Cadmium

Cadmium
Anschauliche Abbildung des Artikels Cadmium
Kristall und Würfel aus reinem Cadmium
Silber ← Cadmium → Indium
Zn
  Kompakte hexagonale Kristallstruktur
 
48
CD
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
CD
Hg
Vollständiger TischErweiterter Tisch
Position im Periodensystem
Symbol CD
Nachname Cadmium
Ordnungszahl 48
Gruppe 12
Zeitraum 5 th Zeitraum
Block Block d
Elementfamilie schlechtes Metall oder Übergangsmetall
Elektronische Konfiguration [ Kr ] 4 d 10 5 s 2
Elektronen nach Energieniveau 2, 8, 18, 18, 2
Atomare Eigenschaften des Elements
Atommasse 112,414  ± 0,004  u
Atomradius (berechnet) 155  Uhr ( 161  Uhr )
Kovalenter Radius 144  ± 21  Uhr
Van-der-Waals-Radius 158  Uhr
Oxidationszustand 2
Elektronegativität ( Pauling ) 1,69
Oxid schwache Basis
Ionisierungsenergien
1 Re  : 8,99382  eV 2 e  : 16.90831  eV
3 e  : 37,48  eV
Stabilste Isotope
Iso JAHR Zeitraum MD Ed PD
MeV
106 Cd 1,25  % stabil mit 58 Neutronen
108 Cd 0,89  % stabil mit 60 Neutronen
109 CDs {syn.} 1,2665  a ε 0,214 109 Ag
110 Cd 12,49  % stabil mit 62 Neutronen
111 CDs 12,8  % stabil mit 63 Neutronen
112 CDs 24,13  % stabil mit 64 Neutronen
113 CDs 12,26  % 7,7 × 10 15  a
β - 0,316 113 Zoll
113 m CD {syn.} 14.1  a
β -
——
TI
0,580
——
0,264
113 In
———
113 Cd
114 Cd 28,73  % stabil mit 66 Neutronen
116 CDs 7,49  % 2,3 × 10 19  a 2β-
Einfache physikalische Eigenschaften des Körpers
Normalzustand solide
Volumenmasse 8,69  g · cm -3 ( 20  ° C )
Kristallsystem Kompakt sechseckig
Härte 2
Farbe silbergrau metallic
Fusionspunkt 321,07  °C
Siedepunkt 767  °C
Fusionsenergie 6.192  kJ · mol -1
Verdampfungsenergie 99,87  kJ · mol -1 ( 1  atm , 767  ° C )
Molarvolumen 13,00 × 10 -3  m 3 · mol -1
Dampfdruck 14,8  Pa
Schallgeschwindigkeit 2310  m · s -1 bis 20  °C
Massenhitze 233  J · kg -1 · K -1
Elektrische Leitfähigkeit 13,8 x 10 6  S · m -1
Wärmeleitfähigkeit 96,8  W · m -1 · K -1
Löslichkeit Boden. in HCl
Verschiedene
N o  CAS 7440-43-9
N o  ECHA 100.028.320
N o  EG 231-152-8
Vorsichtsmaßnahmen
SGH
Pulverisierter Zustand  : SGH02: EntzündlichSGH06: GiftigSGH08: Sensibilisator, Mutagen, Karzinogen, FortpflanzungsgefährdendSGH09: Gewässergefährdend
Achtung H250, H330, H341, H350, H361fd, H372, H410, P210, P260, P273, P281, P391, P308 + P313, P405, P501, H250  : Entzündet mich spontan bei Kontakt mit Luft
H330  : Lebensgefahr bei Einatmen
H341  : Kann vermutlich genetische Defekte verursachen (den Weg der Exposition , wenn schlüssig , dass kein anderer Weg der Exposition führt zu denselben Gefahren bewiesen ist)
H350  : Kann Krebs (Zustand Route Exposition, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht)
H361fd  : Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann vermutlich das ungeborene Kind schädigen.
H372  : Nachgewiesenes Risiko ernster Organschäden (alle betroffenen Organe angeben, falls bekannt) nach wiederholter oder längerer Exposition ( Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass kein anderer Expositionsweg zu derselben Gefahr führt)
H410  : Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung
P210  : Von Hitze/Funken/offener Flamme/heißen Oberflächen fernhalten. - Rauchen verboten.
P260  : Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dämpfe / Aerosol nicht einatmen.
P273  : Freisetzung in die Umwelt vermeiden.
P281  : Erforderliche persönliche Schutzausrüstung verwenden.
P391  : Verschüttetes Produkt sammeln.
P308 + P313  : Bei nachgewiesener oder vermuteter Exposition: Ärztlichen Rat einholen.
P405  : Unter Verschluss aufbewahren .
P501  : Inhalt / Behälter ... zuführen.
WHMIS
D1A: Sehr giftiges Material mit schwerwiegenden unmittelbaren Auswirkungen
D1A, D2A, D1A  : Sehr giftiger Stoff mit schwerwiegenden unmittelbaren Wirkungen
Gefahrguttransport: Klasse 6.1 Gruppe I
D2A  : Sehr giftiger Stoff mit anderen toxischen Wirkungen
Karzinogenität: IARC Gruppe 1, ACGIH A2; chronische Toxizität: Nephrotoxizität; Beeinträchtigung der postnatalen Entwicklung bei Tieren

0,1% Offenlegung gemäß Inhaltsstoff-Offenlegungsliste
Einheiten von SI & STP, sofern nicht anders angegeben.

Das Cadmium ist das chemische Element der Ordnungszahl 48, das Symbol Cd. Der einfache Körper Cadmium ist ein Metall .

Eine Cadmium enthaltende Legierung oder ein mit einer dünnen Schicht Cadmium (Metall) bedeckter Gegenstand wird als Cadmium bezeichnet .

Allgemeines und Geschichte der Entdeckung von Cadmium

Cadmium ist ein Element der Gruppe 12 und Periode 5 . Streng genommen handelt es sich um ein schlechtes Metall , das nicht der Definition von Übergangselementen der IUPAC entspricht  ; in der Praxis wird es jedoch in Lehrbüchern und vielen anderen Werken sehr oft mit Übergangsmetallen gleichgesetzt. Es ist ein Teil der „  Zinkgruppe  “ oder eine Gruppe II B, die durch Erhöhen der Ordnungszahl umfasst 30 Zn, 48 Cd und 80 durch zwei Elektronen auf der Subshell gekennzeichnet Hg, Elemente s über einen Teil. -Complete d Schicht . Die Elektronenkonfiguration von Cadmium ist [Kr] 4d 10 5s 2 . Zink und Cadmium sind recht ähnliche elektropositive Metalle.

Als Pionier wurde das Element um 1809 von den schwedischen Chemikern Magnus Martin af Pontin  (de) oder Magnus Martin Pontin  (de) dank erster Studien zur Elektrochemie entdeckt. Aber das Element wurde im Rahmen der klassischen Mineralchemie wiederentdeckt: Es heißt auf Deutsch "das Cadmium" oder "das Kadmium" endgültig 1817 von dem Göttinger Professor für analytische Chemie Friedrich Stromeyer , der den einfachen Körper herstellt. Weich- und Weißmetall, erstmals aus Zinkcarbonat ZnCO 3unsauber, mit gelblichen Flecken bedeckt. Diese Arbeiten zur Chemie des Elements Cadmium wurden bereits 1818 durch die Arbeiten dreier deutscher Chemiker bestätigt, des Apotheker-Chemikers und Industriellen Carl Hermann von Zinkoxiden, Carl Karsten  (de) und Paul Meissner bzw. Paul Traugott Meißner  (de) die erste wissenschaftliche Hypothese unabhängig zu bestätigen.

Das Wort Cadmium kommt vom mittelalterlichen lateinischen Cadmia oder vom griechisch-lateinischen kadmeia , dem alten Namen für Zinkcarbonat, vor dem endgültigen Namen Smithsonit , der 1832 von François Sulpice Beudant zugeschrieben wurde . Bereits die Bergleute rund um die antike Stadt Theben förderten dieses Erz, um verschiedene "Messings" und "Bronzen" herzustellen. Denken Sie daran, dass die thebanische Stadt in Böotien der Legende nach von dem ausländischen Krieger Cadmos oder Cadmus gegründet wurde, dessen Zitadelle und sein Königreich daher den Namen Kadmeia tragen , auf Französisch Cadmée .

Dieser Name ist daher von seiner Wurzel her mit der Mischung namens „  Calamin  “, aber auch mit dem definierten Mineral Galmei verwandt . Der griechisch-lateinische Begriff Cadmia bezeichnet in Europa sowohl alle Arten von oxidierten Zinkerzen, die die in gelehrter Weise beschriebenen Kalamine sind, als auch in der technischen Tradition Cadmia fornacum oder Cadmies, diese Ablagerungen von Staub und Metalloxiden, die sich an den Wänden bilden von metallurgischen Öfen. Zum Beispiel im Larousse Wörterbuch des XX - ten  Jahrhunderts nach 1920 erschien, bezieht sich der cadmia erste des Rückstandes dass Attaches an der Wand des Ofens oberen Rand des Hochofens, und ein anderer Name von der Adverb qualifiziert früher Skala übereinstimmt, in der Sinn für ein definiertes Mineral und / oder Erzgestein, also in Bezug auf den Körper "Cadmiumcarbonat", der im reinen Zustand als Smithsonit bezeichnet wird. Das Adjektiv "cadmic" erwähnt, was mit Cadmium zu tun hat (Element oder einfacher Körper) oder qualifiziert, was Cadmium enthält.

Die gängige Interpretation, dass Cadmium von dem Wort „Cadmium“ abstammt, das manchmal auch für Restablagerungen steht, beruht darauf, dass das in Oberschlesien bereits 1852 von der Industrie produzierte Cadmiummetall aus der Reduktion von Zinkstaub und Cadmium stammt. mit anderen Worten Cadmium , gesammelt in den Verlängerungen von Retorten, die die Rolle von horizontalen Tiegeln von Zinköfen spielen, wobei das Cadmiummetall schließlich durch eine Destillation gewonnen wird, die die geringstmöglichen Verunreinigungen garantiert. Dieser Prozess verbreitete sich auf der ganzen Welt bis zu seinem Verschwinden um 1920.

Cadmium ist ein toxisches Element (insbesondere verantwortlich für die Itai-itai-Krankheit ) und ökotoxisch , unter den Spurenmetallelementen und Schwermetallen , die in Bezug auf die Umweltgesundheit am problematischsten sind . Geostatistische Analysen haben gezeigt, dass in bestimmten Regionen der Welt, darunter in Frankreich, bestimmte Böden (Meeressedimente) von Natur aus einen hohen Cadmiumgehalt aufweisen (mit Risiken der Kontamination von Pflanzen oder Tieren und von Wasser). Bestimmte Düngemittel (Phosphate) sind die häufigste Quelle für Bodenkontaminationen, auch in Europa.

Cadmium hat 38 bekannte Isotope mit Massenzahlen zwischen 95 und 132 und 12 Kernisomere . Von diesen Isotopen sind sechs stabil , 106 Cd, 108 Cd, 110 Cd, 111 Cd, 112 Cd und 114 Cd, und bilden zusammen mit zwei primordialen Radionukliden , 113 Cd und 116 Cd, das gesamte natürliche Cadmium. Das häufigste ist 114 Cd (28,73 % des natürlichen Cadmiums) und das am wenigsten vorkommende 108 Cd (0,89 %). 106 Cd, 108 Cd und 114 Cd stehen im Verdacht , radioaktiv zu sein, mit Halbwertszeiten in der Größenordnung des zehnmillionenfachen Alters des Universums oder sogar noch höher, aber ihr Zerfall ist bisher fehlgeschlagen. Cadmium wird eine Standardatommasse von 112,411 (8) u zugewiesen  .

Vorkommen in natürlichen Umgebungen, Mineralogie und Geologie, Lagerstätten und Lagerstätten

Cadmium ist ein relativ seltenes Element. Der Clarke ist 0,15  g / t .

Cadmium kommt in seinem ursprünglichen Zustand sehr selten vor. Das einheimische Cadmium wurde 1979 von russischen Geologen in den Fallen Ostsibiriens entdeckt.

Cadmium wird in Erzen oft mit Zink, Kupfer und Blei in Verbindung gebracht.

Einlagen

Eher seltene Erze, da sehr oft mit Blende vermischt, Greenockit CdS βenthaltend potentiell 77,8% oder Otavit oder natürliche Cadmiumcarbonat, bleibt in der Praxis ungenutzte oder wenig ausnutzbar, da Cadmium in fast alle vorhanden ist Zinkerzen (der Cadmiumgehalt von 0,01% bis 0 variiert, 05%. Kadmiummetall als industriell erhalten wird durch -Produkt von Zink - Metallurgie , von Staub mit Röstgas gemischt aus Sulfiderzen, wie ZnS Mischungen, manchmal aber auch Kupfer und Blei. Es wird auch aus der Lauge der elektrolytischen Zinkherstellung gewonnen.

Seine Produktion hängt von der von Zink ab, in einem variablen Verhältnis von 1,8 bis 6  kg Cadmium / Tonne produziertes Zn ( durchschnittlich 3  kg / t Zink).

Cadmium ist auch in Blei und Kupfererzen sowie in natürlichen Phosphaten (34  ppm für Jordanian Phosphate , 380  ppm für Tunisian Phosphate ).

Physikalische und chemische Eigenschaften, einfache Körpervorbereitung, Legierungen

Physikalische Eigenschaften

Der einzelne Cadmiumkörper ist ein glänzendes silberweißes Metall, leicht bläulich, zart und weich, sehr formbar und duktil, mit einem zinnweißen Glanz. Es ist weicher als Zink und Zinn . Sein kompaktes hexagonales Gitter wird durch Dehnung verformt, was eine Anisotropie der Kristalleigenschaften erklärt. Cadmiummetall verbiegt sich leicht, es quietscht beim Biegen. Er fettet die Limetten ein. Auf dem Papier gerieben hinterlässt es einen grauen Fleck.

Der spezifische elektrische Widerstand von Cadmium ist viermal höher als der von Kupfer.

An der Luft verliert es seinen Glanz. Im Laufe der Zeit trübt es bei Kontakt mit Luft. Es wird in feuchter Luft wenig verändert. Es ist in Wasser und in Basen unlöslich. Reines Wasser hat auch beim Kochen keine Wirkung.

Cadmium ist ein silbrig-weißes Metall mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften wie Zink. Seine atomare Molmasse beträgt 112,4  g/mol . Seine spezifische Masse beträgt 8.650  kg / m 3 . Sein linearer Ausdehnungskoeffizient liegt in der Größenordnung von 30,6 × 10  –6 . Durch Kaltverfestigung kann seine scheinbare Dichte von 8,6 auf 8,69 steigen und seine Mohs-Härte stabilisiert sich bei 2.

Es ist duktil (Dehnbarkeit), formbar (Formbarkeit) und widersteht atmosphärischer Korrosion, was es zu einer Schutzschicht für Eisenmetalle macht. Aus diesem Grund wird es in galvanoplastischen Beschichtungen verwendet, zum Beispiel bei der Cadmiumplattierung von Stählen zum Schutz in Meerwasserumgebungen.Es ist also ein galvanisch verzinktes Metall, wobei die Schutzbeschichtung des Stahls elektrolytisch abgeschieden werden kann.

Der einfache Cadmiummetallkörper ist flüchtiger als Zink. Es schmilzt bei 320,9  ° C und siedet bei einem Druck von einer Atmosphäre um 767  ° C. Wenn Cadmium kocht, gibt es gelbe, orange oder orange-gelbe Dämpfe ab, die sowohl giftig als auch erstickend sind. Seine Dampfdichte würde nach Henri Sainte-Claire Deville etwa 3,94 betragen und sein Dampfdruck ist seit 400  ° C wichtig . Langsam abgekühlt, kristallisiert diese Materie im Dampfzustand zu regelmäßigen Oktaedern.

Eine Cadmiumdampflampe (Cd unter Vakuum eingeschlossen) leuchtet stark, aber mit einer blaugrünen Grundfarbe im Gleichgewicht.

Chemische Eigenschaften

Die chemischen Eigenschaften von Cadmium sind denen von Zink ähnlich .

Cadmium ist chalkophil. Es reagiert direkt mit dem einfachen Schwefelkörper. Der klassische Test ist die Fällung von gelbem Cadmiumsulfid durch Schwefelwasserstoffgas oder verschiedene andere Alkalisulfide.

Cd- Metallfeststoff + H 2 S- Sulfid-hygrogenes Gas → H 2- Gas + CdS- gelbes festes Pulver

Es oxidiert bei Raumtemperatur sehr wenig und beim Erhitzen verbrennt es mit einer orangefarbenen Flamme in der Luft und erzeugt einen giftigen braunen Rauch, der wie wasserfreies gelbbraunes Oxid CdO . aussieht, unlöslich in überschüssigem Natriumhydroxid. Die Reaktion ist exotherm:

2 Cd Vollmetall + O 2Sauerstoff - Gas in der Luft → 2 CdO festen gelbbraun mit = -513 kJ / mol 

Cadmiumdampf zersetzt Wasser in Rot, gibt Wasserstoffgas ab und hinterlässt CdO.

Dampf cd + H 2 Overdampft → H 2 -Gas + CdO- Pulver Feststoff gelbbraun

Cadmium ist in konzentrierten und manchmal verdünnten starken Säuren löslich. Mit starken Säuren reagierend, ist es in starker und verdünnter Salpetersäure leicht löslich , in konzentrierter Salz- und Schwefelsäure bleibt es, wenn es nicht heiß ist, schlecht löslich . Cadmiummetall wird in den zuvor beschriebenen Säuren, aber auch in Essigsäure , einer schwachen Säure, unter Wasserstoffentwicklung gelöst.

Die erhaltenen Cadmiumsalze, farblos, manchmal verschieden hydratisiert, sind wasserlöslich. Auf einem Zinkträger platziert, erzeugt jedes Salz die Aktivierung des folgenden Redoxpaares , was die kristalline Ablagerung von Cadmiummetall erklärt.

Zn 0 + Cd 2+ → Zn 2+ + Cd 0 Metall mit Δε 0 ≈ 0,36  V

Es ist in wässrigen Lösungen von Ammoniumnitrat und in solchen von schwefliger Säure löslich , ohne Wasserstoffgasentwicklung. Im letzteren Fall ergibt die Auflösung ein Gemisch aus löslichem Cadmiumsulfit und Cadmiumsulfid, das ausfällt.

Cadmium reagiert auch direkt mit einfachen Halogenen, Selen, Phosphor  usw.

Metallurgie

Die Metallurgie von Cadmium ist mit der von Zink , Blei oder seltener Kupfer verbunden. In allen Fällen wird ein Teil des Cadmiums durch Filtration des beim Rösten kommenden Gases zurückgewonnen.

Hier sind zwei Rückgewinnungsfälle, Pyrometallurgie und Zinkhydrometallurgie  :

Pyrometallurgie

Cadmium wird bei der Raffination von Zink gewonnen. Der erhaltene „Schwamm-Cadmium“ wird durch Heißschmelzen (ca. 450  °C ) in Gegenwart von Natriumhydroxid veredelt , um Zink und Blei in Form von Zinkat und Blei zu entfernen und anschließend bei 770  °C destillativ zu destillieren .

Hydrometallurgie

Cadmium befindet sich in Lösung (0,2 bis 0,3  g Cd/L) im Elektrolysebad. Es wird nach Erschöpfung von Zn 2+ durch Zementierung unter Verwendung von Zink gewonnen. Es wird Blauschlamm erhalten, der mindestens etwa 6 % Cadmium und 15 % Kupfer enthält.

Der andere wiederverwendbare Staub wird auf 7 bis 10 % angereichert.

Schlamm und/oder Staub werden dann in einem schwefelsauren Medium angegriffen. Cd 2+ -Ionen in Form von CdSO 4 aqwerden durch Aufkohlen mit Zinkstaub wieder zu Metall reduziert. Metallisches Cadmium karburiert oder fällt aus.

Cadmium trennt Zement oder Zementationsphase, die Sulfate und verschiedene Verunreinigungen (Zn, As, Sb, Cu, Ni) enthalten, durch Destillation oder Verdampfung bei 400  °C .

Elektrochemischer Prozess zur Gewinnung von 99,97% Cadmium

Die Raffination erfolgt durch Auslaugen oder Auslaugen mit Schwefelsäure mit gereinigten Produkten, die aus dem elektrolytischen Prozess zur Herstellung von Zink stammen. Die Lösung wird neutralisiert, die wesentlichen Verunreinigungen wie Pb, Cu oder As werden ausgefällt.

Die Elektrolyse erfolgt in kleinen Einheiten, nämlich Kunststoffbehältern, mit Bleianoden und Aluminiumkathoden, die sich drehen. Die Badspannung liegt in der Größenordnung von 3,5  V bei einer Stromdichte von 200  A/m 2 . Die Elektrolytablagerungen von Cadmium werden entfernt und aufgeschmolzen.

Cadmium wird in Form von Stäben, Platten, Stäben, Kugeln oder Granulat vertrieben.

Legierungen

Es gibt viele Legierungen, insbesondere mit Zn, Cu, Ag, Pb, Bi, Sn. Legierungen mit Blei, Zinn, Silber sind sehr duktil und formbar, während Legierungen von Cadmium mit Gold , Kupfer , Platin und anderen Platinoiden spröde sind.

Die Anwesenheit von Cadmium sorgt für Gleiteigenschaften und trägt oft zu einer Senkung des Schmelzpunktes bei. Dieses Metall ist in Reiblegierungen, Drucklegierungen, in Legierungen zum Schweißen und Löten, in Wood's-Legierung, früher vom Typ Cd 2 Pb 2 Sn 4 . enthalten, hervorragend zum Formen  usw.

CdZn-Legierungen wurden zum Aluminiumschweißen verwendet.

Eine typische Lotlegierung mit einem Schmelzpunkt von 615  °C ist Ag 30 Cu 45 Zn 30 Cd 5. Ag 30 Cu 26 Zn 21 Cd 18 Legierungdeutlich weniger Kupfer und Kadmium plattiert sogar in der Größenordnung von Schmelzpunkt 607  °C .

AuCd-Gold-Cadmium-Legierungist eine der frühesten bekannten Formgedächtnislegierungen . Denken Sie daran, dass eine geringe Aufnahme von Cadmium dem Gold einen besonderen Glanz verleiht.

HgCd-Amalgamist das Kathodenmaterial der Weston-Zelle oder -Zelle, in Kontakt mit einer CdSO 4 -Lösung als Elektrolyt.

Cadmiumchemie, physikalische und chemische Eigenschaften von zusammengesetzten und komplexen Körpern

Die Chemie von Cadmium ähnelt der von Zink und in geringerem Maße von Blei. Die Hauptoxidationszahl ist II. Einwertiges Cadmium bleibt relativ selten, aber Cadmiumhydrid (I) und Cadmiumtetrachloraluminat (I)  (en) sind nicht vertraulich.

Das zweiwertige Cadmium-Ion wird in Lösung durch metallisches Zink verdrängt: es ist weniger reaktiv als Zink. So setzen die mit Zn 0 oder Al 0 in Kontakt gebrachten Salzlösungen von Cadmium II das ausgefallene Cadmiummetall frei.

Cadmium(II)-Salze sind weniger hydratisiert als Zinksalze. Cadmiumhalogenide sind zudem weniger ionisierbar und können neben dem ionisch strukturierten Cadmiumfluorid in Lösung leichter Komplexe bilden.

Die Neigung von Salzen zur Bildung von Komplexen, oft der Koordination 4, ist stark. So sind die komplexen Anionen oder Kationen am häufigsten farblos Zn (Cl) 4 2−, Zn (CN) 4 2−, aber auch Cd (NH 3 ) 6 2+, Cd (C 2 O 4 ) 2 2−, Cd (C 4 H 4 O 6 ) 2 2−, Cd (EDTA) 2−,  usw. Cadmium bildet mit Dithiocarbamat wichtige Komplexe ...

Die bekanntesten zusammengesetzten Körper sind:

  • Hydride
Cadmiumhydrid I Cd 2 H 2 Cadmium-II-Hydrid CdH 2
  • Fluoride
Cadmiumfluorid CdF 2
  • Chloride
Cadmiumchlorid CdCl 2 CdCl 2 . 5/2 H 2 O Cadmium-Cäsium-Chlorid CdCsCl 3
  • Bromide
Cadmiumbromid  (en) CdBr 2 CdBr 2 . 4 H 2 O Cadmium-Cäsium-Bromid CdCsBr 3
  • Jodide
Cadmiumjodid CdI 2
  • Oxide
Cadmiumoxid CdO amorph Cadmiumoxid CdOkubisch (natürlich alias Monteponit  (de) )
  • Hydroxide
Cadmiumhydroxid Cd (OH) 2gelatinös weiß in wässrigem Medium schwer löslich (p K s ~ 14,4)
  • Sulfide
Cadmiumsulfid CdS amorph (künstlich) Cadmiumsulfid CdShexagonal (natürlich auch bekannt als Greenockit , p K s ~ 26) Cadmiumsulfid CdSkubisch (natürlich aka Hawleyit ) Cadmium-Indium-Sulfid CdIn 2 S 4(natürlicher Alias Cadmoindite )
  • Selenide
Cadmiumselenid CdSe(natürlich alias cadmosélite  (in) )
  • Selensulfide
CD 2 SSe ?
  • Telluride
Cadmiumtellurid CdTe Quecksilber Cadmium Tellurid HgCdTe oder Mercatelllegierung Cadmium-Zink- Tellurid CdZnTe oder CZT
  • Nitride
Cd 3 N 2
  • Arsenide
CD 3 als 2
  • Phosphide
CD 3 P 2, CDP 2, CDP 2, CD 7 P 10, CD 6 P 7
  • Karbonate
Cadmiumcarbonat CdCO 3(p K s ~ 11,3; natürlicher Körper Otavit genannt )
  • Jodatedate
Cadmiumjodat Cd (IO 3 ) 2(p K s ~ 7,6)
  • Sulfate
Cadmiumsulfat CdSO 4orthorhombisch hydratisiertes Cadmiumsulfat CdSO 4 . 4 H 2 Omonoklin hydratisiertes Cadmiumsulfat CdSO 4 . 7 H 2 O monoklin hydratisiertes Cadmiumsulfat 3 CdSO 4 . 8 H 2 O doppeltes Cadmiumammoniumsulfat doppeltes Cadmiumkaliumsulfat doppeltes Cadmiummagnesiumsulfat
  • Hydroxysulfate
hydratisiertes Kupfer-Cadmium-Hydroxysulfat Cu 4 Cd(SO 4 ) 2 (OH) 6 . 4 H 2 O(grünlicher Naturkörper namens Nidermayrit )
  • selenates
CdSeO 4
  • Nitrate
Cadmiumnitrat Cd (NO 3 ) 2 hydratisiertes Cadmiumnitrat Cd (NO 3 ) 2 . 4 H 2 O
  • Arsenate
Cadmiumarsenat Cd 3 (AsO 4 ) 2sehr schwer löslich (p K s ~ 32,4) Kupfer (II), Zink (II) und Cadmium (II) Arsenathydrat Cu 3 Zn 2 Cd 2 (AsO 4 ) 6 . 2 H 2 O(bläulicher Naturkörper  zum Keyit (in) ) Blei-Cadmium-Chlorarsenat Pb 4 Cd(AlO 4 ) 6 . Kl 3(bläulicher Naturkörper namens Vanckerit ) usw.
  • Borate
Cadmiumborat Cd(BO 2 ) 2(fluoreszierender und phosphoreszierender Körper, p K s ~ 8,6)) Cadmiumtetrafluoroborat Cd(BF 4 ) 2
  • Aluminate
Cadmium(I)tetrachloraluminat Cd 2 (AlCl 4 ) 2
  • Chromate
Cadmiumchromat CdCrO 4 Cadmiumdichromat Cd 2 Cr 2 O 7
  • Phosphate
Cadmiumphosphat Cd 3 (PO 4 ) 2(p K s ~ 32,6)
  • Silikate
Cadmiumsilikat (fluoreszierender und phosphoreszierender Körper)
  • Cadmiummolybdate
CD(MoO 4 )(p K s ~ 7.2)
  • Wolframate
Cadmiumwolframat CdWO 4
  • Thiocyanate
Cadmiumthiocyanat Cd (SCN) 2 Cadmiumqueckurithiocyanat CdHg (SCN) 4
  • Formate
Cadmiumformiat Cd (HCO 2 ) 2
  • Acetate
Cadmiumacetat Cd (OCOCH 3 ) 2 Cd hydratisiertes Cadmiumacetat (OCOCH 3 ) 2 . 2 H 2 O
  • Cadmiumoxalate
Cadmiumoxalat Cd (C 2 O 4 )(p K s ~ 7.8)
  • langkettige Carboxylate
Cadmiumcarboxylat Cd (RCO 2 ) 2einschließlich Cadmiumstearat  (en) Cd (C 18 H 32 CO 2 ) 2 Cadmium-2-pyridincarboxylat monodirektionale Polymere mit Cadmiumcarboxylatfunktion…
  • Zyanide
Cadmiumcyanid Cd (CN) 2 Cadmiumferrocyanid Cd 2 Fe (CN) 6(p K s ~ 15)
  • Amide
Cadmiumamid Cd (NH 2 ) 2

Cadmiumnachweis durch physikalisch-analytische Messungen

Es gibt etwa zehn physikalische Messungen durch Spektrometrie, die bis zu manchmal einige ppb genau sind. Die traditionelle chemische Analyse umfasst beispielsweise Gravimetrie oder Wägung nach der Fällung in einem H 2 S- Medium. Cadmiumsulfid CdS.

Verwendungen und Anwendungen von Einzelkörpern, Legierungen und Verbindungen

Cadmium hat viele Anwendungsmöglichkeiten: für die Cadmiumplattierung oder Schutzplattierung von Cadmium auf potentiell oxidierbaren Metallen oder Legierungen, in der Galvanik , für spezielle Schweißnähte (elektrische oder elektronische Schaltungen, Legierungen mit niedrigen Schmelztemperaturen usw.), in der Elektrochemie (Herstellung von Kathodentyp für Cadmium und / oder Blei - Akkumulator für wiederaufladbare Nickel - Cadmium - Batterien) , sondern auch insbesondere in Fernsehbildschirmen , die Reaktorsteuerstäben oder Kernzellen, Farbstoffe ( Emaille , rot-orange Keramikglasur usw.

Schmelzbare, verformbare Legierungen ...

Es wird in der Zusammensetzung vieler niedrigschmelzender Legierungen ( Schweißnähte , Lote ) verwendet. Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt werden beispielsweise zum Löten von elektrischen Leitern (Ag 50%, Cd 18%, Zn 16%, Cu 15%) und für Sicherungen (Bi 50%, Pb 27%, Sn 13%, Cd 10%, Schmelzen) hergestellt bei 70  ° C ); Andere Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt werden im Brandschutzsystem verwendet, wie beispielsweise Sprinklersysteme.

Bestimmte Legierungen von Cadmium mit Gold gehören zur Familie der "intelligenten" Metalle (mit Formgedächtnis) und werden daher zur Herstellung von bruchsicheren Gläsern, Rohren in Kernkraftwerken usw. verwendet.

Akkus

Es wird bei der Herstellung bestimmter Akkumulatoren ("wiederaufladbare Batterien") vom Typ Nickel-Cadmium-Ni verwendet./CD, HgO/CD, oder ONi (OH)/CDund Ag 2 O /CD.

Die elektrischen Akkumulatoren wie wiederaufladbare "Stapel" Ni-Cd können durch das Material der positiven Elektrode gekennzeichnet sein, ein Mischpulver aus Nickelhydroxid und Graphit und das die negative Elektrode auf Cadmiumbasis mit 20 bis 25 % Eisen bildet. Die Aktivmaterialien werden in perforierte, vernickelte Stahlbeutel (0,1 mm Löcher  ) mit einer Breite von 10  mm gelegt . Der Elektrolyt ist eine wässrige Lösung von KOH: 6 bis 8  Mol/Liter . Hier ist die Standardgleichung in Richtung der Entladung (und umgekehrt der Wiederaufladung)

Cd- Einzelmetallkörper an der Anode + 2 stark basisches wässriges NiO (OH) + 2 H 2 O→ Cd (OH) 2 wässrig stark basisch + 2 Ni (OH) 2 Nickelhydroxid der Kathode

Es gibt einen "Memory-Effekt" auf der Ebene der Elektroden, der eine minimale Disziplin beim Laden und Entladen auferlegt.

Obwohl derzeit von Geräten des verdrängten Lithium-Ionen - oder Nickel-Metallhydrid- Ni-MH - Typs , sind Ni-Cd - Batterien nach wie vor verwendet werden, die trotz ihres Memory - Effekt , in Anwendungen , bei denen der Innenwiderstand niedrig bleiben muss (hohe Strom zieht): Elektromotoren , Walkie-Talkies ,  usw.
In 1992 war die Produktion von Ni-Cd - Akku 1,3 Milliarden Einheiten , von denen 60% von japanischen Herstellern und 15% von Französisch; Cadmium wird somit auch bei der Gewinnung von Sonnenenergie verwendet.

Beschichtungen (Metall, Farbpigmente), Farbmittel und/oder Stabilisatoren

Seine Hauptmassenanwendungen bleiben jedoch die seiner Verbindungen, die sich auf Korrosionsschutzbeschichtungen (auf Stahl durch Cadmium in dünner Schicht aufgetragen , Cadmium schützt vor Korrosion, insbesondere Salzlösung) oder die Herstellung stabiler Farbpigmente (Gelb und Rot) beziehen . Die Cadmiumbeschichtung wird damit begründet, dass Cadmium in der Luft unveränderlich ist und sich in der Meeresumwelt gut verhält. Die Cadmiumplattierung erfolgt durch Elektrolyse. Wird insbesondere zum Schutz von Montagenieten in der Luftfahrt verwendet .

Cadmiumpigmente basieren hauptsächlich auf Cadmiumsulfid und manchmal auf Zinksulfid . Dies sind Mischkristalle von CdS gelb und ZnS weiß, assoziiert mit CdSe rot, was Cd (S, Se) erklärtorange in der Farbe durch Mischen. Diese Mischungen aus leicht dispergierbaren Reinstoffen haben eine gute Licht- und UV-, Hitze- und Witterungsbeständigkeit und wurden in großem Umfang in Lacken (gelbe Farbe der New Yorker Taxis), in Kunststoffen (Helme, Brillen, Keramik…) verwendet.
Van Gogh benutzte CdS das Gelb seiner Sonnenblumen zu machen.

Also Gelb 35 oder Gelb 37 basierend auf einer genauen Mischung von ZnS und CdS, orange 20 auf Basis von Cd (S, Se), rot 108 x CdS.y CdSewaren in den 60er und 70er Jahren übliche Farbstoffe in Kunststoffen wie Polyolefinen und Polystyrol, doch Cadmium wurde von den Behörden nach und nach als schweres, hochgiftiges Metall für sich und seine Verbindungen anerkannt, das aus Lacken, Kunststoffen und Polymeren freigesetzt werden kann Mischungen, durch thermische Zersetzung oder langsamen Abbau. Daher der Niedergang dieser Reihe von mineralischen Pigmenten, der in den 1990er Jahren begann.

Cadmiumverbindungen, wie Cadmiumcarboxylate oder manchmal Cadmiumsulfid, können als Stabilisatoren oder Stabilisatoren zusammen mit anderen Metallverbindungen auf Basis von Zn, Ba, Sr üblicher Polymermaterialien, wie PVC, verwendet werden . Mit Organocadmian erhaltene Verbindungen könnten als Formmittel oder zur Stabilisierung von PVC verwendet werden.

Die Europäische Gemeinschaft hat eine Richtlinie erlassen, die die Verwendung von Cadmiumpigmenten nur auf Fälle beschränkt, in denen sie nicht ersetzt werden können (Polymere);

Verschiedene

Andere Verwendungen des Elements sind:

  • Neutronenabsorption  : Der Wirkabschnitt von Cadmium für die Absorption von thermischen Neutronen besonders hoch zu sein, mit einem Erfassungsabschnitt in der Größenordnung von 2,400  barn für den Isotopengemisch, Cadmium verwendet runaway die Spaltungsreaktion zu verhindern, ist es für die Produktion verwendet von Steuerstäben in Kernreaktoren und wird als biologischer Schutz gegen Neutronenquellen verwendet;
  • der Cadmiumschwamm ist eine Mischung aus Cadmium und Zinksulfat, die im Allgemeinen durch die Reaktion zwischen Zink und Cadmiumsulfat erhalten wird  ; es kann in der heterogenen Katalyse verwendet werden.

Toxizität und Ökotoxizität, Toxikologie von Cadmium

Das Element Cadmium ist, wie Friedrich Stromeyer vorhersagte, sehr giftig, ebenso giftig wie Blei und Quecksilber. Beim Verschlucken von vom Körper gelösten Produkten oder durch Inhalation über die Alveolarstellen der Bronchien gelangt es ins Blut, reichert sich in der Leber an und verursacht schwere Nierenprobleme. Es bildet Metallverbindungen mit Harnstoff , der als Komplexbildner wirkt.

Cadmiumoxiddämpfe haben ein gefährliches Potenzial, das dem von Phosgen entspricht . Das Einatmen in niedriger Konzentration verursacht ein anhaltendes Fieber, das als "Gießereifieber", " Metallfieber " oder "  Metallfieber  " bekannt ist. Das Einatmen hoher Konzentrationen verursacht Lungenödeme . Der zulässige Arbeitsplatzgrenzwert liegt bei 0,05  mg CdO pro m 3 .

Cadmium hat ein zweiwertiges Kation mit einem Ionenradius, der dem von Calcium sehr nahe kommt . Cadmium interagiert also wie Strontium mit Kalzium in den Knochen. Aufgrund seiner starken und langen Retention in lebenden Organismen kann es Calcium in Knochenkristallen leicht ersetzen und seine mechanischen Eigenschaften verändern. So verursacht das im Körper vorhandene überschüssige Cadmium Knochenporosität, Knochendeformation, multiple Frakturen, fortschreitende Schrumpfung des Körpers, die unmöglich zu reparieren oder zu heilen sind, wie die letzten Stadien der " Itai-itai  " -Krankheit belegen  die japanische Ärzteschaft. Die Krankheit wird einfach durch den wiederholten Schmerzensschrei der Patienten bezeichnet, die an schrecklichen Schmerzen in den Gelenken leiden, bevor sie an Knochenschwund und vollständiger Lähmung sterben.

Das freiwillige oder versehentliche Verschütten von Cadmiummaterial in Flüssen hat katastrophale Auswirkungen auf die Wasserfauna. Schon geringe Verschmutzung führt zum akuten Absterben einer Vielzahl von Fischen. Die Verbreitung von schwermetallhaltigen Schlämmen (Blei, Quecksilber und Cadmium) erklärt jedoch, dass das Element Cadmium in der Lebensmittelbranche (Reis, Schokolade…) mehr als in unbedeutenden Spuren vorkommt. Die Austern dürfen im weniger verschmutzten Wasser eine Mindestmenge an Cadmium in der Größenordnung von 0,05  mg/kg Trockenmasse enthalten. In teilweise cadmiumhaltigem Meerwasser können sie jedoch bis zu 5  mg/kg enthalten , ohne durch den höheren Zinkanteil zu vergehen.

Es ist leicht verständlich, dass das kontrollierte Recycling von Metall und insbesondere seiner Salze (oft vergessen), die sorgfältige Reinigung von Abwasser und Abgasen für die Umwelt unerlässlich sind.

Imprägnierung der Bevölkerung

Es variiert in Abhängigkeit von vielen Parametern, insbesondere von Umweltparametern, und im Urin neigt es dazu, mit dem Alter zuzunehmen und mit dem BMI ( Body-Mass-Index ) abzunehmen .

Im Jahr 2018 veröffentlichte die „ Perinatale Komponente  “ des nationalen Biomonitoring- Programms in Frankreich  eine Bewertung der Imprägnierung von Schwangeren, insbesondere mit Cadmium (und anderen Metallen und einigen organischen Schadstoffen) während des Monitorings einer Kohorte von 4.145 Schwangeren („  Elfe- Kohorte  “ Diese Kohorte umfasst Frauen, die 2011 in Frankreich ein Kind zur Welt gebracht haben, ohne Korsika und TOM ). Die Urin - Assay von 990 Schwangeren im Entbindungsheim ankommen ergab Cadmium in 88% der Urinproben analysiert ( geometrisches Mittel  : 0,12  & mgr; g / L , mit 0,17  & mgr; g / g dem Kreatinin , das heißt ein Niveau nahe Mittelwert bei schwangeren Frauen gefunden in USA von 2003 bis 2010). Bei diesen 990 Schwangeren nahm die Cadmiurie (Urin-Cadmium-Gehalt) über der HBM-II-1-Schwelle von 4  µg/L mit dem Alter der Mütter zu und mit dem BMI und dem Studienniveau ab. Auch die Imprägnierung ist bei Vielkonsumenten von Wurzelgemüse ( Lauch , Karotte , Zwiebel usw.) im Allgemeinen höher , jedoch nicht so, wie man es aus der Literatur bei Konsumenten von Kartoffeln oder Fisch erwarten würde .

Es ist schwierig, die Auswirkungen dieser Indizes der Imprägnierung von Müttern mit Cadmium auf den Embryo abzuleiten, aufgrund der möglichen Auswirkungen einer Schwangerschaft auf die Cadmiumausscheidung im Urin (die Literatur ist in diesem Punkt widersprüchlich) und aufgrund der Empfehlungen zur Reduzierung oder Beendigung des Rauchens während der Schwangerschaft.

Toxizität

Analysen an prähistorischen Knochen und aus folgenden Epochen zeigen, dass der Mensch seit der industriellen Revolution stark mit Cadmium verseucht ist.

Menschen können zum Beispiel durch Rauchen , bestimmte Düngemittel, die von Natur aus reich an Cadmium sind, industrielle Quellen, bestimmte Meeresfrüchte und das Kochen in Behältern, die niedrige Cadmiumdosen freisetzen , kontaminiert werden . Studien, die insbesondere in den 1980er Jahren durchgeführt wurden, haben die negativen Auswirkungen von Cadmium auf den Organismus (insbesondere die Nieren ) und seinen karzinogenen Status bestätigt  ; Es erhöht den Blutdruck und ist eine Quelle von Muskel-Skelett-Erkrankungen, die bei Männern zu einer langsamen und erheblichen Deformation des Körpers führen, insbesondere des Embryos, der bei schwangeren Frauen, die einer schwach kontaminierten Umgebung ausgesetzt sind, über die Plazenta kontaminiert werden kann . Auch das Einatmen ist gefährlich.

Die Deutsche Biomonitoring-Kommission hat als Grenzwert HBM-IIHBM-II 4  µg/L (im Urin ) festgelegt, da oberhalb dieses Wertes nach den vorliegenden wissenschaftlichen Erkenntnissen ein erhöhtes Risiko für gesundheitliche Beeinträchtigungen von empfindlichen Personen in der Allgemeinbevölkerung besteht .

Vor kurzem wurde von Krankenhausärzten vorgeschlagen , der individuellen Gesundheitsbewertung ein metallisches Profil hinzuzufügen .

Ökotoxizität

Dieses Element ist in geringen Dosen giftig für viele Tier- und Pflanzenarten, Wasser- und Landbewohner.

Beispielsweise :

  • es kann das Skelett der Elritze (nach spontanen Frakturen von Wirbeln, oft in der Nähe des Schwanzes) stark verformen , wenn es 7,5  μg Cadmium / L ausgesetzt ist, eine Dosis, die 5.200 mal niedriger ist als die LC 50 bis 96  h und die nahe an der liegt Cadmiumgehalt verschmutzter Flüsse in den Ostseeregionen, in denen diese Studie durchgeführt wurde;
  • es ist schädlich für Pflanzenzellen und in höheren Dosen für die meisten Pflanzen;
  • es hemmt die Keimung von Gymnospermpollen sowie das Wachstum von Pollenschläuchen aus physiologischen Gründen, die noch wenig verstanden werden;
  • es verändert auch dosisabhängig die Morphologie der Pollenschläuche. Die Endozytose wird in mit Cadmium kontaminierten Pflanzen stark gehemmt, mit einer reduzierten Anzahl von Golgi-Apparaten und einer abnormalen Bildung von sauren Organellen in den Pollenschläuchen. P. wilsonii- Pollen beispielsweise sind sehr anfällig für Cadmium, das die Pollenkeimung und das Tubuswachstum stark hemmt, indem es Endomembranorganellen zerstört, Endocytose und Exocytose hemmt und Säurevakuolen bildet, was zu Schwellungen führt diese Rohre;
  • in Japan, Anfang der 1950er Jahre, erklärt der massive Einsatz von cadmiumreichen Düngemitteln auf ansonsten sehr kargen Böden (sandig, sauer und stark zink- und kalziumarm) die beispiellose Reisproduktion lokaler Reisfelder und Sojabohnen auf diesen Feldern angebaut, jeweils 0,37 und 3,36  mg / kg trocken. Dies ist eine der versteckten Ursachen der Itai-itai-Krankheit , nachdem die landwirtschaftlichen Behörden den vielen armen und manchmal hungernden Bauern, denen es zumindest oft an Zn mangelt, eine zwingende "Pseudo-Modernisierung" ihrer Vorfahren auferlegten.

Die alte oder neuere Ein- und Ausleitung von Cadmium (Pigmente, Füllstoffe etc.) oder die Verunreinigung des Regenwassers durch Cadmium als häufigen Schadstoff in alten Zinkwerken kann eine Ursache für diffuse Umweltbelastungen sein.

Angesichts dieser Risiken und anderer Umweltverschmutzungen ersetzten ab 2008 weniger umweltbelastende NiMH-Akkus und weniger gesundheitsgefährdende NiCd-Akkus innerhalb der Europäischen Union . Auch die NiMH-Akkus wurden in fast allen mobilen Geräten durch Lithium-Ionen-Akkus ersetzt .

In Südaustralien befürchteten Agronomen in den 1970er Jahren , die die Trockengebiete beobachteten, die häufigem Auftrieb von salzhaltigem Wasser ausgesetzt waren, auf lange Sicht den teilweisen kationischen Ersatz, der jedoch für die Qualität der Ernten katastrophal ist, von Magnesium durch Zink und von Kalzium durch Cadmium . Sie verstanden aber auch die wesentliche Rolle von Zink, das die toxische Wirkung von Cadmium hemmt, seine Fixierung reduziert oder verhindert, indem es die richtige Stelle an den Proteinstellen einnimmt. In einer marinen oder terrestrischen Umgebung verringert ein höherer Zinkgehalt, der für bestimmte lebende Organismen paradoxerweise toxisch ist, die Toxizität von Cadmium und insbesondere seinen oft irreversiblen Eintrag in den Körper. Auch eine kadmiumreiche Premium-Ernährung mit einem gravierenden Mangel an Zink und Kalzium ist in der Tat die Ursache für Katastrophen in der Nahrungskette .

Es ist unbedingt erforderlich, Cadmium aus Düngemitteln zu verbannen und bescheidene Mengen an Zink zu akzeptieren, zumal die Bewässerung auf armen und sauren Böden manchmal mehr oder weniger salzhaltiges Wasser verwenden kann. Gute Tonböden, die reich an Ton-Human-Komplexen sind, oder gut aufbereitete Böden mit höherem pH-Wert sind viel weniger empfindlich gegenüber dieser Verschmutzung.

Entgiftung

Die Toxizität von Cadmium für lebende Organismen hängt damit zusammen, dass es essentielle Metallionen in Makromolekülen verdrängt . Alle bekannten intrazellulären Entgiftungssysteme beruhen auf Proteinen an schwefelreichen Stellen, von denen angenommen wird, dass sie auch noch andere Schwermetalle aufnehmen können . Liuet al. kürzlich (2019) zeigten, dass das Bakterium Pseudomonas putida somit das in es eindringende Cadmium inertisieren kann, diesmal jedoch über ein für Cadmium spezifisches Protein namens CadR (das selektiv auf Cadmium reagiert); es bindet an DNA und reguliert positiv die Transkription anderer Cadmium-entgiftender Proteine. Diese Selektivität ist an die Art der Bindungsstellen gebunden: Cadmium wird zuerst von einer Cystein- reichen Stelle und von einer anderen, diesmal Histidin- reichen Stelle über eine Doppelbindung, die Cadmium einfängt , eingefangen .

Cadmiumverschmutzung

In den Meeren ist er seit den 1980er Jahren stark zurückgegangen, aber die Raten bleiben vor Ort besorgniserregend, insbesondere bei Schalentieren und Organismen an der Spitze der Nahrungskette . In Europa, Zentral Belgien besonders betroffen ist , sowie die ehemaligen Ostländern.

In China wird angenommen, dass Cadmium in einem erheblichen Teil der Reisproduktion enthalten ist.

Die Ursprünge von Cadmium Verschmutzung sind vielfältig, wobei insbesondere:

  • Landwirtschaftlich
    • Phosphatdünger
    • Wasser
    • "Umlagerung" von Staub
    • Schlamm verteilen

Der Beitrag der Phosphatdünger beträgt 2 bis 6  g Cd / ha und pro Jahr, dh in Frankreich 82  t / Jahr . In der Nahrungskette ist Cadmium hauptsächlich in den Blättern von Pflanzen (Salat, Kohl, aber auch Tabak) angereichert.

  • Atmosphärisch
    • Verbrennung von Erdölprodukten
    • Zn-Raffination
    • Hausmüllverbrennung
    • Kohleverbrennung
    • Stahlindustrie
    • Produktion von Akkumulatoren

Der Cd-Gehalt in der Luft variiert von 1 ng/m 3 in ländlichen Gebieten über 20 ng/m 3 in Industriegebieten bis hin zu 30  µg/m 3 in der Nähe des Ätna .

  • Wasser
    • Stahlindustrie, Metallurgie
    • Cadmium-Beschichtung
    • Herstellung von Phosphatdünger
    • Zn-Raffination
    • Pigmentherstellung

Das Cadmiumrisiko durch Phosphordünger in Europa wird allmählich berücksichtigt. In Europa hat die Kommission mehrere Texte und Entscheidungen zu nationalen Vorschriften über den höchstzulässigen Cadmiumgehalt in Düngemitteln veröffentlicht.

Vorschriften

Cadmium ist für bestimmte Verwendungen eingeschränkt oder verboten. Es ist eines der Metalle, die im Trinkwasser (in den meisten Ländern) kontrolliert werden müssen.

In Europa seit 1 st Juli 2006,  schränkt die RoHS-Richtlinie („  Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten “) deren Verwendung in bestimmten in Europa verkauften Produkten (einschließlich Beleuchtung und Elektronik, ausgenommen Batterien) ein. Die anderen betroffenen Metalle sind Blei, Quecksilber, sechswertiges Chrom, Polybrombiphenyle (PBB), polybromierte Diphenylether (PBDE), letztere sind auf 0,1 % des Gewichts des homogenen Materials begrenzt, aber der Grenzwert für Cadmium ist 10 Mal niedriger als für letztere Produkte 0,01%. Hinweis: Diese Richtlinie kann auf andere Produkte und andere Giftstoffe ausgedehnt werden.

Produktion und Wirtschaft

Die Weltproduktion von Cadmium-Einzelkörpern betrug Anfang der 90er Jahre rund 18.000  t / Jahr Die wichtigsten wirtschaftlichen Verwendungen weltweit betrafen die Cadmiumplattierung (fast ein Drittel), die Herstellung von Pigmenten und Stabilisatoren für Kunststoffe (rund ein Viertel) . für jeden), Einsatz in Akkumulatoren (ca. 15 %) und Legierungen (3 bis 4 %).

Das weltweite und weit verbreitete Wachstum elektrochemischer Batterien und Akkumulatoren hat die Verbreitung von Cadmium verändert.

Geographisches Gebiet Jahr Tonnen
Welt 1994 18 882
Kanada 1994 2 129
China 1994 1.300
Belgien 1994 1.557
Mexiko 1994 1.255
ehemalige UdSSR 1994 1.407
Deutschland 1994 1.145
westliche Welt 1996 12.708
Europa 1996 5 633
Japan 1996 2 357
Vereinigte Staaten 1996 1 238

Etwa 10 bis 15 % der weltweiten Cadmiumproduktion werden aus recycelten Materialien hergestellt.

Die nebenstehende Tabelle gibt die Jahresproduktionen verschiedener Länder an.

Recycling

Es besteht hauptsächlich aus Ni-Cd-Akkumulatoren und Loten.

Es sei darauf hingewiesen, dass beispielsweise in Frankreich fast die Hälfte des Cadmiumbedarfs aus dem Recycling stammt (rund tausend Tonnen recyceltes Cadmium pro Jahr).

Verbrauch

westliche Welt 1996 13.803
Europa 1996 5.329
Welt 1994 16.780
Japan 1994 6.527
Belgien 1994 2 944
Frankreich 1994 1.860
Vereinigte Staaten 1994 1.700
ehemalige UdSSR 1994 900
Deutschland 1994 850
Vereinigtes Königreich 1994 664
China 1994 600

Die nebenstehende Tabelle zeigt den Verbrauch pro Land und Jahr (in Tonnen).

Die folgende Tabelle zeigt die Bedeutung des Konsums nach Verwendungssektoren in der westlichen Welt (in%).

Jahr 1996 1980
Cd-Ni-Batterien 70% 30 %
Pigmente 13% 25%
Galvanisieren 8% 25%
Stabilisierend 7% fünfzehn%
Legierungen und verschiedene 2% 5%

Handel

Im Jahr 2014 war Frankreich laut französischem Zoll Nettoexporteur von Cadmium. Der durchschnittliche Exportpreis pro Tonne betrug 8.300 €.

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Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

Chemische Physik Technologie / Industrie Ökotoxikologie

Externe Links


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