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Cádmio (Cd) - Elemento 48 (Pode 2024)
Cádmio (Cd), elemento químico, um metal do Grupo 12 (IIb ou grupo de zinco) da tabela periódica.
elemento do grupo de zinco
zinco (Zn), cádmio (Cd), mercúrio (Hg) e copernício (Cn). Eles têm propriedades em comum, mas também diferem em aspectos significativos.
Propriedades do elemento
| número atômico | 48. |
|---|---|
| peso atômico | 112,40 |
| ponto de fusão | 321 ° C (610 ° F) |
| ponto de ebulição | 765 ° C (1.409 ° F) |
| Gravidade Específica | 8,65 a 20 ° C (68 ° F) |
| Estado de oxidação | +2 |
| configuração eletrônica | [Kr] 4d 10 5s 2 |
Propriedades, ocorrência e usos
Branco prateado e capaz de polir alto, o cádmio é quase tão macio quanto o estanho e, como o estanho, emite um som de estalo quando dobrado; pode ser enrolado em folhas. O cádmio derrete e ferve a temperaturas relativamente baixas; seu vapor é amarelo profundo e monatômico. O metal é permanente no ar seco, fica revestido com o óxido no ar úmido, queima no aquecimento até a vermelhidão e é facilmente solúvel em ácidos minerais. O envenenamento resulta da inalação de vapor ou poeira de cádmio. Friedrich Stromeyer, químico alemão, descobriu o elemento (1817) em uma amostra de carbonato de zinco e, no mesmo ano, KSL Hermann e JCH Roloff encontraram cádmio em uma amostra de óxido de zinco. Ambos os compostos de zinco estavam sendo examinados porque sua pureza como produtos farmacêuticos era suspeita.
Um elemento raro (cerca de 0,2 grama por tonelada na crosta terrestre), o cádmio ocorre em alguns minerais e em pequenas quantidades em outros minérios, especialmente minérios de zinco, dos quais é produzido como subproduto. O principal minério de zinco, blenda de zinco ou esfalerita consiste principalmente em sulfeto de zinco, contendo de 0,1 a 0,3% de cádmio. Todos os métodos de produção de zinco começam com a conversão do sulfeto em óxido de zinco por torrefação: o cádmio fica concentrado nos fumos, que são tratados em várias etapas até que um produto seja obtido contendo mais de 99,9% de cádmio. Alguns minérios de chumbo também contêm pequenas quantidades de cádmio e, se estiver presente em quantidade suficiente, é recuperado por um ciclo de operações semelhante ao usado pelas fundições de zinco. Os produtores de zinco que usam o processo eletrolítico recuperam o cádmio de uma maneira um pouco diferente, mas novamente o princípio é o mesmo, começando com a torrefação de sulfeto de zinco, seguida pelo tratamento das poeiras das chaminés. A maior parte do cádmio é recuperada em um desses três processos. China, Coréia do Sul, Canadá, Japão e Cazaquistão lideraram o mundo no refinamento de cádmio no início do século XXI.
A maior parte do cádmio produzido é galvanizada em aço, ferro, cobre, latão e outras ligas para protegê-los da corrosão. O revestimento de cádmio é especialmente resistente ao ataque de álcalis. O cádmio é fisicamente semelhante ao zinco, mas é mais denso e macio. O cádmio revestido tem um tamanho de grão menor que os revestimentos de eletro-zinco, e os depósitos tendem a ser mais uniformes e suaves. Consequentemente, uma boa proteção é proporcionada por revestimentos finos de cádmio e, portanto, apesar de seu alto preço, é frequentemente usado para a proteção de peças de precisão. Sua resistência às atmosferas marinhas também é superior à do zinco.
Uma aplicação importante do cádmio é seu uso como ânodo com óxido de níquel ou prata como cátodo e um eletrólito de potássio cáustico em baterias recarregáveis de armazenamento elétrico para usos em que menor peso, vida útil mais longa e estabilidade durante o armazenamento em condições descarregadas são desejáveis. em aeronave.
O cádmio se combina com muitos metais pesados para produzir ligas; as mais importantes são as ligas de rolamentos e ligas de baixo ponto de fusão usadas na brasagem. As pequenas quantidades de cádmio adicionadas aos metais pesados as fortalecem. Um por cento adicionado ao cobre aumenta sua resistência e dureza com apenas uma pequena redução na condutividade elétrica. Ligado ao zinco, o cádmio forma soldas com boa resistência ao cisalhamento. Por absorver eficientemente nêutrons térmicos, é usado em barras de controle para alguns reatores nucleares.
O cádmio natural é uma mistura de oito isótopos: 106 Cd (1,2 por cento), 108 Cd (0,9 por cento), 110 Cd (12,4 por cento), 111 Cd (12,8 por cento), 112 Cd (24,0 por cento), 113 Cd (12,3 por cento), 114 Cd (28,8 por cento) e 116 Cd (7,6 por cento).
Compostos
Nos seus compostos, o cádmio exibe quase exclusivamente o estado de oxidação +2, como no íon Cd2 + incolor, que forma vários íons complexos estáveis, especialmente os halogenetos. Alguns compostos do estado de oxidação +1 foram preparados dissolvendo metal cádmio em halogenetos de cádmio (Cd2 +) fundidos com carga dupla. O íon diatômico de cádmio resultante, Cd 2 2+ (onde o cádmio está no estado de oxidação +1), é instável na água e imediatamente desproporcional ao metal cádmio e Cd 2+.
O composto de cádmio mais importante é o óxido de cádmio, CdO. É um pó marrom produzido pela queima de vapor de cádmio no ar e fornece um material de partida conveniente para a produção da maioria dos outros sais de cádmio. Outro composto de algum valor econômico é o sulfeto de cádmio, CdS. Geralmente produzido pelo tratamento da solução de cádmio com um sulfeto solúvel, é um pigmento amarelo brilhante conhecido como amarelo de cádmio, usado em tintas de alta qualidade e pigmentos artísticos devido à sua estabilidade de cor e resistência ao enxofre e à oxidação. Um outro composto digno de nota, o seleneto de cádmio (CdSe), é comumente precipitado pelo seleneto de hidrogênio ou selenetos alcalinos a partir de soluções de sais de cádmio. Variando as condições de precipitação, cores estáveis que variam de amarelo a vermelho brilhante podem ser produzidas. Sozinho ou misturado com sulfeto de cádmio, é amplamente utilizado como pigmento de alta qualidade.
