История открытия кадмия. Авторомоткрытия кадмия в 1817 г. считается профессор Геттингенского университета Ф.Штромейер. Однако было несколько сообщений разных авторов, и все онидатированы весной 1818г. Осенью1817г. при проверке некоторых аптек округа Магдебург в Германии был обнаруженоксид цинка, содержавший какую-то примесь.Окружной врач Р. Ролов заподозрилприсутствие в нем мышьяка и запретил продажу препарата. Владелец фабрики,выпускавшей оксид цинка, К. Германн не согласился с такимрешением и приступил к исследованию злополучного продукта.
В результате своихэкспериментов он заключил, что вырабатываемый его фабрикой оксид цинка содержитпримесь какого-то неизвестного металла. Полученные данные К. Германнопубликовал в апреле 1818 г. в статье О силезском оксиде цинка и о найденном внем вероятно еще неизвестном металле . Одновременно было опубликованоблагоприятное заключение Ф. Штромейера, который подтвердил выводы Германна ипредложил назвать новый металл кадмием.Ф.Штромейер, который был генеральным инспектором аптек провинции Ганновер,поместил в другом журнале обстоятельную статью о новом металле.
Статья,датированная 26 апреля 1818 г опубликована в выпуске, на обложке которогопроставлен 1817 г. Видимо, это обстоятельство в сочетании с тем, что Штромейер с согласия Германна далнаименование открытому металлу, и привело к ошибкам в определении как даты, таки автора открытия.Физические свойства.Кадмий 8209 серебристо-белый, отливающий синевой металл, тускнеющий навоздухе из-за образования защитной пленки оксида.
Температура плавления 321 C, температура кипения - 770 С. Палочка чистого кадмияпри сгибании хрустит подобно олову, но любые примеси в металле уничтожают этотэффект. Кадмий тверже олова, но мягче чинка его можно резать ножом.Принагревании выше 80 C кадмий теряет упругость дотакой степени, что его можно истолочь в порошок. Кадмийобразует сплавы и соединения со многими металлами, хорошо растворяется в ртути.Общая химическая характеристика кадмия.
Принагревании окисление становится интенсивнее и возможно воспламенение металла.Порошкообразный кадмий легко загорается на воздухе ярким красным пламенем,образуя оксид. Еслиэнергично смешивать с водой порошкообразный кадмий, то наблюдается выделениеводорода и можно обнаружить присутствие пероксида водорода. Разбавленныесоляная и серная кислоты при нагревании постепенно реагируют скадмием, выделяя водород.Сухой хлороводород взаимодействует с кадмием притемпературе 440 С.Сухой сернистый газ также реагирует с металлом, при этом образуется сульфидкадмия CdS и отчасти его сульфат CdSO4. Азотная кислота,взаимодействуя с кадмием в условиях обычных выделяет аммиак, а принагревании - оксиды азота.
Кадмий, в отличии от цинка, нерастворим в едких щелочах, но также растворяется в гидроксиде аммония. Привзаимодействии кадмия с раствором нитрата аммония образуются нитраты.Алюминий, цинк и железовытесняют кадмий из растворов его соединений.Сам он осаждает из растворов медьи другие более электроположительные элементы. При нагревании кадмийнепосредственно соединяется с фосфором, серой, селеном, теллуром и галогенами,однако получить его гидрид и нитрид прямым взаимодействием с водородом и азотомне удается.Важнейшие соединения кадмия.Оксид кадмия CdO можно получитьсжиганием металла на воздухе или в кислороде, обжигом его сульфида илитермическим разложением некоторых соединений.
Это порошок разного цвета, в зависимости от температуры,при которой он получен зеленовато-желтый 350-370 С густого темно-синего 800 С. ,коричневого, черного.Гидроксид кадмия Cd OH 2 ввиде белого студенистого осадка выделяется из растворов его солей при действиищелочей.Сульфид кадмия CdS одно изважнейших соединений кадмия.
В зависимости от физико-химических условийполучения он может быть от лимонно-желтого до красного цвета.Галогениты кадмиядостаточно легко получают прямым взаимодействием элементов, а такжерастворением кадмия, его оксида или карбоната в соответствующих кислотах.
Всеобразующие соли бесцветные кристаллические вещества.Карбонат кадмия CdCО3 ввиде белого аморфного осадка выпадает из растворов кадмия при добавлении к нимщелочных карбонатов. Сырьевые источники кадмия. Получение кадмия.Кадмий является рассеяннымэлементом, т.е. он почти не образует собственных минералов, а месторождениятаких минералов не известны совсем.Кадмий присутствует в рудах других металловв концентрациях, составляющих сотые и тысячные доли процента.
Некоторые руды,содержащие 1-1,5 кадмия, считаются чрезвычайно богатыми этим металлом.Единственный минерал кадмия,представляющий некоторый интерес его природный сульфид гринокит, иликадмиевая обманка. При разработке месторождений цинковых руд гринокитдобывается вместе с фаеритом и попадает на цинковые заводы.В ходе переработкикадмий концентрируется в некоторых полупродуктах процесса, из которых затем егои извлекают.Таким образом, реальным сырьемдля получения кадмия являются кеки цинкоэлектролитных заводов, свинцовых и медеплавильныхзаводов.Впервые производство былоорганизовано в Верхней Силезии в 1829 г.В настоящее время в мирепроизводится свыше 10000 т кадмия в год.Применение кадмия.Основная часть промышленногопотребления кадмия приходится на кадмиевые защитные покрытия,предохраняющие металлы от коррозии.
Эти покрытия имеют значительноепреимущество перед никелевыми, цинковыми или оловянными, т.к. не отслаиваютсяот деталей при деформации.Кадмиевые покрытия в некоторыхслучаях превосходят все остальные 1 при защите от морской воды, 2 длядеталей, работающих в закрытых помещениях с высокой влажностью, 3 для защитыэлектроконтактов.Вторая область применениякадмия производство сплавов.
Сплавы кадмия серебристо-белые,пластичные, хорошо поддаются механической обработке. Сплавы кадмия с небольшимидобавками никеля, меди и серебра используют для изготовления подшипников мощныхсудовых, авиационных и автомобильных двигателей.Провод из меди с добавлениемвсего 1 кадмия в два раза прочнее, при этом его электропроводность снижаетсянезначительно.Медно-кадмиевый сплав сдобавкой циркония обладает еще большой прочностью и используется для линийвысоковольтных передач.Чистый кадмий, благодарязамечательному свойству высокому сечению захвата тепловых нейтронов, используетсядля изготовления регулирующих и аварийных стержней ядерных реакторов намедленных нейтронах.В ювелирном делеиспользуют сплавы золота с кадмием.
Изменяя соотношение компонентов получаютразличные цветовые оттенки.Никелево-кадмиевые аккумуляторы,даже полностью разряженные не приходят в полную негодность.Амальгама кадмия используется встоматологии для изготовления пломб. Биологические свойства кадмия.Кадмиевые покрытия,недопустимы, когда они должны контактировать с пищевыми продуктами.
Сам металлнетоксичен, зато чрезвычайно ядовиты растворимые соединения кадмия.Причем опасен любой путь их попадания в организм и в любом состоянии раствор,пыль, дым, туман . По токсичности кадмий не уступает ртути и мышьяку.Соединения кадмия угнетающе действуют на нервную систему, поражают дыхательныепути и вызывают изменения внутренних органов.Большие концентрации кадмиямогут привести к острому отравлению минутное пребывание в помещении,содержащим 2500 мг м3 его соединений, приводит к смерти.
При остромотравлении симптомы поражения развиваются не сразу, а после некоторого скрытогопериода, который может продолжаться от 1-2 до 30-40 ч. Несмотряна токсичность, доказано, что кадмий микроэлемент, жизненно необходимый дляразвития живых организмов.
Функции его пока неясны. Подкормка растенийблагоприятно сказывается на их развитии.