Реферат: Происхождение Кадмия

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 ‑серебристо-белый, отливающий синевой металл, тускнеющий на воздухе из-за образованиязащитной 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 пероксидаводорода.

Разбавленныесоляная и серная кислоты при нагревании постепенно реагируют с кадмием,выделяя водород. Сухой хлороводород взаимодействует скадмием при температуре 440 °

С. Сухой сернистый газ также реагирует с металлом, приэтом образуется сульфид кадмия CdS и отчасти его сульфат CdSO4.Азотная кислота, взаимодействуя с кадмием в условиях обычных выделяет аммиак, апри нагревании - оксиды азота.

Кадмий, в отличии от цинка, не растворим в едких щелочах, но такжерастворяется в гидроксиде аммония. При взаимодействиикадмия 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 CdOможно получить сжиганием металла на воздухе или в кислороде, обжигом егосульфида или термическим 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.

Гидроксидкадмия Cd(OH)2 в виде белогостуденистого осадка выделяется из растворов его солей при действии щелочей.

Сульфид кадмия CdS–одно из важнейших соединений кадмия. В зависимости от физико-химических условийполучения он может быть от лимонно-желтого до красного цвета.

Галогенитыкадмия достаточно легко получают прямым взаимодействием элементов, а такжерастворением кадмия, его оксида или карбоната в соответствующих кислотах. Всеобразующие соли – бесцветные кристаллические вещества.

Карбонат кадмия CdCО3в виде белого аморфного осадка выпадает из растворов кадмия при добавлении кним щелочных 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,или кадмиевая обманка. При разработке месторождений цинковых руд гринокит добывается вместе с фаеритоми попадает на цинковые заводы. В ходе переработки кадмий концентрируется внекоторых полупродуктах процесса, из которых затем его и 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 защитныепокрытия, предохраняющие металлы от коррозии. Эти покрытия имеютзначительное преимущество перед никелевыми, цинковыми или оловянными, т.к. неотслаиваются от 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 защиты электроконтактов.

Вторая область применениякадмия – производство сплавов. Сплавыкадмия серебристо-белые, пластичные, хорошо поддаются механической обработке.Сплавы кадмия с небольшими добавками никеля, меди и серебра используют дляизготовления подшипников мощных судовых, авиационных и автомобильныхдвигателей.

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,используется для изготовления регулирующих и аварийных стержней ядерных реакторов на медленныхнейтронах.

В ювелирном деле используют сплавы золота с кадмием. Изменяясоотношение компонентов получают различные цветовые оттенки.

Никелево-кадмиевые аккумуляторы, даже полностью разряженныене приходят в полную негодность.

Амальгама кадмия используется в стоматологии для изготовления пломб.

Биологические свойства кадмия.

Кадмиевые покрытия,недопустимы, когда они должны контактировать с пищевыми продуктами. Сам металлнетоксичен, зато чрезвычайно ядовитырастворимые соединения кадмия. Причем опасен любой путь их попадания в организми в любом состоянии (раствор, пыль, дым, туман). По токсичности кадмий неуступает ртути и мышьяку. Соединения кадмия угнетающе действуют на нервнуюсистему, поражают дыхательные пути 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 растений благоприятносказывается на их развитии.

еще рефераты

Еще работы по химии

Реферат по химии

Проблемы утилизации. Переработка отходов

29 Августа 2013

Реферат по химии

Растворы и растворимость

15 Июля 2015

Реферат по химии

Порох, его свойства и применение