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Cadmium
Cadmium
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Cadmium
Allgemeines
NameCadmium
SymbolCD
Ordnungszahl48
GruppeZinkgruppe
ZeitspannePeriode 5
BlockD-Block
SerieÜbergangsmetalle
FarbeSilber grau
Chemische Eigenschaften
Atommasse (Sie)112,41
Elektronenkonfiguration[kr]4d10 5s2
Oxidationsstufen 2
Elektronegativität (Pauling)1,69
Atomradius (Uhr)151
1 Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)867,78
2. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)1631,42
3. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)3616,30
Physikalische Eigenschaften
Dichte (kg·ich−3)8650
Härte (Mohs)2,0
Schmelzpunkt (k)594
Siedepunkt (K)1038
AggregatzustandFest
Schmelzwärme (kJ mol−1)6,19
Verdampfungswärme (kJ mol−1)99,57
Van-der-Waalse-Radius (pm)158
KristallstrukturVerhexen
Molarvolumen (m3mol−1)13,01·10−6
Schallgeschwindigkeit (mso−1)2310
Spezifische Wärme (J kg−1·K−1)230
Elektrischer WiederstandΩ·cm)6,83
Wärmeleitung (Wich−1·K−1)96,8
SIEinheiten und Standardtemperatur und -druck werden verwendet,
sofern nicht anders angegeben
Portal  Portalsymbol  Chemie

Cadmium ist ein Chemisches Element mit Symbol CD und Ordnungszahl 48. Es ist ein Silbergrau Übergangsmetall.

Entdeckung

Cadmium war in 1817 entdeckt von der DeutscheChemikerFriedrich Strohmeyer wie eine Unreinheit im MineralCalamit (Zinkcarbonat). Seit etwa 100 Jahren Deutschland das einzige Land der Welt, das Cadmium in großem Umfang produziert.

Obwohl heute bekannt ist, dass Cadmium und Cadmiumverbindungen äußerst giftig sind, Britischer Pharmakodex im 1907 dass Cadmiumjodid im Medizin könnte zur Behandlung einiger Krankheiten eingesetzt werden.

Im 1927 wurde von der Internationalen Konferenz für Maß und Gewicht genehmigt Meter neu definiert basierend auf dem Rot Spektrallinie von Cadmium. Im 1960 die Definition wurde nochmals überarbeitet (siehe Krypton).

Der Name Cadmium kommt von LateinCadmia (Griechisch: kadmeia, καδμεία), ein alter Name für Zinkcarbonat.[1]

Anwendungen

In niedrig schmelzenden Legierungen (z. B. Lot) und in Legierungen mit hoher Verschleiß- und Ermüdungsbeständigkeit wird regelmäßig Cadmium eingesetzt. Es hat auch elektrochemische Anwendungen, einschließlich in Kalibrierzellen mit einem Standard elektromotorische Kraft. Es wird als Leuchtstoff in Fernsehröhren verwendet und sowohl das Sulfid CDS als Selenid CdSe sind wichtige Halbleiter. CdS wird als gelber oder roter Farbfarbstoff und in der lichtempfindlichen Schicht in Trommeln (Trommeln) von Kopierern und Laserdruckern verwendet. Cadmium wurde auch in verwendet wiederaufladbare Batterien, Batterien. Dies ist seit Januar 2005 von der Europäischen Union verboten. Außerdem wird Cadmium in der Legierung verwendet Holzmetall und für einige Arten von Hobbyfarben.Aufgrund seiner großen Aufnahmekapazität für Neutronen wird Cadmium auch verwendet in Kontrollstäbe vor dem Kernreaktoren.

Bemerkenswerte Funktionen

Das Metall ist weich und bläulich weiß. Die Cadmiumchemie unterliegt den Elektronenkonfiguration von ihm zum Zinkgruppe zugehöriges Element: 4d105s2. Die d-Elektronen sind in dieser Gruppe zu einer inneren Schale geworden, sodass nur die beiden 5s-Elektronen wichtig sind. Das Element bildet daher fast ausschließlich Cd2 Ionen.

Das Metall hat einen relativ niedrigen Siedepunkt von 765°C. Dies spiegelt die Tatsache wider, dass der Abstand (in Energie) zu den 5p-Niveaus bereits recht groß ist, sodass die 5s2 Konfiguration wirkt schon etwas wie eine geschlossene Hülle. Biene Merkur stimmt das noch mehr.

Cadmium wird auch in einer Legierung mit Gold, so dass grünes Gold entsteht.

Aussehen

Cadmiumhaltige Erze sind relativ selten. Das einzige Mineral die erhebliche Mengen an Cadmium enthält Greenockiet, in dem es als Cadmiumsulfid (CdS) vorkommt.[1] Es findet sich fast immer in Kombination mit Sphalerit, das aus Zinksulfid (ZnS) besteht.[1] Cadmium ist ein Nebenprodukt der Zinkabbau und in geringerem Maße von führen- und Kupferbergbau.[1] Darüber hinaus stammen etwa 10 % des weltweit verwendeten Cadmiums aus der Recycling von Batterien und andere cadmiumhaltige Konsumgüter.

Isotope

sehen Isotope von Cadmium für den Hauptartikel zu diesem Thema.
Stabilste Isotope
ISORA (%)halbes LebenVVVE (MeV)VP
106CD1,25stabil mit 58 Neutronen
107CDsyn6,50 haEV1,417107Ag
108CD0,89stabil mit 60 Neutronen
109CDsyn462,6 dEV0,214109Ag
110CD12,49stabil mit 62 Neutronen
111CD12,80stabil mit 63 Neutronen
112CD24,13stabil mit 64 Neutronen
113CD12,227,7·1015jaβ0,316113Im
114CD28,73stabil mit 66 Neutronen
115CDsyn53,46 haβ1,446115Im
116CD7,49stabil mit 68 Neutronen

Auf der Erde gibt es von Natur aus sechs stabile Cadmiumisotope. Außerdem sind 27 Radioisotope bekannt, davon 113CD mit a halbes Leben ab 7.7 1015 lebt am längsten und macht auch etwa 12% des gesamten vorhandenen Cadmiums aus. Die anderen radioaktiven Isotope, einschließlich Cadmium-103, haben Halbwertszeiten in der Größenordnung von Tagen, Stunden und Minuten.

Toxikologie und Sicherheit

Cadmium ist eines der wenigen Elemente, das in höheren Organismen überhaupt keine bekannte Funktion hat. Es gibt jedoch bestimmte Kieselalgen bekannt, dass Cadmium als Cofaktor im Enzym verwenden Sie Carbonat-Dehydratase anstelle von Zink. Metallisches Cadmium und Cadmiumverbindungen sind bereits in sehr geringen Konzentrationen äußerst giftig, da sie sich in Organismen und Ökosystemen anreichern. Eingeatmete Cadmiumdämpfe können verheerende Folgen mit tödlichen Folgen haben Nieren und Atemwege. Bei oraler Verabreichung kann Cadmium Schäden im Leber und Nieren. Viele Cadmiumverbindungen sind bekannt oder stehen in starkem Verdacht, krebserregend zu sein. Cadmiumvergiftung kann zu Itai-Itai-Krankheit, das aus dem japanisch kann als "Schmerz-Schmerz"-Krankheit übersetzt werden. Das Gesundheitsrat empfohlen im Oktober 2020, Cadmium als reproduktionstoxische Substanz einzustufen. Die berufsbedingte Exposition gegenüber dem Stoff kann die Fruchtbarkeit von Männern und Frauen sowie die Entwicklung des ungeborenen Kindes beeinträchtigen. Der Gesundheitsrat empfiehlt auch die Einstufung: „kann durch Stillen schädlich sein“

Im Gegensatz zu einigen anderen Schwermetallen tritt emittiertes Cadmium als führen, gelangt in unsere Nahrung, weil es von Pflanzen aufgenommen wird. Das Cadmium wird im Leber und Niere von Tieren, die diese Pflanzen essen. Auch eine direkte Einnahme ist möglich; im Blattgemüse wenn Grüner Salat und Spinat hohe Konzentrationen von Cadmium treten schnell auf. Brunnenwasser aus belasteten Gebieten enthält Cadmium, außerdem einige Staubpartikel Cadmium-reich, und diese können durch Einnahme oder Inhalation in den Körper aufgenommen werden.

Eine geringe Cadmium-Exposition verursacht keine unmittelbaren Gesundheitsprobleme, schadet aber langfristig der Gesundheit; es stört die Nierenfunktion und macht die Knochen weniger stark (Osteoporose und Frakturen). Eine kürzlich (2006) durchgeführte groß angelegte Studie im Noorderkempen Untersuchungen haben gezeigt, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Einatmen großer Mengen Cadmium und der Vorbeugung von Lungenkrebs gibt. Es wird von der IARC daher als "krebserzeugend für den Menschen" eingestuft.

Erdbodenverschmutzung

Im Noorderkempen und in Hoboken das Gebiet ist historisch mit Cadmium belastet. Dies ist auf die Emission von Zinkhütten, der Nichteisenindustrie zugehörig, wie das Unternehmen Union Minière, die später umbenannt wurde Umicore. Die Fabrik lieferte auch cadmiumreiche Schlackezum Bau von Straßen und Zufahrten verwendet. In der Nähe dieser Fabriken wurden rund 500 Straßenkilometer mit zink- und/oder bleihaltigen Materialien gebaut. Darüber hinaus wird Cadmium aus Verbrennungsanlagen durch die Verbrennung cadmiumhaltiger Batterien Und durch Krematorien. Derzeit sind viele Ursachen bereits behoben, dennoch gibt es Cadmiumemissionen von Unternehmen, wenn auch unter den gesetzlichen Standards.

Aufnahme begrenzen

Folgende Tipps reduzieren die Cadmiumaufnahme (in stark kontaminierten Gebieten):

  • Beschränken Sie den Verzehr von Gemüse aus Ihrer eigenen Region;
  • Verzicht auf Blattgemüse aus eigenem Anbau (siehe oben) als sichereres Gemüse Gurken und Kürbisse;
  • Beschränken Sie die Verwendung von Brunnen- und Regenwasser;
  • Nicht rauchen. Zigarettenrauch enthält Cadmium. Eine Zigarette enthält etwa 1-2 µg Cadmium. Etwa 10 % davon werden inhaliert. Raucher nehmen demnach etwa 2-4 µg Cadmium aus 20 Zigaretten auf[2];
  • Begrenzung der Staubaufnahme durch
    • Nass zu bürsten oder einen Staubsauger mit speziellem Filter zu verwenden;
    • Bepflanzen oder bedecken Sie den Boden in der Nähe des Hauses mit HolzBorke, um eine Explosion zu verhindern;
    • Füße wischen beim Betreten.

Siehe auch

Externe Links

Siehe die Kategorie Cadmium von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.