Cadmio
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| Generalità | |||||||||||||
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| Nome, Simbolo, Numero atomico | cadmio, Cd, 48 | ||||||||||||
| Serie chimica | metalli di transizione | ||||||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 12, 5, d | ||||||||||||
| Densità, Durezza | 8650 kg/m3, 2 | ||||||||||||
| Aspetto | metallo bianco argenteo Immagine mancante Cd,48.jpg aspetto del cadmio | ||||||||||||
| Proprietà atomiche | |||||||||||||
| Peso atomico | 112,411 amu | ||||||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 155 (161) pm | ||||||||||||
| Raggio covalente | 148 pm | ||||||||||||
| Raggio di van der Waals | 158 pm | ||||||||||||
| Configurazione elettronica | [Kr]4d10 5s2 | ||||||||||||
| elettroni (e-) per livello energetico | 2, 8, 18, 18, 2 | ||||||||||||
| Stati di ossidazione | 2 (debolmente basico) | ||||||||||||
| Struttura cristallina | esagonale | ||||||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||||||
| Stato a temperatura ambiente | solido | ||||||||||||
| Punto di fusione | 594,22 K (321,07 °C) | ||||||||||||
| Punto di ebollizione | 1040 K (767 °C) | ||||||||||||
| Volume molare | 13,00×10-6 m3/mol | ||||||||||||
| Calore di evaporazione | 100 kJ/mol | ||||||||||||
| Calore di fusione | 6,192 kJ/mol | ||||||||||||
| Tensione di vapore | 14,8 Pa a 597 K | ||||||||||||
| Velocità del suono | 2310 m/s a 293,15 K | ||||||||||||
| Varie | |||||||||||||
| Elettronegatività | 1,69 (scala di Pauling) | ||||||||||||
| Calore specifico | 233 J/(kg*K) | ||||||||||||
| Conducibilità elettrica | 13,8×106/(m·ohm) | ||||||||||||
| Conducibilità termica | 96,8 W/(m*K) | ||||||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 867,8 kJ/mol | ||||||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 1631,4 kJ/mol | ||||||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 3616 kJ/mol | ||||||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||||||
| 108Cd | 0,89% | Cd è stabile con 60 neutroni | |||||||||||
| 109Cd | sintetico | 462,6 giorni | ε | 0,214 | 109Ag | ||||||||
| 110Cd | 12,49% | Cd è stabile con 62 neutroni | |||||||||||
| 111Cd | 12,8% | Cd è stabile con 63 neutroni | |||||||||||
| 112Cd | 24,13% | Cd è stabile con 64 neutroni | |||||||||||
| 113Cd | sintetico | 7,7×1015 anni | β- | 0,316 | 113In | ||||||||
| 113Cdm | sintetico | 14,1 anni | β- IT | 0,580 0,264 | 113In | ||||||||
| 114Cd | 28,73% | Cd è stabile con 66 neutroni | |||||||||||
| 116Cd | 7,49% | Cd è stabile con 68 neutroni | |||||||||||
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iso = isotopo | |||||||||||||
Il cadmio è l'elemento chimico di numero atomico 48. Il suo simbolo è Cd. È un metallo di transizione tossico relativamente raro; tenero, bianco-argenteo con riflessi azzurrognoli. Si trova nei minerali dello zinco e trova largo impiego nelle pile.
| Indice |
Caratteristiche
Il cadmio è un metallo bivalente dall'aspetto argenteo con rilessi azzurrognoli; è malleabile, duttile e tenero al punto che piò essere tagliato con un normale coltello. Sotto molti aspetti somiglia allo zinco ma tende a formare composti più comlessi di quest'ultimo.
Nei suoi composti ha numero di ossidazione +2. Sono noti alcuni rari casi in cui ha numero di ossidazione +1.
Applicazioni
Circa tre quarti della quantità di cadmio prodotta vengono usati nelle pile al nichel-cadmio, mentre il quarto rimanente è principalmente usato per produrre pigmenti, rivestimenti e stabilizzanti per materie plastiche.
Tra gli altri usi si annoverano:
- L'impiego in leghe metalliche bassofondenti e per saldatura
- L'impiego in leghe metalliche ad alta resistenza all'usura
- L'impiego nelle cadmiature, ovvero nel rivestimento di materiali con un film di cadmio metallico tramite elettrodeposizione
- Come barriera per controllare le reazioni di fissione nucleare
- Composti del cadmio sono usati per produrre i fosfori dei televisori in bianco e nero ed i fosfori blu e verdi dei televisori a colori
- Il solfuro di cadmio è un pigmento giallo
- L'impiego in alcuni semiconduttori
- Alcuni composti del cadmio sono degli stabilizzanti per il PVC
- È stato usato per costruire il primo rivelatore di neutrini
Storia
Il cadmio (dal latino cadmia, a sua volta dal greco kadmeia, calamina) fu scoperto nel 1817 in Germania da Friedrich Strohmeyer, che lo individuò tra le impurità della calamina, un minerale a base di carbonato di zinco, notando che alcuni campioni impuri di calamina cambiavano colore per riscaldamento, a differenza della calamina pura.
Benché il cadmio ed i suoi composti siano molto tossici, la farmacopea britannica (British Pharmaceutical Codex) del 1907 elenca lo ioduro di cadmio tra i medicinali per curare "le giunture ingrossate, la scrofola e i geloni".
Nel 1927 la Conferenza Internazionale dei Pesi e delle Misure ridefinì il metro come 1.553.164,13 volte la lunghezza d'onda della linea rossa dello spettro del cadmio e tale definizione restò in vigore fino a quando fu sostituita da quella basata sul kripton.
Disponibilità
I minerali di cadmio sono rari e si trovano in piccole quantità. La Greenockite (CdS), l'unico minerale di cadmio importante, è quasi sempre associata alla sfalerite (ZnS). Perciò il cadmio viene estratto in genere come sottoprodotto dell'estrazione e della raffinazione dello zinco e, in minor misura, del piombo e del rame. Piccole quantità di cadmio (circa il 10% del consumo totale) provengono dal riciclaggio di rottami di ferro e d'acciaio. La produzione di cadmio negli Stati Uniti iniziò nel 1907, ma l'uso corrente di questo elemento iniziò soltanto dopo la prima guerra mondiale.
Isotopi
Il cadmio che si trova in natura consiste di 6 isotopi stabili. Del cadmio sono stati inoltre individuati 27 radioisotopi di cui i più stabili sono 113Cd con un'emivita di 7,7 × 1015 anni, 109Cd (462,6 giorni) e 115Cd (53,46 ore). Tutti gli altri hanno tempi di dimezzamento inferiori a 2,5 ore e la maggior parte di loro inferiore a 5 minuti. Questo elemento ha inoltre 8 metastati di cui i più stabili sono 113Cdm (emivita: 14,1 anni), 115Cdm (44,6 giorni) e 117Cdm (3,36 ore).
Gli isotopi del cadmio hanno un peso atomico che va da 96,935 amu (97) a 137,934 (138Cd). La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 112Cd è la cattura elettronica con conseguente trasformazione in argento, per gli altri è il decadimento beta con trasformazione in indio.
Precauzioni
50px|tossico
50px|vuota
50px|vuota
50px|vuota
50px|vuota
frasi R: R 49-20/21/22
frasi S: S 53-22-36/37-45
vanno manipolate con cautela.
Leggi il disclaimer
Il cadmio non riveste alcun ruolo biologico nel corpo umano. Sia lui che i suoi composti sono tossici perfino a basse concentrazioni e tendono ad accumularsi negli organismi e negli ecosistemi.
L'inalazione di polveri di cadmio provoca rapidamente problemi alle vie respiratorie ed ai reni, spesso fatali per insufficienza renale. L'ingestione provoca immediato avvelenamento e danneggia il fegato e i reni.
I composti del cadmio sono cancerogeni. Oltre a danneggiare i reni causano anche osteoporosi e osteomalachia.
Nel maneggiare il cadmio e i suoi composti è importante lavorare sotto una cappa aspirante in modo da non inalarne i vapori.
L'esposizione a lungo termine al cadmio dei lavoratori dei bagni galvanici per cadmiatura produce seri problemi di tossicità.
Collegamenti esterni
in inglese
- Los Alamos National Laboratory – Cadmium
- WebElements.com – Cadmium
- EnvironmentalChemistry.com – Cadmium
- Pictures of Crystalline Cadmium
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