεργασίες εξόρυξης χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό του ζιρκονίου και του αφνίου, των στοιχείων σπάνιων γαιών, των πλατινοειδών, του κοβαλτίου και του νικελίου, κ.λπ. προϊόντα.

Για μια ευρύτερη εφαρμογή της εκχύλισης, είναι απαραίτητο να προχωρήσουμε στην ανάπτυξη της θεωρίας της εκχύλισης και στη δημιουργία με βάση αυτήν μεθόδων για την περιγραφή της ισορροπίας εκχύλισης. Στο μέγιστο βαθμό, αυτό ισχύει για την εκχύλιση με τον μηχανισμό υδρίτη-διαλυτοποίησης, όπου σημαντική ποσότητα νερού περνά στην οργανική φάση, με αποτέλεσμα η περιγραφή της ισορροπίας εκχύλισης είναι πολύ δύσκολο πρόβλημα. Πολλά ισχυρά οξέα και σύμπλοκα οξέων μετάλλων, συμπεριλαμβανομένων των συμπλοκών αλογονιδίων, εκχυλίζονται με αυτόν τον μηχανισμό και ουδέτερες οργανικές ουσίες χρησιμοποιούνται ως εκχυλιστικά, συμπεριλαμβανομένου του πιο δημοφιλούς από αυτά, του φωσφορικού τρι-ν-βουτυλεστέρα (TBP).

Το κάδμιο κατέχει σημαντική θέση μεταξύ των μετάλλων που χρησιμοποιούνται στην πυρηνική μηχανική. Μαζί με το βόριο, το κάδμιο είναι το κύριο στοιχείο για την απορρόφηση και την καταγραφή των θερμικών νετρονίων. Στη φύση, το κάδμιο εμφανίζεται στα μεταλλεύματα θειούχου μολύβδου-ψευδαργύρου και το κύριο πρόβλημα στην εξόρυξή του είναι ο διαχωρισμός του από τον ψευδάργυρο. Σημειώστε ότι το ειδικό

Η εφαρμογή ψευδαργύρου, ειδικά για οικιακούς σκοπούς, απαιτεί καλό καθαρισμό του από το κάδμιο λόγω της υψηλής τοξικότητας του τελευταίου. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται συχνά η διαφορετική σταθερότητα των συμπλοκών αλογονιδίου του καδμίου και του ψευδαργύρου και η εκχύλιση με έναν οργανικό διαλύτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον διαχωρισμό των συμπλοκών. Έτσι, η εκχύλιση συμπλοκών χλωρίου καδμίου και ψευδαργύρου με TBP έχει περιγραφεί επανειλημμένα στη βιβλιογραφία, αλλά οι προσπάθειες ποσοτικής περιγραφής αυτού του συστήματος, το οποίο είναι απαραίτητο για την εύρεση βέλτιστων συνθηκών διαχωρισμού, δεν οδήγησαν στο επιθυμητό αποτέλεσμα.

Ο στόχος αυτής της εργασίας ήταν να αναπτύξει, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του συστήματος εξάλειψης HpC12-CdC12-H20-TBP, μεθόδους για την περιγραφή της ισορροπίας εκχύλισης, λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές δραστηριότητας στην οργανική και την υδατική φάση και τις ισχύουσες σταθερές συμπλοκοποίησης στην εκχύλιση με τον μηχανισμό ένυδρου διαλύματος και πρόβλεψη των βέλτιστων συνθηκών διαχωρισμού.

Για την επίτευξη αυτού του στόχου, ήταν απαραίτητο να επιλυθούν οι ακόλουθες εργασίες:

1. Να μελετήσει την εκχύλιση ψευδαργύρου και χλωριούχου καδμίου χωριστά με TBP παρουσία παράγοντα εξάλειψης αλατιού και να αναπτύξει μια μέθοδο για την περιγραφή της ισορροπίας σε αυτά τα συστήματα.

2. Να μελετήσει την εκχύλιση χλωριούχων ψευδαργύρου και καδμίου μαζί με TBP.

3. Να αναπτυχθεί μια μέθοδος για τον υπολογισμό της ισορροπίας στην από κοινού εκχύλιση χλωριούχων μετάλλων με TBP με βάση δεδομένα για μεμονωμένα χλωρίδια.

Επιστημονική καινοτομία.

1. Δεδομένα για την εκχύλιση ψευδαργύρου και χλωριούχου καδμίου με TBP από 0,1 mol/l (μεμονωμένα ή συνολικά) υδατικά διαλύματα που περιέχουν χλωριούχο νάτριο ως παράγοντα εξάλειψης.

2. Μέθοδος υπολογισμού της δραστικότητας της TBP στην οργανική φάση κατά την εκχύλιση μεταλλικών αλάτων.

3. Ένα μοντέλο για την εκχύλιση χλωριούχου ψευδαργύρου με TBP παρουσία χλωριούχου νατρίου και ενός συνόλου σταθερών που καθιστά δυνατή την περιγραφή της ισορροπίας εκχύλισης λαμβάνοντας υπόψη τον σχηματισμό συμπλοκών οξέος σε μία φάση.

4. Ένα μοντέλο για την εκχύλιση χλωριούχου καδμίου με TBP παρουσία χλωριούχου νατρίου και ένα σύνολο σταθερών που καθιστά δυνατή την περιγραφή της ισορροπίας εκχύλισης.

5. Υπολογισμός της ισορροπίας εκχύλισης στην από κοινού εκχύλιση χλωριούχου ψευδαργύρου και καδμίου με TBP χρησιμοποιώντας προηγουμένως καθορισμένο σύνολο σταθερών και επάρκεια των υπολογισμένων συντελεστών κατανομής προς τους πειραματικούς.

Πρακτική σημασία.

Η μέθοδος που αναπτύχθηκε για τον υπολογισμό της ισορροπίας στην εκχύλιση χλωριούχου ψευδαργύρου και καδμίου με TBP παρουσία παράγοντα εξάλειψης είναι γενικής φύσεως και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει την ισορροπία στην εκχύλιση μεταλλικών αλάτων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων με παρόμοιες ιδιότητες .

Έγκριση εργασιών. Τα αποτελέσματα της εργασίας συζητήθηκαν στο XI Russian Conference on Extraction (Μόσχα, 1998), στο XI International Conference of Young Scientists in Chemistry and Chemical Technology "MKHT-97" (Μόσχα, 1997), στο Σεμινάριο της Μόσχας για την Εκχύλιση (1999). ).

2. ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΚΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ.

Παρόμοιες διατριβές στην ειδικότητα «Τεχνολογία σπάνιων, διάσπαρτων και ραδιενεργών στοιχείων», 17.05.02 Κωδ.

• Μελέτη κανονικοτήτων ισορροπιών υγρής φάσης και εκχύλισης σε συστήματα νερό - παράγωγο αντιπυρίνης - βενζοϊκό οξύ 2006, υποψήφια χημικών επιστημών Poroshina, Natalya Vitalievna

• Εκχύλιση μετάλλων με τετραοκτυλαλκυλενοδιαμίνες από θειικά χλωριούχα διαλύματα 1999, υποψήφιος χημικών επιστημών Zheleznov, Veniamin Viktorovich

• 2005, υποψήφια χημικών επιστημών Koroleva, Marina Valerievna

• Κανονισμοί εκχύλισης μεταλλικών ιόντων με τήγματα σε συστήματα διαχωρισμού διαπυριλαλκάνιο - βενζοϊκό οξύ - ανόργανο οξύ - θειοκυανικό αμμώνιο - νερό 2009, Υποψήφια Χημικών Επιστημών Alikina, Ekaterina Nikolaevna

• Λήψη ενώσεων μεμονωμένων REM και παραπροϊόντων κατά την επεξεργασία πρώτων υλών χαμηλής ποιότητας σπάνιων μετάλλων 2014, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών Litvinova, Tatyana Evgenievna

Συμπέρασμα διατριβής με θέμα "Τεχνολογία σπάνιων, διάσπαρτων και ραδιενεργών στοιχείων", Nekhaevsky, Sergey Yurievich

5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ.

1. Η εκχύλιση ψευδαργύρου και χλωριούχου καδμίου με TBP, χωριστά και μαζί, από υδατικά διαλύματα που περιέχουν χλωρίδια αυτών των μετάλλων συνολικής αρχικής συγκέντρωσης 0,1 mol/l και διάφορες συγκεντρώσεις χλωριούχου ψευδαργύρου ως παράγοντα εξάλειψης, καθώς και εκχύλιση ιχνοποσοτήτων χλωριούχου καδμίου με TBP από υδατικά διαλύματα χλωριούχου νατρίου. Έχει βρεθεί ότι ο συντελεστής κατανομής του ψευδαργύρου διέρχεται από ένα μέγιστο με αύξηση της συγκέντρωσης του παράγοντα αλατοποίησης, ενώ δεν παρατηρείται ακραία τιμή για το κάδμιο.

2. Έχει αναπτυχθεί μια μέθοδος για τον υπολογισμό της δραστικότητας της TBP στην οργανική φάση κατά την εκχύλιση μεταλλικών αλάτων, με βάση τον προσδιορισμό του μοριακού κλάσματος και τον υπολογισμό του συντελεστή δραστικότητας σύμφωνα με την εμπειρική εξίσωση που βρέθηκε για το δυαδικό σύστημα TBP-H-O.

3. Η τιμή (11,5) της σταθεράς εκχύλισης χλωριούχου ψευδαργύρου με TBP με το σχηματισμό συμπλόκου rpCb*2TBP ενυδατωμένο με δύο μόρια νερού υπολογίστηκε λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές δραστηριότητας στην οργανική και τη φάση του νερού* και τον σχηματισμό ψευδαργύρου σύμπλοκα οξέος στην υδατική φάση. Προτείνεται μια μέθοδος για να λαμβάνεται υπόψη ο σχηματισμός όξινων συμπλοκών ψευδαργύρου hpCl3~ στην υδατική φάση, λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές δραστικότητας των συστατικών.

4. Η τιμή (15,0) της σταθεράς εκχύλισης του χλωριούχου καδμίου με TBP υπολογίστηκε για να σχηματιστεί το σύμπλοκο Сс1С12 *2TBP, ενυδατωμένο με δύο μόρια νερού, λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές δραστηριότητας στην οργανική και την υδατική φάση.

5. Οι ευρεθείσες σταθερές εκχύλισης χλωριούχων ψευδαργύρου και καδμίου με TBP και η σταθερά σχηματισμού συμπλόκου ψευδαργύρου 2nC13" χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των συντελεστών κατανομής του ψευδαργύρου και του χλωριούχου καδμίου με επανάληψη κατά την κοινή εκχύλισή τους με TBP, λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές δραστηριότητας σε Η οργανική και η υδατική φάση Οι υπολογισμένοι και οι πειραματικοί συντελεστές κατανομής είναι συνεπείς μεταξύ τους με ακρίβεια περίπου 10%, που αντιστοιχεί στην ακρίβεια των πειραματικών δεδομένων.

6. Επεξηγείται η μείωση των συντελεστών διαχωρισμού ψευδαργύρου και χλωριούχου καδμίου που περιγράφεται στη βιβλιογραφία με αύξηση της συγκέντρωσης του παράγοντα αλατοποίησης και του σχηματισμού συμπλεγμάτων ψευδαργύρου οξέος.

2.7. Συμπέρασμα.

Τα θεωρούμενα βιβλιογραφικά υλικά δείχνουν ότι η περιγραφή της ισορροπίας στην εκχύλιση οξέων και μετάλλων με τον μηχανισμό ένυδρου-διαλυτώματος είναι μια δύσκολη εργασία. Προηγούμενες προσπάθειες

ΟΔΣΥ*Σ"ΔΥΑ

44 UT! ■ "■ ■ ■ , ■ ■■. G" είχε ορισμένες ελλείψεις. Είναι επίσης πιθανό ότι οι υπολογισμοί των σταθερών εκχύλισης θα πρέπει να πραγματοποιούνται στην κλίμακα των μοριακών κλασμάτων, καθώς είναι δύσκολο να υπολογιστούν εκ νέου οι συντελεστές δραστηριότητας σε άλλες κλίμακες. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η κατανομή του νερού, η οποία, όπως φαίνεται στη βιβλιογραφία, πρακτικά δεν σχετίζεται με την TBP. Είναι επίσης λογικό να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση της ενυδάτωσης στην ισορροπία εκχύλισης μέσω των συντελεστών δραστηριότητας των ενυδατωμένων συστατικών εντός της έννοιας της μη στοιχειομετρικής ενυδάτωσης.

3. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ.

3.1. Αντιδραστήρια.

Χρησιμοποιήσαμε χλωριούχο νάτριο καθαρής χημικής ποιότητας, χλωριούχα ψευδάργυρο και κάδμιο, ανθρακικό νάτριο και υδροχλωρικό οξύ αναλυτικής ποιότητας χωρίς πρόσθετο καθαρισμό.

Η συγκέντρωση των αρχικών διαλυμάτων χλωριούχων νατρίου, καδμίου και ψευδαργύρου προσδιορίστηκε με τη μέθοδο ανταλλαγής ιόντων. Για να γίνει αυτό, παρασκευάστηκε μια στήλη με κατιονίτη KU-2 σε μορφή Η, πλένοντάς την με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος 2 mol/l. Μετά από αυτό, η στήλη πλύθηκε με απεσταγμένο νερό σε ρΗ=5,0. Στη συνέχεια προστέθηκε στη στήλη 1 ml του αρχικού διαλύματος και πλύθηκε με απεσταγμένο νερό μέχρι pH=5,0. Το νερό πλύσης που περιείχε το οξύ που απελευθερώθηκε κατά την ανταλλαγή ιόντων συλλέχθηκε και τιτλοδοτήθηκε με ένα αλκαλικό διάλυμα που παρασκευάστηκε από φικανάλη.

Φωσφορικό τρι-ν-βουτυλεστέρα «τεχνολογία». καθαρίστηκε με τη συνήθη μέθοδο | ΕΓΩ! 1 I 1 1 | |

Για τον ψευδάργυρο-65, η απόδοση ποζιτρονίου είναι μόνο 1,41% και η δραστηριότητά του προσδιορίστηκε με ακτινοβολία γάμμα (συμπεριλαμβανομένης της ακτινοβολίας εξουδετέρωσης με ενέργεια 511 keV) σε μετρητή σπινθηρισμού MaLT1 χρησιμοποιώντας υγρά δείγματα. Ο προσδιορισμός της δραστικότητας του καδμίου-109 πραγματοποιήθηκε σε ακραίους μετρητές SBT-7. Δεδομένου ότι η ακτινοβολία μαλακών φωτονίων αυτού του ραδιονουκλιδίου απορροφάται αισθητά στο στρώμα παρασκευής, το κάδμιο απομονώθηκε αρχικά με καθίζηση του θειούχου του, η διαδικασία της οποίας θα περιγραφεί παρακάτω, και στη συνέχεια παρασκευάστηκαν παρασκευάσματα καδμίου-109, το πάχος του στρώματος του οποίου θα μπορούσε να παραμεληθεί.

Ο ρυθμός καταμέτρησης του φαρμάκου 1R είναι η διαφορά μεταξύ των ρυθμών καταμέτρησης του φαρμάκου με το φόντο 1P + F και το υπόβαθρο 1f: 1p + f "Ch ^

Το σφάλμα στον προσδιορισμό του ποσοστού καταμέτρησης 1η υπολογίζεται από τον τύπο:

A1P \u003d [(1u + fAl + f) + (1fAf)] 0 "5. (3.2) όπου C + f και tf είναι ο χρόνος για τη μέτρηση των ρυθμών μέτρησης του φαρμάκου με το υπόβαθρο και το υπόβαθρο. Ο χρόνος για οι μετρήσεις των φαρμάκων και το υπόβαθρο επιλέχθηκαν έτσι ώστε το σφάλμα για τον προσδιορισμό του ρυθμού μέτρησης D1P να μην υπερβαίνει το 3%, και υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τους τύπους:

- (yuo / g) 2 * / [(1p + f- 1f) 2] (s.z)

C = (100/r)2 * /[(1p + f - 1f)2] (3.4) όπου r είναι το καθορισμένο σχετικό σφάλμα. Όταν χρησιμοποιούσαμε τους τύπους (3.3) και (3.4), προσδιορίσαμε πρώτα τους ρυθμούς μέτρησης 1p + f και 1F για 30 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια υπολογίσαμε τον απαιτούμενο χρόνο μέτρησης και τον στρογγυλοποιήσαμε σε πολλαπλάσιο των 100 δευτερολέπτων.

3. 3. Τεχνική εκχύλισης.

Η εκχύλιση ψευδαργύρου και καδμίου πραγματοποιήθηκε σε διαχωριστικές χοάνες σε θερμοκρασία δωματίου εντός 296±2Κ. Η υδατική και η οργανική φάση εξισορροπήθηκαν χρησιμοποιώντας αναδευτήρα για 10 λεπτά. Τα προκαταρκτικά πειράματα έδειξαν ότι η ισορροπία επιτεύχθηκε σε 3-5 λεπτά. Μετά την ανάδευση, η καθίζηση πραγματοποιήθηκε για 30-40 λεπτά. Μετά από αυτό, η οργανική και η υδατική φάση διαχωρίστηκαν και φυγοκεντρήθηκαν για 10 λεπτά. σε εργαστηριακή φυγόκεντρο LC-425.

Κατά την εκχύλιση ψευδαργύρου-65 από διαλύματα υδροχλωρικού οξέος, 5 ml ΤΒΡ εξισορροπήθηκαν δύο φορές με ίσους όγκους διαλυμάτων φρέσκου οξέος δεδομένης μοριακότητας, κάθε φορά μετά την εξισορρόπηση, η υδατική φάση αποστραγγιζόταν όσο το δυνατόν πληρέστερα. Στη συνέχεια, προστέθηκαν 5 ml υδροχλωρικού οξέος της ίδιας συγκέντρωσης που περιείχε το ραδιονουκλίδιο. Μετά την ανάδευση, οι φάσεις διαχωρίστηκαν και τα διαλύματα που προέκυψαν φυγοκεντρήθηκαν. Στη συνέχεια, ελήφθησαν 4 ml από κάθε φάση και πραγματοποιήθηκε ραδιομετρικός προσδιορισμός του ψευδαργύρου-65 σε μετρητή σπινθηρισμού, όπως περιγράφεται παραπάνω. Τα πειραματικά δεδομένα, με μέσο όρο για 5 παράλληλα πειράματα, παρουσιάζονται στον Πίνακα. 3.1.

Κατάλογος αναφορών για έρευνα διατριβής υποψήφιος χημικών επιστημών Nekhaevsky, Sergey Yurievich, 2000

1. Chart of the nuclides (Karlsruher Nuklikarte), 6th Edition 1995, revised reprint 1998./G.Pfennig, H.Kleve-Nebenius, W.Seel-mann-Eggebert.

2. Golubev B. P. Δοσιμετρία και προστασία από ιονίζουσες ακτινοβολίες: Εγχειρίδιο για πανεπιστήμια / Εκδ. E.L. Stolyarova. 4η έκδ. αναθεωρήθηκε και επιπλέον - Energoatomizdat, 1986. - 464 σ.; Εγώ θα.

3. Μπλοκ Ν.Ι. Ποιοτική χημική ανάλυση. Μ.: ΓΝΤΙ χημικής βιβλιογραφίας. 1952. 657 σελ.

4. Lurie Yu.Yu. Εγχειρίδιο αναλυτικής χημείας. 5η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον Μ.: Χημεία. 1979. - 480 σ., εικ.

5. Εγχειρίδιο χημικού. 2η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον Μ. - Λ. ​​Κρατικό Επιστημονικό και Τεχνικό Ινστιτούτο Χημικής Λογοτεχνίας. 1962. 1272 Σελ.

6. Kreshkov A.P. Βασικές αρχές αναλυτικής χημείας. Βιβλίο 1ο. Θεωρητική βάση. Ποιοτική ανάλυση.: Ένα εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια.- M.: Goshimiz-dat. 1961. 636 e., ill.

7. Gillebrand V.F., Lendel G.E., Bright G.A., Hoffman D.I. Πρακτικός οδηγός ανόργανης ανάλυσης. Εκδ. Yu.Yu. Lurie. 3η έκδ., στερεότυπη, διορθωμένη. Μ.: Χημεία. 1966. 1112 e., ill.

8. Εγκυκλοπαίδεια Χημικής Τεχνολογίας. Εκδ. από τους R.E. Kirk και D.F.Othmer. N. Y. Interscience Publ. 1953. V. 2. 916 p.

9. Tselishchev G.K., Rusin L.I. Καθαρισμός φωσφορικού οξέος από κάδμιο.

10. XI ρωσική διάσκεψη για την εξόρυξη. Μόσχα, 21-27 Ιουνίου 1998 Περιλήψεις. Μ. 1998. S. 245.

11. I. Fomin VV Χημεία διεργασιών εκχύλισης. Μ.: Πολιτεία. εκδοτικός οίκος λογοτεχνίας στον τομέα της ατομικής επιστήμης και τεχνολογίας. 1960. 166 e., ill.

12. Yagodin G. A. et al.//Fundamentals of liquid extraction. Εκδ. G.A. Yagodina. Μ. Χημεία. 1981. 400 σελ.

13. Frolov Yu.G., Ochkin A.V. Στο ζήτημα του μηχανισμού εξαγωγής. J. inorg. Chemistry, 1962, τ. 7, σελ. 1486.

14. Harned G., Owen Β. Φυσική χημεία διαλυμάτων ηλεκτρολυτών.-L.: Izdatinlit. 1952. 628 σ., εικ.

15. Robinson R., Stoke R. Solutions of electrolytes.- M.: Izdatinlit. 1963. 646 e., ill.

16. Voznesenskaya IE Εκτεταμένοι πίνακες συντελεστών δραστηριότητας και ωσμωτικών συντελεστών διαλυμάτων ηλεκτρολυτών. Στο βιβλίο. Θέματα φυσικοχημείας διαλυμάτων ηλεκτρολυτών. Εκδ. G.I.Mikulina.- L.: Χημεία. 1968. 420 σ., εικ. S. 172.

17. Prokuev V. A. Μοτίβα εκχύλισης ορισμένων μεταλλικών συμπλοκών από διαλύματα χλωρίου και βρωμιδίου με φωσφορικό τριβουτυλεστέρα. Γιατρός, διατριβή. Μ. RHTU im. D.I. Mendeleev. 1995.

18. Rosen A.M. Φυσικοχημεία των ισορροπιών εκχύλισης. Στο βιβλίο. "Εξαγωγή. Θεωρία, εφαρμογή, εξοπλισμός". Θέμα. 1.-Μ.: Atomizdat. 1962." S. 6.

19. Kuznetsov V.I. Advances in Chemistry, 1954, τ. 23, σελ. 654.

20. Healy T.V., McKay H. A. C. Trans. Faraday Soc., 1956, v. 52, σελ. 633.

21. Van Aartsen J.J., Korvezee A.E., ό.π., 1964, v. 60, σελ. 510.

22. V. M. Vdovenko, M. P. Koval’skaya, and M. M. Gerbenevskaya, Trudy Rad. Ινστιτούτο, 8, σελ. 8 (1958).

23. Vdovenko V.M., Kovaleva T.V., Moskalkova E.A. Ibid., 8, p. 17 (1958).

24. Fomin VV, Morgunov AF Εκχύλιση χλωριούχου σιδήρου με διβουτυλαιθέρα από διαλύματα υδροχλωρικού οξέος. J. inorg. Chemistry, 1960, τ. 5, σελ. 1385.

25 Laurene A.H. et al. J. φυσ. ehem., 1956, v. 60, σελ. 901.

26. Diamond R.M., So D.G. Εκχύλιση ανόργανων ενώσεων.-M .: Gosatomizdat. 1962. 88 σελ.

27. Widmer N.M. J. φυσ. ehem., 1970, v. 74, σελ. 3251, 3618.

28. Zolotov Yu.A., Iofa B. Z., Chuchalin L.K. Extraction of metal halide complexes. Μ.: Επιστήμη. 1973. 379 σελ.

29. Sergievsky VV Επίδραση της ενυδάτωσης των συστατικών της οργανικής φάσης στην ισορροπία εκχύλισης. Ανόργανη Χημεία (Itogi Nauki i Tekhniki), 1976, τ. 5, σελ. 5. ,

30. Ochkin A. V., Sergievsky V. V. Θερμοδυναμική εκχύλισης με διαλύματα αμινών και αλάτων υποκατεστημένων βάσεων αμμωνίου. Advances in Chemistry, 1989, τ. 58, Ν. 9, σελ. 1451.

31. Christian S.D., Taha A.A. Τέταρτο γαλονιού. Rev., 1970, v. 24, Νο. 1, σελ.

32. McKay G. TBF στην επιστήμη και την τεχνολογία. Στο βιβλίο. "Extraction Chemistry. Proceedings of the International Conference, Gothenburg, Sweden, 27.08-1.09.1966". Σάβ. άρθρα. Ανά. από τα Αγγλικά. Εκδ. A.A. Pushkova. Atomizdat, 1971, 392 p. S. 123.

33. Apelblat A. Συσχέτιση μεταξύ δραστηριότητας και διαλυτότητας του νερού σε ορισμένες αλειφατικές αλκοόλες. Ber. Μπουνσενγκ. Phys. Chem., 1983, v. 87, σελ. 2.

34. Apelblat A. Εκχύλιση νερού από ορισμένα οργανοφωσφορικά. J. Chem. Soc., το 1969, σελ. 175.

35. Ochkin A.V. Στατιστική θεωρία διαλυμάτων αλάτων αμίνης σε μη πολικούς διαλύτες που περιέχουν νερό. J. φυσική. Chemistry, 1978, τ. 52, σελ. 1321.

36. Ochkin A. V., Sergievsky V. V. Επίδραση της ενυδάτωσης των συστατικών οργανικής φάσης στην ισορροπία εκχύλισης. Στο βιβλίο. " Σύγχρονα θέματαχημεία και τεχνολογία εκχύλισης - Μ. 1999. Τ. 1, σ. 36.

37. Sergievsky V. V. Dokl. AN SSSR, 1976, τ. 228, πίν. 160.

38. Yagodin G.A., Sergievsky V.V., Fedyanina L.B. J. inorg. χημεία. 1979, τ. 24, πίν. 746.

39. Yagodin G.A., Sergievsky V.V., Fedyanina L.B. Κανω ΑΝΑΦΟΡΑ AN SSSR, 1977, τ. 236, πίν. 165.

40. Yagodin G.A., Sergievsky V.V. Izvestiya vuzov. Χημεία και χημ. τεχνολ., .1978, τ. 21, σελ. 1128.

41. Εγχειρίδιο εξαγωγής. Σε 3 τόμους Εκδ. A.M. Rosen. T. 1. 3. I. Nikolotova, N. A. Kartashova. Εκχύλιση με ουδέτερες οργανικές βάσεις. Μ.: Atomizdat, 1976. 600 p.

42. McKay H.A.S., Healy T.V. Στο βιβλίο. Πρόοδος στην Πυρηνική Ενέργεια. Ser. III. Χημεία Διεργασιών. V. 1. Pergamon Press, 1956, πίν. 147.

43. Alcock Κ. et al. Μεταφρ. Faraday Soc., 1956, v. 52, σελ. 39.

44. Τακ Δ.Γ. J. Chem. Soc., 1958, πίν. 2783.

45. Mikhailov V.A., Kharchenko S.K., Nazin A.G. Διερεύνηση δυαδικών συστημάτων νερού τρι-ν-βουτυλοφωσφορικό και νερό-δι-ν-βουτυλοφωσφορικό οξύ. Izvestiya SO AN SSSR. 1962, Νο. 7, σελ. 50.

46. ​​Hardy C. J., Fairhurst D., McKay H. A. C., Wilson A. M. Μεταφρ. Faraday Soc., 1964, v. 60. Αρ. 501. μέρος 9. σ.1625.

47. Roddy J.W., Mrochek J. Δραστηριότητες και αλληλεπίδραση στο σύστημα νερού φωσφορικού τρι-η-βουτυλίου. J. inorg. πυρηνική χημεία, 1966, v. 28, σελ. 3019.

48. Kirgintsev A.H., Lukyanov A.V. Radiochemistry, 1966, τ. 8, σελ. 363.

49. Rosen A.M., Khorhorina L.P., Agashkina G.D. Εκχύλιση νερού με διαλύματα TBP και TBP σε αραιωτικά. Radiochemistry, 1970, τ. 12, 345.

50. Roddy J.W. Αλληλεπιδράσεις στο σύστημα νερού - αραιωτικού φωσφορικού τρι-ν-βουτυλεστέρα. J. inorg. πυρηνική χημεία., 1978, v. 40, σελ. 1787.

51. M. I. Shakhparonov, Εισαγωγή στη Μοριακή Θεωρία των Διαλύσεων. Μ.: GITTL. 1956. 507 σελ.

52. Hardy C.J. Η δραστικότητα του φωσφορικού τρε-ν-βουτυλεστέρα σε ισορροπία με υδατική υδροχλωρική ουσία. J. inorg. πυρηνική χημεία, 1970, v. 32, σελ. 619.

53. Mitamura R., Tokura I., Nishimura S. et al. J. inorg. πυρηνική χημεία., 1968, v. 30, Νο. 4, σελ. 1019.

54. Κέρτες Α.Σ. J. inorg. πυρηνική, χημ., -Ι960, v. 14, N 1/2, σελ.104.

55. Kopach S., Ezhovska-Trzebyatovska B. Zh. inorg. Chemistry, 1970, τ. 15, πίν. 1059.

56. Golovanov V. I. Ποσοτική περιγραφή της εκχύλισης υδροχλωρικού οξέος με φωσφορικό τριβουτυλεστέρα με τον μηχανισμό ένυδρου διαλύματος. J. inorg. Chemistry, 1982, τ. 27, σελ. 1514.

57. Ochkin A.V., Yiguy Li. Κατανομή νερού και ισορροπία στο σύστημα TBP-HCl-HgO. 5ο Διεθνές Συμπόσιο για τα Φαινόμενα Διαλυτότητας. Μόσχα, 1992, σελ. 100.

58. Sinegribova 0.A., Ochkin A.V., Baquero E. Καταμερισμός νερού και ισορροπία στο σύστημα TBP-HC1-H20. Προστιθέμενη αξία μέσω εκχύλισης με διαλύτη. Πρακτικά ISEC-96. Εκδ. από D.C. Shallcross, R. Paimin, L.M. Prvcic. Μελβούρνη, Αυστραλία, 1996. V. 1, p. 395.

59 Morris D.P. C., Short E.L. Συμπλέγματα χλωριούχου ψευδαργύρου και βρωμιούχου ψευδαργύρου. Μέρος II. Μελέτες εκχύλισης διαλύτη με ψευδάργυρο-65 ως ιχνηθέτη. J. Chem. Soc., 1962, Ιούλιος, σελ. 2662.

60. Morris D.P.C., Short E.L., Slater D.N. J. Electrochim. Soc., 1963, v. 8, Νο. 5, σελ. 289.

61. Morris D.P.C., Short E.L., Slater D.N. J. inorg. πυρηνική χημεία., 1964, v. 26, Νο. 4, σελ. 627.

62. Forrest V.M.P., Scargill D., Spickernell D.R. Η εκχύλιση ψευδαργύρου και καδμίου με φωσφορικό τρι-ν-βουτυλεστέρα από υδατικά διαλύματα χλωριούχου. J. inorg. πυρηνική χημεία., 1969, v. 31, Νο. 1, σελ. 187.

63. Abdukayumov M., Levin V.I., Kozlova M.D. Radiochemistry, 1972, τ. 14, Ν 1, πίν. 54.

64. Levin V.I., Abdukayumov M., Kozlova M.D. Radiochemistry, 1972, τ. 14, Ν 1, πίν. 58.

65. E. A. Belousov, A. A. Aloveinikov, Zh. Khim., 1975, τ. 20, Ν 10, πίν. 2686.

66. Leuze R., Bay bar z R., Weaver Β. Nucl. sci. Engng, 1963, v. 17, σελ. 252.

67. Moiseev A.A., Ivanov V.I. Εγχειρίδιο δοσιμετρίας και υγιεινής ακτινοβολίας. 4η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον - M .: Energoatomizdat, 1990.-252 e .; Εγώ θα.

68. Kozlov V.F. Εγχειρίδιο Ακτινοπροστασίας. 3η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον - M.: Energoatomizdat, 1987. - 192 σ., ill.

69. Νεσμεγιάνοφ Αν. N., Lapitsky A.V., Rudenko N.P. Λήψη ραδιενεργών ισοτόπων. Μ.: Χημική βιβλιογραφία ΓΝΤΙ, 1954. 194 ε., εικ.

70. Εγχειρίδιο Χημείας και Φυσικής. 50-επιμ. Εκδ. R.C.Wast. Κλίβελαντ. Chemical Rubber Co. 1970.

71. Zakharov-Narcissov O.I., Mikhailov G.G., Ochkin A.V., Popov A.I. Εργαστήριο πυρηνικής φυσικής. Μέτρηση απόλυτης και σχετικής δραστηριότητας. Φροντιστήριο. Μόσχα: MKhTI im. D.I.Mendeleeva, 1986. - 63 p.

72. G. I. Mikulin, «On Some Methods of Calculation Determining the Density and Heat Capacity of Mixed Solutions of Electrolytes», Zh. Στο βιβλίο. Θέματα φυσικοχημείας διαλυμάτων ηλεκτρολυτών. Εκδ. G.I.Mikulina.- L.: Χημεία. 1968. 420 e., ill. S. 401.

73. Mikulin G.I. Θερμοδυναμική μικτών διαλυμάτων ισχυρών ηλεκτρολυτών. Στο βιβλίο. Θέματα φυσικοχημείας διαλυμάτων ηλεκτρολυτών. Εκδ. G. I. Mikulina.- L.: Χημεία. 1968. 420 σ., εικ. S. 202.

74. Voznesenskaya I.E., Mikulin G.I. Πίνακες δραστηριότητας νερού σε διαλύματα ισχυρών ηλεκτρολυτών στους 25 ° C. Στο βιβλίο. Θέματα φυσικοχημείας διαλυμάτων ηλεκτρολυτών. Εκδ. G.I.Mikulina.- L.: Χημεία. 1968. 420 e., ill. S. 361.

75. Nekhaevskii S.Yu., Ochkin AV Προσδιορισμός των δράσεων του φωσφορικού τρι-ν-βουτυλεστέρα σε ορισμένα συστήματα εκχύλισης. J. φυσική. Chemistry, 1998 τ. 72, σελ. 2251.

Λάβετε υπόψη ότι τα επιστημονικά κείμενα που παρουσιάζονται παραπάνω δημοσιεύονται για ανασκόπηση και λαμβάνονται μέσω αναγνώρισης κειμένου πρωτότυπης διατριβής (OCR). Σε αυτό το πλαίσιο, ενδέχεται να περιέχουν σφάλματα που σχετίζονται με την ατέλεια των αλγορίθμων αναγνώρισης. Δεν υπάρχουν τέτοια λάθη στα αρχεία PDF των διατριβών και των περιλήψεων που παραδίδουμε.

Κάδμιο - ασυνήθιστο τοξικό και άγνωστο
μια μεγάλη γκάμα επικίνδυνων μετάλλων από ασήμι
Τοξικές και δηλητηριώδεις πέτρες και μέταλλα

Κάδμιο(Λατινικά Κάδμιο, που συμβολίζεται με το σύμβολο Cd) είναι ένα στοιχείο με ατομικό αριθμό 48 και ατομική μάζα 112,411. Είναι στοιχείο μιας δευτερεύουσας υποομάδας της δεύτερης ομάδας, της πέμπτης περιόδου του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του Δ.Ι. Μεντελέεφ. Υπό κανονικές συνθήκες, μια απλή ουσία το κάδμιο είναι ένα βαρύ (πυκνότητα 8,65 g / cm3 - ελαφρύτερο από το ουράνιο) μαλακό ελατό όλκιμο μέταλλο μετάπτωσης ασημί λευκόχρώματα (δεν καταβροχθίζει τη σάρκα, όπως η "πέτρα Kerbersky" της περιοχής Zhytomyr της Ουκρανίας - όχι οξείδιο του ουρανίου pitchblende, καφέ επικίνδυνη πέτρα). Στην εικόνα - θειούχο κάδμιο, greenockite(γήινες κρούστες κίτρινοςχρωματιστά).

Το φυσικό κάδμιο αποτελείται από οκτώ ισότοπα, έξι από τα οποία είναι σταθερά: 106Cd (αφθονία ισοτόπων 1,22%), 108Cd (0,88%), 110Cd (12,39%), 111Cd (12,75%), 112Cd (24, 07,8%) %). Η ραδιενέργεια ανιχνεύθηκε για δύο άλλα φυσικά ισότοπα: 113Cd (ισοτοπική αφθονία 12,22%, β-διάσπαση με χρόνο ημιζωής 7,7∙1015 έτη) και 116Cd (ισοτοπική αφθονία 7,49%, διπλή β-διάσπαση με χρόνο ημιζωής 0 3. 1019 χρόνια).

Το κάδμιο του περιοδικού συστήματος περιγράφηκε μερικώς από τον Γερμανό καθηγητή Friedrich Stromeyer το 1817 (διακρίνεται από τον ψευδάργυρο). Οι φαρμακοποιοί του Μαγδεμβούργου, όταν μελέτησαν σκευάσματα που περιέχουν οξείδιο ψευδαργύρου ZnO, υποψιάστηκαν την παρουσία αρσενικού (καταλύτης οξείδωσης από σουλφίδιο) σε αυτά. Δεδομένου ότι το οξείδιο του ψευδαργύρου περιλαμβάνεται σε πολλές αλοιφές, σκόνες και γαλακτώματα που χρησιμοποιούνται για διάφορες δερματικές παθήσεις, οι επιθεωρητές απαγόρευσαν κατηγορηματικά την πώληση ύποπτων φαρμάκων.

Όπως ήταν φυσικό, ο κατασκευαστής φαρμάκων, υπερασπιζόμενος τα προσωπικά του συμφέροντα, ζήτησε εξέταση. Ο Στρομέγιερ ενήργησε ως ειδικός. Απομόνωσε ένα καφέ-καφέ οξείδιο από το ZnO, το ανήγαγε με υδρογόνο και απέκτησε ένα ασημί-λευκό μέταλλο, το οποίο ονόμασε «κάδμιο» (από το ελληνικό καδμεία - οξείδιο του ψευδαργύρου, επίσης μετάλλευμα ψευδαργύρου). Ανεξάρτητα από τον καθηγητή Stromeyer, το κάδμιο ανακαλύφθηκε στα μεταλλεύματα ψευδαργύρου της Σιλεσίας (δορυφόρος) από μια ομάδα επιστημόνων - K. Hermann, K. Carsten και W. Meisner το 1818.

Το κάδμιο απορροφά αργά νετρόνια, για το λόγο αυτό οι ράβδοι καδμίου χρησιμοποιούνται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες για τον έλεγχο του ρυθμού μιας αλυσιδωτής αντίδρασης (ChNPP). Το κάδμιο χρησιμοποιείται σε αλκαλικές μπαταρίες και περιλαμβάνεται ως συστατικό σε ορισμένα κράματα. Έτσι, για παράδειγμα, κράματα χαλκού που περιέχουν περίπου 1% Cd (χάλκινοι κάδμιο) χρησιμοποιούνται για την κατασκευή καλωδίων τηλεγράφου, τηλεφώνου, τρόλεϊ και τραμ, καλωδίων μετρό, καθώς αυτά τα κράματα έχουν μεγαλύτερη αντοχή και αντοχή στη φθορά από τον χαλκό.

Greenockite (κίτρινη ναρκωτική ουσία) σε ασβεστίτη. Γιουνάν, Κίνα. 7x5 εκ. Φωτογραφία: Α.Α. Εβσέεφ.

Ορισμένα εύτηκτα κράματα, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε πυροσβεστήρες, περιέχουν κάδμιο. Επιπλέον, το κάδμιο είναι μέρος των υποτυπωδών κραμάτων κοσμημάτων (συγκόλληση μετά την εξάτμιση του συστατικού αμαλγάματος από κράματα αμαλγάματος που εκρήγνυνται από τη θερμοκρασία, που απαγορεύεται στην ανοιχτή πώληση - αμαλγάματα χρυσού, αργύρου και πλατίνας με τοξικό υδράργυρο).

Αυτό το μέταλλο χρησιμοποιείται για την επιμετάλλωση προϊόντων χάλυβα με κάδμιο, επειδή φέρει στην επιφάνειά του μια μεμβράνη οξειδίου, η οποία έχει προστατευτική δράση. Το γεγονός είναι ότι στο θαλασσινό νερό και σε πολλά άλλα μέσα, η επιμετάλλωση με κάδμιο είναι πιο αποτελεσματική από τον γαλβανισμό. Το κάδμιο έχει μακρά ιστορία χρήσης στην ομοιοπαθητική (βασική θεραπεία με βότανα και μικροδόσεις - τα λεγόμενα «Συμπληρώματα Διατροφής στα Τρόφιμα» - συμπληρώματα διατροφής και ζωοτροφές) ιατρική. Οι ενώσεις του καδμίου έχουν επίσης βρει ευρεία εφαρμογή - το θειούχο κάδμιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή κίτρινων χρωμάτων και έγχρωμων γυαλιών και το φθοροβορικό κάδμιο είναι μια ροή που χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση αλουμινίου και άλλων μετάλλων.

Το κάδμιο βρίσκεται στο σώμα των σπονδυλωτών (οστά, σύνδεσμοι, τένοντες και μύες), έχει διαπιστωθεί ότι επηρεάζει το μεταβολισμό του άνθρακα, τη δραστηριότητα ορισμένων ενζύμων και τη σύνθεση του ιππουρικού οξέος στο ήπαρ. Ωστόσο, οι ενώσεις του καδμίου είναι δηλητηριώδεις και το ίδιο το μέταλλο είναι καρκινογόνο. Ιδιαίτερα επικίνδυνη είναι η εισπνοή ατμών οξειδίου του καδμίου CdO, τα θανατηφόρα περιστατικά δεν είναι ασυνήθιστα. Η διείσδυση του καδμίου στο γαστρεντερικό είναι επίσης επιβλαβής, αλλά δεν έχουν καταγραφεί περιπτώσεις θανατηφόρας δηλητηρίασης, πιθανότατα αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σώμα επιδιώκει να απαλλαγεί από την τοξίνη (έμετος).

Βιολογικές ιδιότητες

Αποδεικνύεται ότι το κάδμιο υπάρχει σχεδόν σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς - σε χερσαία περιεκτικότητα σε κάδμιο είναι περίπου ίση με 0,5 mg ανά 1 kg μάζας, σε θαλάσσιους οργανισμούς (σφουγγάρια, ομογενή, εχινόδερμα, σκουλήκια του Ειρηνικού Ωκεανού) - από 0,15 έως 3 mg / kg, η περιεκτικότητα σε κάδμιο στα φυτά είναι περίπου 10-4% (σε ξηρή ύλη). Παρά την παρουσία του καδμίου στους περισσότερους ζωντανούς οργανισμούς, η ειδική φυσιολογική του σημασία δεν έχει πλήρως τεκμηριωθεί (αυξητική ορμόνη). Οι επιστήμονες κατάφεραν να ανακαλύψουν ότι αυτό το στοιχείο επηρεάζει το μεταβολισμό των υδατανθράκων, τη σύνθεση του ιππουρικού οξέος στο ήπαρ, τη δραστηριότητα ορισμένων ενζύμων, καθώς και τον μεταβολισμό ψευδαργύρου, χαλκού, σιδήρου και ασβεστίου στο σώμα (μια αγαπημένη πέτρα του bodybuilders που αυξάνουν τη μυϊκή μάζα και ενισχύουν τα οστά τους στον αθλητισμό - σε μικροδόσεις).

Greenockite (κίτρινο). Σγουρό ηφαίστειο, περίπου. Iturup, Νήσοι Κουρίλ, Ρωσία. Φωτογραφία: Α.Α. Εβσέεφ.
Μπορεί να εκδοθεί για τάλκη, θείο και άλλα ορυκτά που μοιάζουν με πρασινοκτίτες

Υπάρχει μια πρόταση, που υποστηρίζεται από έρευνες, ότι μικροσκοπικές ποσότητες καδμίου στα τρόφιμα μπορούν να διεγείρουν την ανάπτυξη του σώματος στα θηλαστικά. Για το λόγο αυτό, οι επιστήμονες έχουν από καιρό κατατάξει το κάδμιο ως ένα υπό όρους απαραίτητο ιχνοστοιχείο, δηλαδή ζωτικής σημασίας, αλλά τοξικό σε ορισμένες δόσεις. Το σώμα ενός υγιούς ατόμου περιέχει μια μικρή ποσότητα καδμίου. Τραγουδήθηκε στο αρχαίο ελληνικό και ρωμαϊκό έπος - Cadmeus(θέση εμπόριο δηλητηρίωνστη νοτιοανατολική Ευρώπη («Ασπίδα στις πύλες του Tsaregrad», Κωνσταντινούπολη), στην Ελλάδα (στοές και αμφιθέατρα) και στη Μεσόγειο κοντά στην Τουρκία - ένα ναρκωτικό). Επί αργκόανθρακωρύχοι και ανθρακωρύχοι κάδμιοπου ονομάζεται " δηλητήριο φιδιού" (ακατάληπτη γλώσσα).

Το κάδμιο είναι ένα από τα περισσότερα τοξικά βαρέα μέταλλα- στη Ρωσία (μετρολογία) κατατάσσεται στη 2η τάξη κινδύνου - εξαιρετικά επικίνδυνες ουσίες - που περιλαμβάνει αντιμόνιο, στρόντιο, φαινόλη και άλλες τοξικές ουσίες (ισοδύναμη με ADR επικίνδυνα εμπορεύματα N 6 - δηλητήριο, κρανίο και εγκάρσια οστά σε ρόμβο). Στο Δελτίο της Ρωσικής Ομοσπονδίας για την Περιβαλλοντική Ασφάλεια και τις Τεχνολογίες Μεταφοράς Δηλητηριάσεων "Προβλήματα Χημικής Ασφάλειας" της 29ης Απριλίου 1999, το κάδμιο εμφανίζεται ως "το πιο επικίνδυνο οικοτοξικό στην αλλαγή της χιλιετίας"!

Όπως και άλλα βαρέα μέταλλα, το κάδμιο είναι ένα συσσωρευτικό δηλητήριο, δηλαδή, μπορεί να συσσωρευτεί στο σώμα - ο χρόνος ημιζωής του είναι από 10 έως 35 χρόνια. Μέχρι την ηλικία των πενήντα ετών, το ανθρώπινο σώμα είναι σε θέση να συσσωρεύσει από 30 έως 50 mg καδμίου. Οι κύριες «αποθήκες» καδμίου στον ανθρώπινο οργανισμό είναι τα νεφρά, που περιέχουν από 30 έως 60% της συνολικής ποσότητας αυτού του μετάλλου στον οργανισμό, και το συκώτι (20-25%). Τα ακόλουθα μπορούν να συσσωρεύσουν κάδμιο σε μικρότερο βαθμό: το πάγκρεας, ο σπλήνας, τα σωληνοειδή οστά και άλλα όργανα και ιστοί. Μικρές ποσότητες καδμίου υπάρχουν ακόμη και στο αίμα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τον μόλυβδο ή τον υδράργυρο, το κάδμιο δεν εισέρχεται στον εγκέφαλο.

Ως επί το πλείστον, το κάδμιο στο σώμα βρίσκεται σε δεσμευμένη κατάσταση - σε συνδυασμό με την πρωτεΐνη μεταλλοθειονεΐνη - αυτό είναι ένα είδος προστατευτικού μηχανισμού, η αντίδραση του σώματος στην παρουσία ενός βαρέος μετάλλου. Σε αυτή τη μορφή, το κάδμιο είναι λιγότερο τοξικό, ωστόσο, ακόμη και σε δεμένη μορφήδεν γίνεται ακίνδυνο - συσσωρεύοντας με τα χρόνια, αυτό το μέταλλο μπορεί να οδηγήσει σε διαταραχή των νεφρών και αυξημένη πιθανότητα εμφάνισης λίθων στα νεφρά. Πολύ πιο επικίνδυνο είναι το κάδμιο, το οποίο είναι σε ιοντική μορφή, επειδή είναι χημικά πολύ κοντά στον ψευδάργυρο και μπορεί να τον αντικαταστήσει σε βιοχημικές αντιδράσεις, λειτουργώντας ως ψευδοενεργοποιητής ή, αντίθετα, ως αναστολέας πρωτεϊνών και ενζύμων που περιέχουν ψευδάργυρο.

Το κάδμιο συνδέεται με το κυτταροπλασματικό και πυρηνικό υλικό των κυττάρων ενός ζωντανού οργανισμού και τα καταστρέφει, αλλάζει τη δραστηριότητα πολλών ορμονών και ενζύμων, γεγονός που εξηγείται από την ικανότητά του να δεσμεύει ομάδες σουλφυδρυλίου (-SH). Επιπλέον, το κάδμιο, λόγω της εγγύτητας των ιοντικών ακτίνων ασβεστίου και καδμίου, είναι σε θέση να αντικαταστήσει το ασβέστιο στον οστικό ιστό. Η ίδια κατάσταση είναι και με τον σίδηρο, τον οποίο μπορεί επίσης να αντικαταστήσει το κάδμιο. Για το λόγο αυτό, η έλλειψη ασβεστίου, ψευδαργύρου και σιδήρου στον οργανισμό μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της απορρόφησης του καδμίου από το γαστρεντερικό σωλήνα έως και 15-20%. Πιστεύεται ότι μια αβλαβής ημερήσια δόση καδμίου για έναν ενήλικα είναι 1 μg καδμίου ανά 1 κιλό σωματικού βάρους, μεγάλες ποσότητες καδμίου είναι εξαιρετικά επικίνδυνες για την υγεία.

Ποιοι είναι οι μηχανισμοί εισόδου του καδμίου και των ενώσεων του στον οργανισμό; Η δηλητηρίαση συμβαίνει όταν το πόσιμο νερό (MPC για πόσιμο νερό είναι 0,01 mg/l) μολυσμένο με απόβλητα που περιέχουν κάδμιο, καθώς και όταν τρώμε λαχανικά και δημητριακά που καλλιεργούνται σε εκτάσεις που βρίσκονται κοντά σε διυλιστήρια πετρελαίου και μεταλλουργικές επιχειρήσεις. Η χρήση μανιταριών από τέτοιες περιοχές είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη, καθώς, σύμφωνα με ορισμένες πληροφορίες, είναι σε θέση να συσσωρεύουν περισσότερα από 100 mg καδμίου ανά κιλό του δικού τους βάρους. Το κάπνισμα είναι μια άλλη πηγή πρόσληψης καδμίου στον οργανισμό, τόσο του ίδιου του καπνιστή όσο και των ανθρώπων γύρω του, επειδή το μέταλλο βρίσκεται στον καπνό του τσιγάρου.

Τα χαρακτηριστικά σημεία της χρόνιας δηλητηρίασης από κάδμιο είναι, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η νεφρική βλάβη, ο μυϊκός πόνος, η καταστροφή του οστικού ιστού και η αναιμία. Οξεία τροφική δηλητηρίαση με κάδμιο συμβαίνει όταν μεγάλες εφάπαξ δόσεις λαμβάνονται με τροφή (15-30 mg) ή με νερό (13-15 mg). Ταυτόχρονα, παρατηρούνται σημεία οξείας γαστρεντερίτιδας - έμετος, πόνος και σπασμοί στην επιγαστρική περιοχή, ωστόσο, περιπτώσεις θανατηφόρας δηλητηρίασης με ενώσεις καδμίου που έχουν εισέλθει στον οργανισμό με τροφή είναι άγνωστες στην επιστήμη, αλλά σύμφωνα με εκτιμήσεις του ΠΟΥ, θανατηφόρα εφάπαξ δόση μπορεί να είναι 350-3500 mg.

Πολύ πιο επικίνδυνη είναι η δηλητηρίαση από κάδμιο με εισπνοή των ατμών του (CdO) ή η σκόνη που περιέχει κάδμιο (κατά κανόνα, αυτό συμβαίνει σε βιομηχανίες που σχετίζονται με τη χρήση καδμίου) - παρόμοια με τον υγρό υδράργυρο και την κόκκινη κιννάβαρη (από τοξικότητα). Τα συμπτώματα μιας τέτοιας δηλητηρίασης είναι πνευμονικό οίδημα, πονοκέφαλος, ναυτία ή έμετος, ρίγη, αδυναμία και διάρροια (διάρροια). Ως αποτέλεσμα τέτοιων δηλητηριάσεων έχουν καταγραφεί θάνατοι.

Το αντίδοτο για τη δηλητηρίαση από κάδμιο είναι το σελήνιο, το οποίο βοηθά στη μείωση της απορρόφησης του καδμίου (εργάζονται σε φωτοαντιγραφικά και εκτυπωτές σε σύγχρονα κέντρα δεδομένων και ξαναγεμίζουν δοχεία για εξοπλισμό γραφείου). Ωστόσο, εξακολουθεί να απαιτείται ισορροπημένη πρόσληψη σεληνίου, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η περίσσεια του στο σώμα οδηγεί σε μείωση της περιεκτικότητας σε θείο (σχηματίζει θειούχο θείο - το δεσμεύει) και αυτό σίγουρα θα οδηγήσει στο γεγονός ότι το κάδμιο θα απορροφάται ξανά από τον οργανισμό.

Ενδιαφέροντα γεγονότα

Έχει διαπιστωθεί ότι ένα τσιγάρο περιέχει από 1 έως 2 μικρογραμμάρια καδμίου. Αποδεικνύεται ότι ένα άτομο που καπνίζει ένα πακέτο τσιγάρα την ημέρα (20 τεμ.) παίρνει περίπου 20 μικρογραμμάρια καδμίου! Ο κίνδυνος έγκειται στο γεγονός ότι η απορρόφηση του καδμίου μέσω των πνευμόνων ανώτατο όριο- από 10 έως 20%, έτσι, στον οργανισμό ενός καπνιστή, απορροφώνται από 2 έως 4 μικρογραμμάρια καδμίου με κάθε πακέτο τσιγάρα! Η καρκινογόνος δράση της νικοτίνης που περιέχεται στον καπνό του τσιγάρου συνδέεται συνήθως με την παρουσία καδμίου και δεν συγκρατείται ούτε από τα φίλτρα άνθρακα - καρκίνος του πνεύμονα.

Ένα παράδειγμα χρόνιας δηλητηρίασης από κάδμιο με πολυάριθμες θανατηφόρες εκβάσεις περιγράφηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1950. Στην Ιαπωνία, υπήρξαν περιπτώσεις της νόσου, η οποία ντόπιοιμε το παρατσούκλι "itai-itai" ("ιταλική ασθένεια"), το οποίο μπορεί επίσης να μεταφραστεί στην τοπική διάλεκτο ως "ω-ω, πόσο οδυνηρό!" (δηλητηρίαση). Τα συμπτώματα της νόσου ήταν ο έντονος οσφυϊκός πόνος, ο οποίος, όπως αποδείχθηκε αργότερα, προκλήθηκε από μη αναστρέψιμη νεφρική βλάβη. έντονος μυϊκός πόνος. Η πανταχού παρούσα εξάπλωση της νόσου και η σοβαρή της πορεία προκλήθηκαν από την υψηλή ρύπανση περιβάλλονστην Ιαπωνία εκείνη την εποχή και τις ιδιαιτερότητες της ιαπωνικής διατροφής (το ρύζι και τα θαλασσινά συσσωρεύουν μεγάλη ποσότητα καδμίου). Διαπιστώθηκε ότι όσοι αρρώστησαν από αυτή την ασθένεια κατανάλωναν περίπου 600 μικρογραμμάρια καδμίου καθημερινά!

Παρά το γεγονός ότι το κάδμιο αναγνωρίζεται ως μια από τις πιο τοξικές ουσίες, έχει βρει εφαρμογή και στην ιατρική! Έτσι, τοποθετημένη στο στήθος ενός ασθενούς που πάσχει από καρδιακή ανεπάρκεια, μια μπαταρία νικελίου-καδμίου παρέχει ενέργεια σε έναν μηχανικό διεγέρτη της καρδιάς. Η ευκολία μιας τέτοιας μπαταρίας είναι ότι ο ασθενής δεν χρειάζεται να ξαπλώσει στο χειρουργικό τραπέζι για να την επαναφορτίσει ή να την αντικαταστήσει. Για αδιάλειπτη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, αρκεί να φοράτε ένα ειδικό μαγνητισμένο μπουφάν μία φορά την εβδομάδα για μόλις μιάμιση ώρα.

Το κάδμιο χρησιμοποιείται στην ομοιοπαθητική, την πειραματική ιατρική και πιο πρόσφατα έχει χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία νέων αντικαρκινικών φαρμάκων.

Το κράμα μετάλλων του ξύλου, που περιέχει 50% βισμούθιο, 12,5% κασσίτερο, 25% μόλυβδο, 12,5% κάδμιο, μπορεί να λιώσει σε βραστό νερό. Το κράμα εφευρέθηκε το 1860 από τον μηχανικό B. Wood ) Πολλά ενδιαφέροντα γεγονότα σχετίζονται με αυτό το κράμα χαμηλής τήξης: πρώτον, τα πρώτα γράμματα των συστατικών του κράματος Wood σχηματίζουν τη συντομογραφία "WAX", και δεύτερον, η εφεύρεση αποδίδεται επίσης στον συνονόματο του B. Wood - τον Αμερικανό φυσικό Robert Williams Wood, ο οποίος γεννήθηκε οκτώ χρόνια αργότερα ( συνομήλικοι πολέμησαν στο VAK).

Όχι πολύ καιρό πριν, το κάδμιο του περιοδικού συστήματος μπήκε στον «οπλισμό» της αστυνομίας και των ιατροδικαστών: με τη βοήθεια του λεπτότερου στρώματος καδμίου που εναποτίθεται στην επιφάνεια που εξετάζεται, είναι δυνατό να εντοπιστούν ανθρώπινα δακτυλικά αποτυπώματα.

Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ένα τόσο ενδιαφέρον γεγονός: ο κασσίτερος καδμίου στην ατμόσφαιρα των αγροτικών περιοχών έχει πολύ μεγαλύτερη αντοχή στη διάβρωση από ό,τι στην ατμόσφαιρα των βιομηχανικών περιοχών. Μια τέτοια επίστρωση αποτυγχάνει ιδιαίτερα γρήγορα εάν η περιεκτικότητα σε θειούχους ή θειικούς ανυδρίτες αυξάνεται στον αέρα.

Το 1968, ένας από τους αξιωματούχους υγείας των ΗΠΑ (Δρ. Κάρολ) ανακάλυψε μια άμεση σχέση μεταξύ της θνησιμότητας από καρδιαγγειακά νοσήματα και της περιεκτικότητας σε κάδμιο στην ατμόσφαιρα. Σε τέτοια συμπεράσματα κατέληξε αναλύοντας τα στοιχεία 28 πόλεων. Σε τέσσερις από αυτές - Νέα Υόρκη, Σικάγο, Φιλαδέλφεια και Ινδιανάπολη - η περιεκτικότητα σε κάδμιο στον αέρα ήταν υψηλότερη από ό,τι σε άλλες πόλεις. Το ποσοστό των θανάτων λόγω καρδιακών παθήσεων ήταν επίσης υψηλότερο.

Εκτός από τα "τυποποιημένα" μέτρα για τον περιορισμό των εκπομπών καδμίου στην ατμόσφαιρα, το νερό και το έδαφος (φίλτρα και καθαριστικά σε επιχειρήσεις, αφαίρεση κατοικιών και αγρών από τέτοιες επιχειρήσεις), οι επιστήμονες αναπτύσσουν επίσης νέα - πολλά υποσχόμενα. Έτσι, οι επιστήμονες στον κόλπο του ποταμού Μισισιπή φύτεψαν υάκινθους, πιστεύοντας ότι με τη βοήθειά τους θα ήταν δυνατό να καθαριστεί το νερό από στοιχεία όπως το κάδμιο και ο υδράργυρος.

Ιστορία

Η ιστορία γνωρίζει πολλές «ανακαλύψεις» που έγιναν κατά τη διάρκεια εικονικών ελέγχων, αναθεωρήσεων και αναθεωρήσεων. Ωστόσο, τέτοια ευρήματα είναι περισσότερο εγκληματικής φύσης παρά επιστημονικής. Και όμως υπήρξε μια τέτοια περίπτωση που η αναθεώρηση που είχε ξεκινήσει οδήγησε τελικά στην ανακάλυψη ενός νέου χημικού στοιχείου. Συνέβη στη Γερμανία στις αρχές του 19ου αιώνα. Ο περιφερειακός γιατρός R. Rolov έλεγξε τα φαρμακεία της περιφέρειάς του, κατά τη διάρκεια του ελέγχου -σε πολλά φαρμακεία κοντά στο Μαγδεμβούργο- βρήκε οξείδιο του ψευδαργύρου, εμφάνισηπου προκάλεσε υποψίες και υπαινίσσεται την περιεκτικότητα σε αρσενικό σε αυτό (φαρμακολύτη). Για να επιβεβαιώσει τις υποθέσεις, ο Rolov διέλυσε το κατασχεθέν φάρμακο σε οξύ και το πέρασε μέσω ενός διαλύματος υδρόθειου, το οποίο οδήγησε στην καθίζηση ενός κίτρινου ιζήματος, παρόμοιου με το θειούχο αρσενικό. Όλα τα ύποπτα φάρμακα -αλοιφές, σκόνες, γαλακτώματα, σκόνες- αποσύρθηκαν αμέσως από την πώληση.

Μια τέτοια κίνηση εξόργισε τον ιδιοκτήτη του εργοστασίου στο Schenebek, το οποίο παρήγαγε όλα τα φάρμακα που απέρριψε ο Rolov. Αυτός ο επιχειρηματίας - Herman, όντας χημικός στο επάγγελμα, διεξήγαγε τη δική του εξέταση των αγαθών. Έχοντας δοκιμάσει ολόκληρο το οπλοστάσιο των πειραμάτων που ήταν γνωστά εκείνη την εποχή για την ανίχνευση αρσενικού, ήταν πεπεισμένος ότι τα προϊόντα του ήταν καθαρά από αυτή την άποψη και ο σίδηρος, που μπέρδεψε τον ελεγκτή, έδωσε το κίτρινο χρώμα του οξειδίου του ψευδαργύρου.

Έχοντας αναφέρει τα αποτελέσματα των πειραμάτων του στον Rolov και στις αρχές της χώρας του Ανόβερου, ο Herman απαίτησε μια ανεξάρτητη εξέταση και πλήρη «αποκατάσταση» του προϊόντος του. Ως αποτέλεσμα, αποφασίστηκε να μάθουμε τη γνώμη του καθηγητή Stromeyer, ο οποίος ήταν επικεφαλής του Τμήματος Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Göttingen και ταυτόχρονα κατείχε τη θέση του Γενικού Επιθεωρητή όλων των φαρμακείων του Ανόβερου. Φυσικά, ο Stromeyer στάλθηκε για επαλήθευση όχι μόνο το οξείδιο του ψευδαργύρου, αλλά και άλλα παρασκευάσματα ψευδαργύρου από το εργοστάσιο Shenebek, συμπεριλαμβανομένου του ανθρακικού ψευδαργύρου, από τον οποίο ελήφθη αυτό το οξείδιο.

Με φρύξη του ανθρακικού ψευδαργύρου ZnCO3, ο Friedrich Stromeyer απέκτησε οξείδιο, αλλά όχι λευκό, όπως θα έπρεπε, αλλά κιτρινωπό. Ως αποτέλεσμα περαιτέρω έρευνας, αποδείχθηκε ότι τα φάρμακα δεν περιέχουν ούτε αρσενικό, όπως πρότεινε ο Rolov, ούτε σίδηρο, όπως πίστευε ο Γερμανός. Ο λόγος για το ασυνήθιστο χρώμα ήταν ένα εντελώς διαφορετικό μέταλλο - προηγουμένως άγνωστο και πολύ παρόμοιο σε ιδιότητες με τον ψευδάργυρο. Η μόνη διαφορά ήταν ότι το υδροξείδιο του, σε αντίθεση με το Zn (OH) 2, δεν ήταν αμφοτερικό, αλλά είχε έντονες βασικές ιδιότητες.

Ο Stromeyer ονόμασε το νέο μέταλλο κάδμιο, υπονοώντας την ισχυρή ομοιότητα του νέου στοιχείου με τον ψευδάργυρο - η ελληνική λέξη καδμεία (καδμεία) έχει από καιρό υποδηλώσει μεταλλεύματα ψευδαργύρου (για παράδειγμα, smithsonite ZnCO3) και οξείδιο του ψευδαργύρου. Με τη σειρά της, αυτή η λέξη προέρχεται από το όνομα του Φοίνικα Κάδμου, ο οποίος, σύμφωνα με το μύθο, ήταν ο πρώτος που βρήκε μια πέτρα ψευδάργυρου και ανακάλυψε την ικανότητά της να δίνει στον χαλκό (όταν λιώνεται από μετάλλευμα) ένα χρυσό χρώμα. Σύμφωνα με τους αρχαίους ελληνικούς μύθους, υπήρχε ένας άλλος Κάδμος - ένας ήρωας που νίκησε τον Δράκο και έχτισε το φρούριο Κάδμεος στα εδάφη του εχθρού που νικήθηκε από αυτόν, γύρω από το οποίο στη συνέχεια αναπτύχθηκε η μεγάλη πόλη των Θηβών με επτά πύλες. Στις σημιτικές γλώσσες, "κάδμος" σημαίνει "ανατολικός" ή "φιδωτός" (Fergana, Κιργιστάν, Κεντρική Ασία - υπάρχουν μέρη όπου συσσωρεύονται φίδια), το οποίο, ίσως, χτίζει το όνομα του ορυκτού από τους τόπους εξόρυξης ή εξαγωγής του από οποιαδήποτε ανατολική χώρα ή επαρχία.

Το 1818, ο Friedrich Stromeyer δημοσίευσε μια λεπτομερή περιγραφή του μετάλλου, τις ιδιότητες του οποίου είχε ήδη μελετήσει καλά. Στην ελεύθερη μορφή του, το νέο στοιχείο ήταν ένα λευκό μέταλλο, μαλακό και όχι πολύ ισχυρό, καλυμμένο με μια καφετιά μεμβράνη οξειδίου από πάνω. Πολύ σύντομα, όπως συμβαίνει συχνά, η προτεραιότητα του Strohmeyer στην ανακάλυψη του καδμίου άρχισε να αμφισβητείται, αλλά όλοι οι ισχυρισμοί απορρίφθηκαν. Λίγο αργότερα, ένας άλλος χημικός, ο Kersten, βρήκε ένα νέο στοιχείο στο μετάλλευμα ψευδαργύρου της Σιλεσίας και το ονόμασε mellin (από το λατινικό mellinus, «κίτρινο σαν κυδώνι»). Ο λόγος για αυτό το όνομα ήταν το χρώμα του ιζήματος που σχηματίστηκε υπό τη δράση του υδρόθειου.

Προς απογοήτευση της Kersten, το "mellin" αποδείχθηκε ότι ήταν το "cadmium" του Stromeyer. Ακόμη αργότερα, άλλα ονόματα προτάθηκαν για το σαράντα όγδοο στοιχείο: το 1821, ο John πρότεινε να ονομαστεί το νέο στοιχείο "claprotium" - προς τιμήν του διάσημου χημικού Martin Klaproth - του ανακάλυψε το ουράνιο, το ζιρκόνιο και το τιτάνιο, και ο Gilbert "junonium". - μετά τον αστεροειδή που ανακαλύφθηκε το 1804 Juno. Όμως, ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλα πλεονεκτήματα του Klaproth για την επιστήμη, το όνομά του δεν προοριζόταν να αποκτήσει βάση στον κατάλογο των χημικών στοιχείων: το κάδμιο παρέμεινε κάδμιο. Είναι αλήθεια ότι στη ρωσική χημική βιβλιογραφία του πρώτου μισού του 19ου αιώνα, το κάδμιο ονομαζόταν συχνά κάδμιο.

Όντας στη φύση

Το κάδμιο είναι ένα τυπικά σπάνιο και μάλλον διάσπαρτο στοιχείο, η μέση περιεκτικότητα αυτού του μετάλλου στον φλοιό της γης (Clarke) υπολογίζεται σε περίπου 1,3 * 10-5% ή 1,6 * 10-5% κατά βάρος, αποδεικνύεται ότι το κάδμιο στο Η λιθόσφαιρα είναι περίπου 130 mg/T. Υπάρχει τόσο λίγο κάδμιο στα έγκατα του πλανήτη μας που ακόμη και το γερμάνιο, που θεωρείται σπάνιο, είναι 25 φορές περισσότερο! Περίπου οι ίδιες αναλογίες για το κάδμιο και άλλα σπάνια μέταλλα: βηρύλλιο, καίσιο, σκάνδιο και ίνδιο. Το κάδμιο είναι σε αφθονία κοντά στο αντιμόνιο (2 * 10-5%) και δύο φορές πιο κοινό από τον υδράργυρο (8 * 10-6%).

Το κάδμιο χαρακτηρίζεται από μετανάστευση στα ζεστά υπόγεια ύδατα μαζί με ψευδάργυρο (το κάδμιο βρίσκεται ως ισομορφική πρόσμειξη σε πολλά ορυκτά και πάντα σε ορυκτά ψευδαργύρου) και άλλα χαλκόφιλα στοιχεία, δηλαδή χημικά στοιχεία επιρρεπή στο σχηματισμό φυσικών σουλφιδίων, σεληνιδίων, τελλουριδίων. σουλφοάλατα και μερικές φορές βρίσκονται στη φυσική κατάσταση. Επιπλέον, το κάδμιο συγκεντρώνεται σε υδροθερμικά κοιτάσματα. Τα ηφαιστειακά πετρώματα είναι αρκετά πλούσια σε κάδμιο, που περιέχουν έως και 0,2 mg καδμίου ανά kg. μεταξύ των ιζηματογενών πετρωμάτων, ο πηλός είναι ο πλουσιότερος στο σαράντα όγδοο στοιχείο - έως και 0,3 mg / kg (για σύγκριση, οι ασβεστόλιθοι περιέχουν κάδμιο 0,035 mg / kg, οι ψαμμίτες - 0,03 mg / kg). Η μέση περιεκτικότητα του εδάφους σε κάδμιο είναι 0,06 mg/kg.

Επίσης, αυτό το σπάνιο μέταλλο υπάρχει στο νερό - σε διαλυμένη μορφή (θειικό, χλωριούχο, νιτρικό κάδμιο) και σε εναιώρημα ως μέρος οργανο-ορυκτών συμπλεγμάτων. Υπό φυσικές συνθήκες, το κάδμιο εισέρχεται στα υπόγεια ύδατα ως αποτέλεσμα της έκπλυσης μεταλλευμάτων μη σιδηρούχων μετάλλων, καθώς και ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης υδρόβιων φυτών και οργανισμών ικανών να το συσσωρεύσουν. Από τις αρχές του 20ου αιώνα, η ανθρωπογενής μόλυνση των φυσικών νερών με κάδμιο έχει γίνει ο κυρίαρχος παράγοντας για την είσοδο του καδμίου στο νερό και το έδαφος. Η περιεκτικότητα σε κάδμιο στο νερό επηρεάζεται σημαντικά από το pH του μέσου (σε ένα αλκαλικό μέσο, ​​το κάδμιο κατακρημνίζεται με τη μορφή υδροξειδίου), καθώς και από τις διαδικασίες προσρόφησης. Για τον ίδιο ανθρωπογενή λόγο, το κάδμιο υπάρχει και στον αέρα.

ΣΕ εξοχήη περιεκτικότητα σε κάδμιο στον αέρα είναι 0,1-5,0 ng/m3 (1 ng ή 1 νανογραμμάριο = 10-9 γραμμάρια), στις πόλεις - 2-15 ng/m3, σε βιομηχανικές περιοχές - από 15 έως 150 ng/m3. Το κάδμιο απελευθερώνεται κυρίως στον ατμοσφαιρικό αέρα λόγω του γεγονότος ότι πολλά κάρβουνα που καίγονται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς περιέχουν αυτό το στοιχείο. Καθώς εναποτίθεται από τον αέρα, το κάδμιο εισέρχεται στο νερό και το έδαφος. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε κάδμιο στο έδαφος διευκολύνεται από τη χρήση ορυκτών λιπασμάτων, επειδή σχεδόν όλα περιέχουν μικρές ακαθαρσίες αυτού του μετάλλου. Από το νερό και το έδαφος, το κάδμιο εισέρχεται στα φυτά και στους ζωντανούς οργανισμούς και περαιτέρω κατά μήκος της τροφικής αλυσίδας μπορεί να «προμηθευτεί» στον άνθρωπο.

Το κάδμιο έχει τα δικά του ορυκτά: Howliite, otavite CdCO3, montemponite CdO (περιέχει 87,5% Cd), greenockite CdS (77,8% Cd), ξανθοχρωίτη CdS(H2O)x (77,2% Cd) cadmoselite CdSe (47% Cd). Ωστόσο, δεν σχηματίζουν δικά τους κοιτάσματα, αλλά υπάρχουν ως ακαθαρσίες σε μεταλλεύματα ψευδαργύρου, χαλκού, μολύβδου και πολυμεταλλικών (πάνω από 50), που αποτελούν την κύρια πηγή βιομηχανικής παραγωγής καδμίου. Εξάλλου, τον κύριο ρόλο διαδραματίζουν τα μεταλλεύματα ψευδαργύρου, όπου η συγκέντρωση του καδμίου κυμαίνεται από 0,01 έως 5% (στον φαλερίτη ZnS). Στις περισσότερες περιπτώσεις, η περιεκτικότητα σε κάδμιο στον φαλερίτη δεν υπερβαίνει το 0,4 - 0,6%. Το κάδμιο συσσωρεύεται στο γαληνό (0,005 - 0,02%), ο σταννίτης (0,003 - 0,2%), ο πυρίτης (έως 0,02%), ο χαλκοπυρίτης (0,006 - 0,12%), το κάδμιο εξάγεται από αυτά τα σουλφίδια.

Το κάδμιο μπορεί να συσσωρευτεί σε φυτά (κυρίως σε μύκητες) και ζωντανούς οργανισμούς (ιδιαίτερα στο νερό), για το λόγο αυτό, το κάδμιο μπορεί να βρεθεί σε θαλάσσια ιζηματογενή πετρώματα - σχιστόλιθους (Mansfeld, Γερμανία).

Εφαρμογή

Ο κύριος καταναλωτής καδμίου είναι η παραγωγή χημικών πηγών ρεύματος: μπαταρίες νικελίου-καδμίου και αργύρου-καδμίου, κυψέλες μολύβδου-καδμίου και υδραργύρου-καδμίου σε εφεδρικές μπαταρίες, κανονικές κυψέλες Weston. Οι μπαταρίες νικελίου καδμίου (AKN) που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία είναι από τις πιο δημοφιλείς μεταξύ άλλων πηγών χημικού ρεύματος.

Οι αρνητικές πλάκες τέτοιων συσσωρευτών είναι κατασκευασμένες από πλέγματα σιδήρου με δραστικό παράγοντα σφουγγάρι καδμίου και οι θετικές πλάκες είναι επικαλυμμένες με οξείδιο του νικελίου. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα διάλυμα καυστικής ποτάσας (υδροξείδιο του καλίου). Οι αλκαλικές μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι πιο αξιόπιστες από τις μπαταρίες μολύβδου οξέος. Οι πηγές χημικού ρεύματος που χρησιμοποιούν κάδμιο διακρίνονται από μεγάλη διάρκεια ζωής, σταθερή λειτουργία και υψηλά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά. Επιπλέον, η επαναφόρτιση αυτών των μπαταριών διαρκεί λιγότερο από μία ώρα! Ωστόσο, το AKN δεν μπορεί να επαναφορτιστεί χωρίς πλήρη προκαταρκτική εκφόρτιση και σε αυτό, φυσικά, είναι κατώτερα από τις μπαταρίες υδριδίου μετάλλου.

Ένα άλλο ευρύ πεδίο εφαρμογής του καδμίου είναι η εναπόθεση προστατευτικών αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων σε μέταλλα (καδμιακή επιμετάλλωση). Η επίστρωση καδμίου προστατεύει αξιόπιστα τα προϊόντα σιδήρου και χάλυβα από την ατμοσφαιρική διάβρωση. Στο παρελθόν, η επιμετάλλωση με κάδμιο γινόταν με βύθιση του μετάλλου σε λιωμένο κάδμιο, σύγχρονη διαδικασίαγίνεται αποκλειστικά με ηλεκτρόλυση. Η επίστρωση καδμίου εφαρμόζεται στα πιο κρίσιμα μέρη αεροσκαφών, πλοίων, καθώς και εξαρτήματα και μηχανισμούς που έχουν σχεδιαστεί για λειτουργία σε τροπικά κλίματα.

Είναι γνωστό ότι ορισμένες ιδιότητες του ψευδαργύρου και του καδμίου είναι παρόμοιες, αλλά η επίστρωση καδμίου έχει ορισμένα πλεονεκτήματα έναντι της γαλβανισμένης επίστρωσης: πρώτον, είναι πιο ανθεκτική στη διάβρωση και, δεύτερον, είναι ευκολότερο να γίνει ομοιόμορφη και λεία. Επιπλέον, σε αντίθεση με τον ψευδάργυρο, το κάδμιο είναι σταθερό σε αλκαλικό περιβάλλον. Ο κασσίτερος καδμίου χρησιμοποιείται αρκετά ευρέως, ωστόσο, υπάρχει ένας τομέας στον οποίο η χρήση επικάλυψης καδμίου απαγορεύεται αυστηρά - αυτή είναι η βιομηχανία τροφίμων. Αυτό οφείλεται στην υψηλή τοξικότητα του καδμίου.

Μέχρι ένα ορισμένο σημείο, η εξάπλωση των επικαλύψεων καδμίου ήταν επίσης περιορισμένη για έναν άλλο λόγο - όταν το κάδμιο εφαρμόζεται ηλεκτρολυτικά σε ένα τμήμα χάλυβα, το υδρογόνο που περιέχεται στον ηλεκτρολύτη μπορεί να διεισδύσει στο μέταλλο και, όπως είναι γνωστό, αυτό το στοιχείο προκαλεί ευθραυστότητα υδρογόνου στο χάλυβες υψηλής αντοχής, που οδηγούν σε απροσδόκητη καταστροφή του μετάλλου υπό φορτίο. Το πρόβλημα επιλύθηκε από Σοβιετικούς επιστήμονες από το Ινστιτούτο Φυσικοχημείας της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ. Αποδείχθηκε ότι μια αμελητέα προσθήκη τιτανίου (ένα άτομο τιτανίου ανά χίλια άτομα καδμίου) προστατεύει το επικαλυμμένο με κάδμιο χαλύβδινο τμήμα από την εμφάνιση ευθραυστότητας υδρογόνου, καθώς το τιτάνιο απορροφά όλο το υδρογόνο από τον χάλυβα κατά τη διαδικασία επικάλυψης.

Περίπου το ένα δέκατο της παγκόσμιας παραγωγής καδμίου δαπανάται για την παραγωγή κραμάτων. Το χαμηλό σημείο τήξης είναι ένας από τους λόγους για την ευρεία χρήση του καδμίου σε κράματα χαμηλής τήξης. Τέτοιο, για παράδειγμα, είναι το κράμα Wood's που περιέχει 12,5% κάδμιο. Τέτοια κράματα χρησιμοποιούνται ως συγκολλήσεις, ως υλικό για τη λήψη λεπτών και πολύπλοκων χυτών, σε αυτόματα συστήματα πυρόσβεσης, για συγκόλληση γυαλιού με μέταλλο. Οι κολλήσεις που περιέχουν κάδμιο είναι αρκετά ανθεκτικές στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα των κραμάτων καδμίου είναι οι υψηλές αντιτριβικές τους ιδιότητες. Έτσι, ένα κράμα που περιέχει 99% κάδμιο και 1% νικέλιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή ρουλεμάν που λειτουργούν σε κινητήρες αυτοκινήτων, αεροσκαφών και πλοίων. Δεδομένου ότι το κάδμιο δεν είναι επαρκώς ανθεκτικό στα οξέα, συμπεριλαμβανομένων των οργανικών οξέων που περιέχονται στα λιπαντικά, τα κράματα με βάση το κάδμιο επικαλύπτονται με ίνδιο. Το κράμα χαλκού με μικρές προσθήκες καδμίου (λιγότερο από 1%) καθιστά δυνατή την κατασκευή περισσότερων ανθεκτικών στη φθορά καλωδίων στις ηλεκτρικές γραμμές μεταφοράς. Τέτοιες αμελητέες προσθήκες καδμίου μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την αντοχή και τη σκληρότητα του χαλκού, πρακτικά χωρίς να επιδεινώσουν τις ηλεκτρικές του ιδιότητες. Το αμάλγαμα καδμίου (διάλυμα καδμίου σε υδράργυρο) χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική τεχνολογία για την κατασκευή οδοντικών σφραγισμάτων.

Στη δεκαετία του σαράντα του ΧΧ αιώνα, το κάδμιο απέκτησε έναν νέο ρόλο - άρχισαν να κατασκευάζουν ράβδους ελέγχου και έκτακτης ανάγκης πυρηνικών αντιδραστήρων από αυτό. Ο λόγος που το κάδμιο έγινε γρήγορα στρατηγικό υλικό ήταν ότι απορροφά πολύ καλά τα θερμικά νετρόνια. Όμως οι πρώτοι αντιδραστήρες της αρχής της «ατομικής εποχής» δούλευαν αποκλειστικά σε θερμικά νετρόνια. Αργότερα αποδείχθηκε ότι οι γρήγοροι αντιδραστήρες νετρονίων είναι πιο υποσχόμενοι τόσο για την ενέργεια όσο και για την απόκτηση πυρηνικού καυσίμου - 239Pu, και το κάδμιο είναι ανίσχυρο ενάντια στα γρήγορα νετρόνια, δεν τους καθυστερεί. Στις μέρες των αντιδραστήρων θερμικών νετρονίων, το κάδμιο έχασε τον κυρίαρχο ρόλο του, δίνοντας τη θέση του στο βόριο και τις ενώσεις του (στην πραγματικότητα, τον άνθρακα και τον γραφίτη).

Περίπου το 20% του καδμίου (με τη μορφή ενώσεων) χρησιμοποιείται για την παραγωγή ανόργανων χρωστικών. Το θειούχο κάδμιο CdS είναι μια σημαντική ανόργανη βαφή που παλαιότερα ονομαζόταν κίτρινο κάδμιο. Ήδη στις αρχές του 20ου αιώνα, ήταν γνωστό ότι το κίτρινο κάδμιο μπορούσε να ληφθεί σε έξι αποχρώσεις, που κυμαίνονται από κίτρινο λεμόνι έως πορτοκαλί. Τα χρώματα που προκύπτουν είναι ανθεκτικά σε αδύναμα αλκάλια και οξέα και είναι εντελώς αναίσθητα στο υδρόθειο.

Τα χρώματα με βάση το CdS χρησιμοποιήθηκαν σε πολλούς τομείς - ζωγραφική, εκτύπωση, βαφή πορσελάνης, κάλυπταν επιβατικά αυτοκίνητα, προστατεύοντάς τα από τον καπνό της ατμομηχανής. Οι βαφές που περιείχαν θειούχο κάδμιο χρησιμοποιήθηκαν στις βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας και σαπουνιού. Ωστόσο, επί του παρόντος, το μάλλον ακριβό θειούχο κάδμιο αντικαθίσταται συχνά με φθηνότερες βαφές - καδμοπόνη (ένα μείγμα θειούχου καδμίου και θειικού βαρίου) και λιτοπόνη ψευδαργύρου-καδμίου (σύνθεση, όπως αυτή του καδμοπόνης, συν θειούχο ψευδάργυρο).

Μια άλλη ένωση καδμίου, το σεληνιούχο κάδμιο CdSe, χρησιμοποιείται ως κόκκινη βαφή. Ωστόσο, οι ενώσεις του καδμίου έχουν βρει την εφαρμογή τους όχι μόνο στην παραγωγή βαφών - το θειούχο κάδμιο, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή ηλιακών κυψελών φιλμ, η απόδοση των οποίων είναι περίπου 10-16%. Επιπλέον, το CdS είναι ένα αρκετά καλό θερμοηλεκτρικό υλικό, το οποίο χρησιμοποιείται ως συστατικό ημιαγωγών υλικών και φωσφόρων. Μερικές φορές το κάδμιο χρησιμοποιείται στην κρυογονική τεχνολογία, η οποία σχετίζεται με τη μέγιστη θερμική αγωγιμότητά του (σε σχέση με άλλα μέταλλα) κοντά στο απόλυτο μηδέν (κενό).

Παραγωγή

Οι κύριοι «προμηθευτές» καδμίου είναι τα υποπροϊόντα επεξεργασίας μεταλλευμάτων ψευδαργύρου, χαλκού-ψευδάργυρου και μολύβδου-ψευδαργύρου. Όσον αφορά τα γηγενή ορυκτά του καδμίου, το μόνο που ενδιαφέρει την απόκτηση καδμίου είναι το greenockite CdS, το λεγόμενο "καδμίου blende". Ο Greenockite εξορύσσεται μαζί με τον φαερίτη κατά την ανάπτυξη μεταλλευμάτων ψευδαργύρου. Κατά τη διαδικασία ανακύκλωσης, το κάδμιο συσσωρεύεται στα υποπροϊόντα της διαδικασίας, από όπου στη συνέχεια ανακτάται.

Στην επεξεργασία πολυμεταλλικών μεταλλευμάτων, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το κάδμιο είναι συχνά υποπροϊόν της παραγωγής ψευδαργύρου. Πρόκειται είτε για κέικ χαλκού-καδμίου (καθιζήματα μετάλλων που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα καθαριστικών διαλυμάτων θειικού ψευδαργύρου ZnSO4 με τη δράση σκόνης ψευδαργύρου), τα οποία περιέχουν από 2 έως 12% Cd, είτε για μουνί (πτητικά κλάσματα που σχηματίζονται κατά την απόσταξη ψευδαργύρου) , που περιέχει από 0,7 έως 1,1% κάδμιο.

Τα πιο πλούσια στο σαράντα όγδοο στοιχείο είναι τα συμπυκνώματα που λαμβάνονται κατά τον καθαρισμό του ψευδαργύρου με διόρθωση, μπορούν να περιέχουν έως και 40% κάδμιο. Από κέικ χαλκού-καδμίου και άλλα προϊόντα με υψηλή περιεκτικότητα σε κάδμιο, συνήθως εκπλένεται με θειικό οξύ H2SO4 με ταυτόχρονο αερισμό. Η διαδικασία πραγματοποιείται παρουσία ενός οξειδωτικού παράγοντα - μετάλλευμα μαγγανίου ή ανακυκλωμένης λάσπης μαγγανίου από λουτρά ηλεκτρόλυσης.

Επιπλέον, το κάδμιο ανακτάται από τη σκόνη από τα μεταλλουργεία μολύβδου και χαλκού (μπορεί να περιέχει 0,5 έως 5% και 0,2 έως 0,5% κάδμιο, αντίστοιχα). Σε τέτοιες περιπτώσεις, η σκόνη συνήθως επεξεργάζεται με πυκνό θειικό οξύ H2SO4 και στη συνέχεια το θειικό κάδμιο που προκύπτει ξεπλένεται με νερό. Ο σπόγγος του καδμίου καθιζάνει από το προκύπτον διάλυμα θειικού καδμίου με τη δράση σκόνης ψευδαργύρου, μετά την οποία διαλύεται σε θειικό οξύ και το διάλυμα καθαρίζεται από ακαθαρσίες με τη δράση ανθρακικού νατρίου Na2CO3 ή οξειδίου ψευδαργύρου ZnO, είναι επίσης δυνατή η χρήση μεθόδους ανταλλαγής ιόντων.

Το μέταλλο του καδμίου απομονώνεται με ηλεκτρόλυση σε καθόδους αλουμινίου ή με αναγωγή ψευδαργύρου (μετατόπιση του οξειδίου του καδμίου CdO από ψευδάργυρο από διαλύματα CdSO4) χρησιμοποιώντας φυγοκεντρικούς αντιδραστήρες διαχωρισμού. Η διύλιση του μετάλλου του καδμίου συνήθως συνίσταται στην τήξη του μετάλλου κάτω από ένα στρώμα αλκαλίου (για την αφαίρεση ψευδαργύρου και μολύβδου), ενώ είναι δυνατή η χρήση Na2CO3. επεξεργασία του τήγματος με αλουμίνιο (για την απομάκρυνση του νικελίου) και χλωριούχο αμμώνιο NH4Cl (για την απομάκρυνση του θαλλίου).

Κάδμιο υψηλότερης καθαρότητας λαμβάνεται με ηλεκτρολυτική διύλιση με ενδιάμεσο καθαρισμό του ηλεκτρολύτη, ο οποίος πραγματοποιείται με ανταλλαγή ιόντων ή εκχύλιση. διόρθωση του μετάλλου (συνήθως υπό μειωμένη πίεση), τήξη ζώνης ή άλλες μέθοδοι κρυστάλλωσης. Συνδυάζοντας τις παραπάνω μεθόδους καθαρισμού, είναι δυνατό να ληφθεί μεταλλικό κάδμιο με περιεκτικότητα στις κύριες ακαθαρσίες (ψευδάργυρος, χαλκός και άλλες) μόνο 10-5% κατά βάρος. Επιπλέον, οι μέθοδοι ηλεκτρομεταφοράς σε υγρό κάδμιο, ηλεκτροδιύλιση σε τήγμα NaOH υδροξειδίου του νατρίου και ηλεκτρόλυση αμαλγάματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθαρισμό του καδμίου. Όταν η τήξη ζώνης συνδυάζεται με ηλεκτρομεταφορά, ο διαχωρισμός των ισοτόπων καδμίου μπορεί να συμβεί μαζί με τον καθαρισμό.

Η παγκόσμια παραγωγή καδμίου σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με την κλίμακα παραγωγής ψευδαργύρου και έχει αυξηθεί σημαντικά τις τελευταίες δεκαετίες - σύμφωνα με στοιχεία του 2006, περίπου 21 χιλιάδες τόνοι καδμίου παρήχθησαν στον κόσμο, ενώ το 1980 ο αριθμός αυτός ήταν μόνο 15 χιλιάδες τόνοι . Η αύξηση της κατανάλωσης καδμίου συνεχίζεται ακόμη και τώρα. Οι κύριοι παραγωγοί αυτού του μετάλλου είναι ασιατικές χώρες: Κίνα, Ιαπωνία, Κορέα, Καζακστάν. Αντιπροσωπεύουν 12 χιλιάδες τόνους συνολικής παραγωγής.

Η Ρωσία, ο Καναδάς και το Μεξικό μπορούν επίσης να θεωρηθούν κύριοι παραγωγοί καδμίου. Η μετατόπιση της μαζικής παραγωγής καδμίου προς την Ασία οφείλεται στο γεγονός ότι στην Ευρώπη σημειώθηκε μείωση της χρήσης καδμίου και στην περιοχή της Ασίας, αντίθετα, αυξάνεται η ζήτηση για στοιχεία νικελίου-καδμίου, γεγονός που αναγκάζει πολλά να μεταφέρουν την παραγωγή σε ασιατικές χώρες.

Φυσικές ιδιότητες

Το κάδμιο είναι ένα ασημί-λευκό μέταλλο που λαμπυρίζει μπλε όταν είναι φρεσκοκομμένο, αλλά αμαυρώνει στον αέρα λόγω του σχηματισμού μιας προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου. Το κάδμιο είναι ένα μάλλον μαλακό μέταλλο - είναι πιο σκληρό από τον κασσίτερο, αλλά πιο μαλακό από τον ψευδάργυρο, είναι πολύ πιθανό να το κόψετε με ένα μαχαίρι. Σε συνδυασμό με την απαλότητα, το κάδμιο έχει τέτοιες ιδιότητες που είναι σημαντικές για τη βιομηχανία, όπως η ολκιμότητα και η ολκιμότητα - τυλίγεται τέλεια σε φύλλα και τραβιέται σε σύρμα και μπορεί να γυαλιστεί χωρίς κανένα πρόβλημα.

Όταν θερμαίνεται πάνω από τους 80 o C, το κάδμιο χάνει την ελαστικότητά του και τόσο πολύ που μπορεί εύκολα να θρυμματιστεί σε σκόνη. Η σκληρότητα του καδμίου σύμφωνα με τον Mohs είναι ίση με δύο, σύμφωνα με τον Brinell (για ένα ανοπτημένο δείγμα) 200-275 MPa. Αντοχή σε εφελκυσμό 64 MN/m2 ή 6,4 kgf/mm2, σχετική επιμήκυνση 50% (στους 20 o C), αντοχή διαρροής 9,8 MPa.

Το κάδμιο έχει ένα εξαγωνικό κλειστό κρυσταλλικό πλέγμα με περιόδους: a = 0,296 nm, c = 0,563 nm, λόγος c/a = 1,882, z = 2, ενέργεια κρυσταλλικού πλέγματος 116 μJ/kmol. Διαστημική ομάδα С6/mmm, ατομική ακτίνα 0,156 nm, ιοντική ακτίνα Cd2+ 0,099 nm, ατομικός όγκος 13,01∙10-6 m3/mol.

Μια ράβδος από καθαρό κάδμιο, όταν λυγίζει, εκπέμπει μια αδύναμη ρωγμή σαν κασσίτερο ("κραυγή κασσίτερου") - πρόκειται για μεταλλικούς μικροκρύσταλλους που τρίβονται μεταξύ τους, ωστόσο, τυχόν ακαθαρσίες στο μέταλλο καταστρέφουν αυτό το αποτέλεσμα. Γενικά, ως προς τις φυσικές, χημικές και φαρμακολογικές του ιδιότητες, το κάδμιο ανήκει στην ομάδα των βαρέων μετάλλων, έχοντας τις περισσότερες ομοιότητες με τον ψευδάργυρο και τον υδράργυρο.

Το σημείο τήξης του καδμίου (321,1 o C) είναι αρκετά χαμηλό και μπορεί να συγκριθεί με τα σημεία τήξης του μολύβδου (327,4 o C) ή του θαλλίου (303,6 o C). Ωστόσο, διαφέρει από τα σημεία τήξης των μετάλλων παρόμοια σε έναν αριθμό ιδιοτήτων - χαμηλότερο από αυτό του ψευδαργύρου (419,5 o C), αλλά υψηλότερο από αυτό του κασσίτερου (231,9 o C). Το σημείο βρασμού του καδμίου είναι επίσης χαμηλό - μόνο 770 o C, πράγμα που είναι αρκετά ενδιαφέρον - ο μόλυβδος, όπως και τα περισσότερα άλλα μέταλλα, έχει μεγάλη διαφορά μεταξύ των σημείων τήξης και βρασμού.

Άρα ο μόλυβδος έχει σημείο βρασμού (1745 o C) 5 φορές υψηλότερο από το σημείο τήξης και ο κασσίτερος, του οποίου το σημείο βρασμού είναι 2620 o C, είναι 11 φορές υψηλότερος από το σημείο τήξης! Ταυτόχρονα, ο ψευδάργυρος, παρόμοιος με το κάδμιο, έχει σημείο βρασμού μόνο 960 o C σε σημείο τήξης 419,5 o C. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής για το κάδμιο είναι 29,8 * 10-6 (σε θερμοκρασία 25 o C) . Κάτω από 0,519 K, το κάδμιο γίνεται υπεραγωγός. Η θερμική αγωγιμότητα του καδμίου στους 0 o C είναι 97,55 W / (m * K) ή 0,233 cal / (cm * sec * o C).

Η ειδική θερμοχωρητικότητα του καδμίου (σε θερμοκρασία 25 o C) είναι 225,02 j/(kg * K) ή 0,055 cal/(g * o C). Ο συντελεστής θερμοκρασίας της ηλεκτρικής αντίστασης του καδμίου στο εύρος θερμοκρασίας από 0 o C έως 100 o C είναι 4,3 * 10-3, η ηλεκτρική ειδική αντίσταση του καδμίου (σε θερμοκρασία 20 o C) είναι 7,4 * 10-8 ohm * m (7,4 * 10-6 ohm*cm). Το κάδμιο είναι διαμαγνητικό, η μαγνητική του επιδεκτικότητα είναι -0,176,10-9 (σε θερμοκρασία 20 o C). Το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου είναι -0,403 V. Η ηλεκτραρνητικότητα του καδμίου είναι 1,7. Η αποτελεσματική διατομή σύλληψης θερμικών νετρονίων είναι 2450-2900-10 ~ 28 m2. Συνάρτηση εργασίας ηλεκτρονίων = 4,1 eV.

Η πυκνότητα (σε θερμοκρασία δωματίου) του καδμίου είναι 8,65 g/cm3, γεγονός που καθιστά δυνατή την ταξινόμηση του καδμίου ως βαρύ μέταλλο. Σύμφωνα με την ταξινόμηση του N. Reimers, μέταλλα με πυκνότητα μεγαλύτερη από 8 g/cm3 θα πρέπει να θεωρούνται βαριά. Έτσι, τα βαρέα μέταλλα περιλαμβάνουν Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Και παρόλο που το κάδμιο είναι ελαφρύτερο από τον μόλυβδο (πυκνότητα 11,34 g/cm3) ή τον υδράργυρο (13,546 g/cm3), είναι βαρύτερο από τον κασσίτερο (7,31 g/cm3).

Χημικές ιδιότητες

Στις χημικές ενώσεις, το κάδμιο εμφανίζει πάντα σθένος 2 (η διαμόρφωση του εξωτερικού στρώματος ηλεκτρονίων είναι 5s2) - το γεγονός είναι ότι τα άτομα των στοιχείων της δευτερεύουσας υποομάδας της δεύτερης ομάδας (ψευδάργυρος, κάδμιο, υδράργυρος), όπως τα άτομα του τα στοιχεία της υποομάδας χαλκού, έχουν ένα d-υποεπίπεδο του δεύτερου εξωτερικού ηλεκτρονικού στρώματος είναι πλήρως γεμάτο. Ωστόσο, για στοιχεία της υποομάδας ψευδάργυρου, αυτό το υποεπίπεδο είναι ήδη αρκετά σταθερό και η απομάκρυνση ηλεκτρονίων από αυτό απαιτεί πολύ μεγάλη δαπάνη ενέργειας. Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα των στοιχείων της υποομάδας του ψευδαργύρου, που τα φέρνει πιο κοντά στα στοιχεία της υποομάδας του χαλκού, είναι η τάση τους για σχηματισμό συμπλόκου.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, το κάδμιο βρίσκεται στην ίδια ομάδα του περιοδικού συστήματος με τον ψευδάργυρο και τον υδράργυρο, καταλαμβάνοντας μια ενδιάμεση θέση μεταξύ τους, για το λόγο αυτό ορισμένες χημικές ιδιότητες όλων αυτών των στοιχείων είναι παρόμοιες. Για παράδειγμα, τα οξείδια και τα σουλφίδια αυτών των μετάλλων είναι πρακτικά αδιάλυτα στο νερό.

Στον ξηρό αέρα, το κάδμιο είναι σταθερό, αλλά στον υγρό αέρα, ένα λεπτό φιλμ οξειδίου του CdO σχηματίζεται αργά στην μεταλλική επιφάνεια, προστατεύοντας το μέταλλο από περαιτέρω οξείδωση. Με ισχυρή πυράκτωση, το κάδμιο καίγεται, μετατρέποντας επίσης σε οξείδιο του καδμίου - μια κρυσταλλική σκόνη από ανοιχτό καφέ έως σκούρο καφέ (η διαφορά στη χρωματική γκάμα οφείλεται εν μέρει στο μέγεθος των σωματιδίων, αλλά σε μεγαλύτερο βαθμό είναι αποτέλεσμα ελαττωμάτων κρυσταλλικού πλέγματος ), πυκνότητα CdO 8,15 g/cm3; πάνω από 900 o C το οξείδιο του καδμίου είναι πτητικό και στους 1570 o C εξαχνώνεται πλήρως. Οι ατμοί του καδμίου αντιδρούν με τους υδρατμούς και απελευθερώνουν υδρογόνο.

Τα οξέα αντιδρούν με το κάδμιο για να σχηματίσουν άλατα αυτού του μετάλλου. Το νιτρικό οξύ HNO3 διαλύει εύκολα το κάδμιο, ενώ απελευθερώνεται μονοξείδιο του αζώτου και σχηματίζεται νιτρικό άλας, το οποίο δίνει στον ένυδρο Cd (NO3) 2 * 4H2O. Από άλλα οξέα - υδροχλωρικό και αραιό θειικό - το κάδμιο εκτοπίζει αργά το υδρογόνο, αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στη σειρά των τάσεων το κάδμιο είναι πιο μακριά από τον ψευδάργυρο, αλλά μπροστά από το υδρογόνο. Σε αντίθεση με τον ψευδάργυρο, το κάδμιο δεν αλληλεπιδρά με αλκαλικά διαλύματα. Το κάδμιο μειώνει το νιτρικό αμμώνιο NH4NO3 σε συμπυκνωμένα διαλύματα σε νιτρώδες αμμώνιο NH4NO2.

Πάνω από το σημείο τήξης, το κάδμιο συνδυάζεται απευθείας με τα αλογόνα, σχηματίζοντας άχρωμες ενώσεις - αλογονίδια καδμίου. Τα CdCl2, CdBr2 και CdI2 είναι πολύ εύκολα διαλυτά στο νερό (53,2% κατά μάζα στους 20 o C), πολύ πιο δύσκολο να διαλυθεί το φθοριούχο κάδμιο CdF2 (4,06% κατά μάζα στους 20 o C), το οποίο είναι εντελώς αδιάλυτο στην αιθανόλη. Μπορεί να ληφθεί με τη δράση φθορίου σε μέταλλο ή υδροφθορίου σε ανθρακικό κάδμιο. Το χλωριούχο κάδμιο λαμβάνεται με αντίδραση καδμίου με πυκνό υδροχλωρικό οξύ ή χλωρίωση μετάλλου στους 500 o C.

Το βρωμιούχο κάδμιο λαμβάνεται με βρωμίωση μετάλλου ή με δράση υδροβρωμιούχου σε ανθρακικό κάδμιο. Όταν θερμαίνεται, το κάδμιο αντιδρά με το θείο για να σχηματίσει σουλφίδιο CdS (κίτρινο λεμόνι έως πορτοκαλί κόκκινο), αδιάλυτο στο νερό και αραιά οξέα. Όταν το κάδμιο συντήκεται με φώσφορο και αρσενικό, σχηματίζονται φωσφίδια και αρσενίδια των συνθέσεων Cd3P2 και CdAs2, αντίστοιχα, με αντιμόνιο - αντιμονιούχο κάδμιο. Το κάδμιο δεν αντιδρά με υδρογόνο, άζωτο, άνθρακα, πυρίτιο και βόριο. Το υδρίδιο CdH2 και το νιτρίδιο Cd3N2, τα οποία αποσυντίθενται εύκολα με θέρμανση, ελήφθησαν έμμεσα.

Τα διαλύματα των αλάτων του καδμίου είναι όξινα λόγω της υδρόλυσης, τα καυστικά αλκάλια καθιζάνουν λευκό υδροξείδιο Cd (OH) 2 από αυτά. Κάτω από τη δράση πολύ συμπυκνωμένων αλκαλικών διαλυμάτων, μετατρέπεται σε υδροξοκαδμικά, όπως το Na2. Το υδροξείδιο του καδμίου αντιδρά με την αμμωνία σχηματίζοντας διαλυτά σύμπλοκα:

Cd(OH)2 + 6NH3 * H2O → (OH)2 + 6H2O

Επιπλέον, το Cd(OH)2 διοχετεύεται σε διάλυμα υπό τη δράση κυανιούχων αλκαλίων. Πάνω από 170 o Με αυτό αποσυντίθεται σε CdO. Η αλληλεπίδραση του υδροξειδίου του καδμίου με το υπεροξείδιο του υδρογόνου (υπεροξείδιο) σε ένα υδατικό διάλυμα οδηγεί στο σχηματισμό υπεροξειδίων (υπεροξείδια) διαφόρων συνθέσεων.

Χρησιμοποιώντας υλικά από τον ιστότοπο http://i-think.ru/

ADR 6.1
Τοξικές ουσίες (δηλητήριο)
Κίνδυνος δηλητηρίασης με εισπνοή, επαφή με το δέρμα ή σε περίπτωση κατάποσης. Επικίνδυνο για το υδάτινο περιβάλλον ή το σύστημα αποχέτευσης (παρόμοιο με τα επικίνδυνα εμπορεύματα ADR για τη μεταφορά υδραργύρου, λιγότερο επικίνδυνα)
Χρησιμοποιήστε μάσκα εξόδου κινδύνου
Λευκό διαμάντι, αριθμός ADR, μαύρο κρανίο και χιαστί

ADR Ψάρια
Ουσίες επικίνδυνες για το περιβάλλον (οικολογία, συμπεριλαμβανομένων υλικών που τήκονται, διαλυτά, σκόνη και ρέοντα υλικά)
Επικίνδυνο για το υδάτινο περιβάλλον ή το σύστημα αποχέτευσης (παρόμοιο με τα επικίνδυνα εμπορεύματα ADR για τη μεταφορά υδραργύρου, λιγότερο επικίνδυνα)