kadmium

Text hesla

kadmium [gr.], cadmium, zn. Cd — chemický prvok 12. skupiny periodickej sústavy prvkov, protónové číslo 48, relatívna atómová hmotnosť 112,414, teplote topenia 320,8 °C, teplota varu 765 °C, hustota 8,65 g/cm3. Striebrobiely mäkký lesklý kov, ktorý reaguje s kyslíkom zo vzduchu, preto rýchlo stráca lesk. Vytvorený tenký povlak oxidu kademnatého CdO bráni ďalšej oxidácii. Kadmium objavil 1817 F. Stromeyer pri skúmaní minerálu smithsonitu a takmer súčasne aj nemecký chemik Carl Samuel Hermann (*1765, †1846) pri výskume prímesí oxidu zinočnatého ZnO. Názov kadmia pochádza z gr. kadmeia, čo bol pôvodný názov zinkovej rudy s obsahom ZnO alebo ZnCO3 (smithsonitu). Podľa výskytu v zemskej kôre (0,16 g/t) je 63. prvkom v poradí. Získava sa ako vedľajší produkt pri spracovaní zinkových rúd. Pri oddeľovaní kadmia od zinku sa využívajú skutočnosti, že oxid kademnatý CdO sa ľahšie redukuje ako oxid zinočnatý ZnO a zároveň teplota varu kadmia je nižšia ako teplota varu zinku (907 °C), preto kadmium možno od zinku oddeliť destiláciou. Svetová produkcia kadmia je okolo 20-tis. ton ročne. Používa sa najmä na výrobu niklovo-kadmiových (Ni-Cd) akumulátorov a na tvorbu ochranných antikoróznych vrstiev, tvorí súčasť rôznych spájok a iných zliatin s nízkou teplotou topenia (napr. Woodov kov). Izotop 113Cd je veľmi dobrým absorbátorom neutrónov, využíva sa napr. v regulačných tyčiach jadrových reaktorov.

Je to neušľachtilý kov, ktorý s neoxidujúcimi kyselinami (HCl, zriedená H2SO4) reaguje za vývoja vodíka. V zlúčeninách má atóm kadmia oxidačné číslo II, veľmi zriedkavo aj oxidačné číslo I (napr. v ióne \(\require{mhchem}\ce{Cd_2^2+}\)). Z halogenidov je biely fluorid kademnatý CdF2 málo rozpustný vo vode, ostatné halogenidy (biely CdCl2, žltý CdBr2 a biely CdI2) sú hygroskopické a vo vode veľmi dobre rozpustné. Rozpustné halogenidy Cd(II) majú vrstevnatú štruktúru, pričom štruktúry CdCl2 a CdI2 slúžia ako štandardné štruktúrne typy, s ktorými sa porovnávajú štruktúry iných halogenidov a hydroxidov dvojmocných kovov. Oxid kademnatý CdO vzniká pri zahrievaní kadmia na vzduchu, pri pražení sulfidu kademnatého CdS alebo pri žíhaní Cd(OH)2, príp. Cd(NO3)2. V závislosti od podmienok termickej reakcie sa môže jeho sfarbenie meniť od žltého cez červené a hnedé až po čierne, pričom zmenu sfarbenia spôsobujú najmä defekty v jeho kryštálovej štruktúre (kryštalizuje v kubickej sústave). Používa sa pri výrobe dekoratívneho skla a glazúr a niklovo-kadmiových akumulátorov i ako katalyzátor hydrogenačných a dehydrogenačných reakcií. Hydroxid kademnatý Cd(OH)2 vzniká ako biela zrazenina po pridaní alkalického hydroxidu k roztoku soli Cd(II), sulfid kademnatý CdS ako žltá zrazenina pri reakcii sulfánu H2S s roztokmi solí Cd(II). Keďže CdS je nerozpustný vo vode, jeho toxicita je nízka. Patrí medzi termicky najstabilnejšie a najkvalitnejšie anorganické pigmenty (→ kadmiová žlť), v zmesi so selenidom kademnatým CdSe je súčasťou pigmentov s oranžovým až s tmavočerveným odtieňom (→ kadmiová červeň), využíva sa aj pri výrobe solárnych článkov a svetloemitujúcich diód. Telurid kademnatý CdTe slúži na výrobu senzorov citlivých na infračervené svetlo a fotočlánkov. Najvýznamnejšie kademnaté soli kyslíkatých kyselín sú vo vode rozpustné 3 CdSO4 · 8H2O a Cd(NO3)2 · 4H2O. Kadmium vytvára aj množstvo komplexov, ktoré sú často tetraédrické, napr. [CdCl4]2− a [Cd(SCN)4]2−, trigonálne bipyramidálne, napr. [CdCl5]3−, alebo oktaédrické, napr. [Cd(NH3)6]2+. Podobne ako zinok tvorí veľa organokovových zlúčenín, napr. typu R2Cd, RCdX (R je alkyl alebo aryl, X je halogenidový anión). Všetky zlúčeniny kadmia rozpustné vo vode sú mimoriadne toxické, hromadia sa v obličkách a v pečeni a môžu spôsobiť až zlyhanie obličiek. Kadmium sa viaže najmä na sulfanylové skupiny proteínov, nahrádza tam pôvodne prítomný zinok, a tým inhibuje funkciu enzýmov.

Text hesla

kadmium [gr.], cadmium, zn. Cd — chemický prvok 12. skupiny periodickej sústavy prvkov, protónové číslo 48, relatívna atómová hmotnosť 112,414, teplote topenia 320,8 °C, teplota varu 765 °C, hustota 8,65 g/cm3. Striebrobiely mäkký lesklý kov, ktorý reaguje s kyslíkom zo vzduchu, preto rýchlo stráca lesk. Vytvorený tenký povlak oxidu kademnatého CdO bráni ďalšej oxidácii. Kadmium objavil 1817 F. Stromeyer pri skúmaní minerálu smithsonitu a takmer súčasne aj nemecký chemik Carl Samuel Hermann (*1765, †1846) pri výskume prímesí oxidu zinočnatého ZnO. Názov kadmia pochádza z gr. kadmeia, čo bol pôvodný názov zinkovej rudy s obsahom ZnO alebo ZnCO3 (smithsonitu). Podľa výskytu v zemskej kôre (0,16 g/t) je 63. prvkom v poradí. Získava sa ako vedľajší produkt pri spracovaní zinkových rúd. Pri oddeľovaní kadmia od zinku sa využívajú skutočnosti, že oxid kademnatý CdO sa ľahšie redukuje ako oxid zinočnatý ZnO a zároveň teplota varu kadmia je nižšia ako teplota varu zinku (907 °C), preto kadmium možno od zinku oddeliť destiláciou. Svetová produkcia kadmia je okolo 20-tis. ton ročne. Používa sa najmä na výrobu niklovo-kadmiových (Ni-Cd) akumulátorov a na tvorbu ochranných antikoróznych vrstiev, tvorí súčasť rôznych spájok a iných zliatin s nízkou teplotou topenia (napr. Woodov kov). Izotop 113Cd je veľmi dobrým absorbátorom neutrónov, využíva sa napr. v regulačných tyčiach jadrových reaktorov.

Je to neušľachtilý kov, ktorý s neoxidujúcimi kyselinami (HCl, zriedená H2SO4) reaguje za vývoja vodíka. V zlúčeninách má atóm kadmia oxidačné číslo II, veľmi zriedkavo aj oxidačné číslo I (napr. v ióne \(\require{mhchem}\ce{Cd_2^2+}\)). Z halogenidov je biely fluorid kademnatý CdF2 málo rozpustný vo vode, ostatné halogenidy (biely CdCl2, žltý CdBr2 a biely CdI2) sú hygroskopické a vo vode veľmi dobre rozpustné. Rozpustné halogenidy Cd(II) majú vrstevnatú štruktúru, pričom štruktúry CdCl2 a CdI2 slúžia ako štandardné štruktúrne typy, s ktorými sa porovnávajú štruktúry iných halogenidov a hydroxidov dvojmocných kovov. Oxid kademnatý CdO vzniká pri zahrievaní kadmia na vzduchu, pri pražení sulfidu kademnatého CdS alebo pri žíhaní Cd(OH)2, príp. Cd(NO3)2. V závislosti od podmienok termickej reakcie sa môže jeho sfarbenie meniť od žltého cez červené a hnedé až po čierne, pričom zmenu sfarbenia spôsobujú najmä defekty v jeho kryštálovej štruktúre (kryštalizuje v kubickej sústave). Používa sa pri výrobe dekoratívneho skla a glazúr a niklovo-kadmiových akumulátorov i ako katalyzátor hydrogenačných a dehydrogenačných reakcií. Hydroxid kademnatý Cd(OH)2 vzniká ako biela zrazenina po pridaní alkalického hydroxidu k roztoku soli Cd(II), sulfid kademnatý CdS ako žltá zrazenina pri reakcii sulfánu H2S s roztokmi solí Cd(II). Keďže CdS je nerozpustný vo vode, jeho toxicita je nízka. Patrí medzi termicky najstabilnejšie a najkvalitnejšie anorganické pigmenty (→ kadmiová žlť), v zmesi so selenidom kademnatým CdSe je súčasťou pigmentov s oranžovým až s tmavočerveným odtieňom (→ kadmiová červeň), využíva sa aj pri výrobe solárnych článkov a svetloemitujúcich diód. Telurid kademnatý CdTe slúži na výrobu senzorov citlivých na infračervené svetlo a fotočlánkov. Najvýznamnejšie kademnaté soli kyslíkatých kyselín sú vo vode rozpustné 3 CdSO4 · 8H2O a Cd(NO3)2 · 4H2O. Kadmium vytvára aj množstvo komplexov, ktoré sú často tetraédrické, napr. [CdCl4]2− a [Cd(SCN)4]2−, trigonálne bipyramidálne, napr. [CdCl5]3−, alebo oktaédrické, napr. [Cd(NH3)6]2+. Podobne ako zinok tvorí veľa organokovových zlúčenín, napr. typu R2Cd, RCdX (R je alkyl alebo aryl, X je halogenidový anión). Všetky zlúčeniny kadmia rozpustné vo vode sú mimoriadne toxické, hromadia sa v obličkách a v pečeni a môžu spôsobiť až zlyhanie obličiek. Kadmium sa viaže najmä na sulfanylové skupiny proteínov, nahrádza tam pôvodne prítomný zinok, a tým inhibuje funkciu enzýmov.

Zverejnené v marci 2017.

citácia

Kadmium [online]. Encyclopaedia Beliana, ISBN 978-80-89524-30-3. [cit. 2019-10-23]. Dostupné na internete: https://beliana.sav.sk/heslo/kadmium