الكادميوم Cadmium – الخواص الفيزيائية والكيميائية للكادميوم

ما هو عنصر الكادميوم Cadmium؟

– الكادميوم Cadmium هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 48 ، العدد الكتلي = 112

– الرمز الكيميائي لعنصر الكادميوم يرمز له بالرمز: ¹¹²Cd₄₈

– التوزيع الإلكتروني له: Kr]₃₆ 5s², 4d¹⁰]

– الكادميـوم عنصر فلزي، لين قابل للسحب لونه فضي رمادي مزرق silvery bluish-gray metallic.

– عند غليه تنتج عنه أبخرة صفراء سامة، تسبب مشاكل صحية.

– الجدول التالي يوضح الخواص العامة لعنصر الكادميوم كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Cadmium

– اكتشف من قبل Strominger في بريطانيا سنة 1817م.

– اشتق اسمه من اللاتينية Cadmia هو اسم قديم أطلق على كربونات الزنك حيث كان يستخرج من هذه المادة الخام.

– توجد مركبات الكادميـوم في الصخور بنسبة ^5-10 × 2% وخصوصاً في الصخور التي تحتوي على مركبات الزنك.

– بالإضافة إلى ذلك فأنه يوجد أيضًا في مناجم خام Greenockite على شكل كبريتيد الكادميـوم CdS وتكون نسبة الخام في المناجم قليلة جدًّا.

– ونتيجة للتشابه الكيميائي والتماثل البلوري بينه وبين الزنك فإنه يحدث إحلال لكلا المعدنين في الصخور التي تحوي الزنك.

طرق تحضير الكادميوم Preparation of Cadmium

– يحضر الكادميوم بفصله عن الزنك بالتقطير أو الترسيب من محلول الكبريتات بواسطة بخار الزنك كما بالمعادلة التالية:

Zn + Cd²⁺ → Zn²⁺ + Cd

الخواص الكيميائية لعنصر الكادميوم Chemical properties of Cadmium

(1) التفاعل مع الأكسجين

– يتفاعل الكادميوم مع الأكسجين مباشرة بالتسخين مشكلاً أكسيد الكادميـوم كما بالمعادلة التالية:

2Cd + O₂ → 2CdO 

(2) التفاعل مع الهالوجينات

– يتفاعل الكادميوم مباشرة مع الهالوجينات مشكلاً هاليدات الكادميـوم كما بالمعادلة التالية:

 Cd + X₂ → CdX₂

(3) التفاعل مع الأحماض

يعطي الكادميوم مع حمض HCl وكلوريد الكادميـوم CdCl₂ كما بالمعادلة التالية:

Cd + 2HCl → CdCl₂ + H₂

– ومع حمض النيتريك HNO₃ ، يشكل نترات الكادميـوم المائية كما بالمعادلة التالية:

Cd + 2HNO₃ → Cd(NO₃)₂.4H₂O + H₂

(4) تفاعلات أخرى

– يتفاعل الكادميوم مباشرة مع اللافلزات مثل S, P, Se

– علاوة على ذلك فأنه لا يتفاعل مع القواعد لعدم ثبات أيونات الكادميـوم.

استخدامات الكادميوم Uses of Cadmium

(1) يستخدم الكادميوم لطلاء بعض المعادن بالطرق الكيميائية.

(2) يستخدم في الحصول على سبائك سهلة الانصهار، وفي الطلي الجلفاني وصناعة الإلكترودات.

(3) كما أن سبيكة النحاس – كادميـوم الثابتة ميكانيكياً تستعمل كنواقل.

(4) يحضر من الكادميـوم محاور ارتكاز ضابطة في المفاعلات الذرية.

(5) بالإضافة إلى ذلك فأنه يستخدم بشكل أساسي مع النيكل في البطاريات القابلة لإعادة الشحن حيث تتولد الكهرباء من  طبقات الكادميـوم – النيكل.

(6) تم استخدام أكسيد الكادميـوم في تحضير الدهانات الحمراء الداكنة، ولكن ليس بعد الآن بسبب سميته.

 

(7) المسامير المغطاة بالكادميـوم لا تصدأ.

(8) بالإضافة إلى ذلك يستخدم الكادميوم في صناعة الليزر لاستخدامه في المجاهر الضوئية القوية Microscopes.

 

تأثير الكادميوم على جسم الإنسان

– يمكن للكادميـوم أن يسبب مشاكل صحية جمة كالفشل الكلوي.

– كما أن استنشاقه يسبب تغير الرئة، السرطان، ارتفاع ضغط الدم وتقليل فعالية إنزيمات معينة.

– علاوة على ذلك فأن الكادميوم معدن شديد السمية ومن المعروف أنه يسبب السرطان.

تأثير الكادميوم على البيئة

– يشكل الكادميوم تهديداً بيئياً نتيجة احتراق الوقود الطبيعي، من المستحثات واحتراق فضلات البلديات.

المراجع: دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.