Кадмий (Cd)

[cadmium] — элемент II группы Периодической системы; атомный номер 48, атомная масса 112,40; серебристо-белый металл; известно 8 стабильных изотопов: ¹⁰⁹Cd (1,22 %), ¹⁰⁸Cd (0,88 %), ¹¹⁰Cd (12,39 %), ¹¹¹Cd (12,75 %), ¹¹²Cd (24,07 %), ¹¹³Cd (12,26 %), ¹¹⁴Cd (28,85 %), ¹¹⁶Cd (7,58 %); открыт в 1817 г. немецким химиком Ф. Штромейером; он — редкий и рассеянный элемент в земной коре (1,3 • 10^-5 % по массе) образует несколько минералов: гринокит (CdS), отавит (CdCO₃), монтепонит (CdO).
Cd не образует самостоятельных месторождений, а накапливается в сульфидных рудах, в первую очередь сфалерите (0,01 — 5,0 %), галените, пирите (до 0,02 %), халькопирите (до 0,12 %). Мировые ресурсы Cd оцениваются в 20 млн. т., промышленные — 600 тыс. т.
Кристаллическая решетка Cd гексагональная, α = 297,311 нм, с_{25 °С} = 560,694 нм; γ = 8,650 г/см³, t_пл = 321,1 °С, t_кип = 766,5 °С, с = 26 Дж/(моль • К), ρ_{25 °С} = 7,4 • 10^s См/м, α_{0-100 °С} = 4 • 10^-3 К^-1; Cd диамагнитен, χ_{20 °С} = 0,176-10 '. Cd двухвалентный металл со щелочными свойствами, устойчив на воздухе при обычной температуре, во влажном воздухе образует пленку оксида, предохраняющую от внутреннего окисления. Выше t_пл окисляется с образованием бурого CdO. Пары Cd реагируют с парами воды с выделением водорода. Cd взаимодействует с минеральными кислотами (легче всего с HNO₃) с образованием солей.
Cd получают из побочных продуктов переработки Zn-, Pb — Zn- и Cu — Zn-руд, содержащих 0,2-7 % Cd обработкой разбавленной H₂SO₄, которая растворяет оксиды Cd и Zn. Из раствора Cd осаждают Zn-пылью; губчатый остаток (смесь Cd и Zn) растворяют в разбавленной H₂SO₄, и выделяют Cd электролизом при Pb-Ag-анодах и Al-като-дах. J = 35—60 А/м² (при вращающихся катодах J = 160—330 А/м²). Катодный Cd переплавляют под слоем щелочи. При этом Cd очищается от цинка. Если в катодном Cd содержится Т1, то его удаляют обработкой расплава NH₄Cl. Извлечение Cd из катодного в чушковый металл 96 — 97 %. В литом металле содержится 99,95-99,97 % Cd.
Металлический Cd применяют в ядерных реакторах, для антикоррозионных и декоративных покрытий (Смотри Кадмирование), в аккумуляторах. Cd служит основой ряда подшипниковых сплавов, входит в состав легкоплавких сплавов (например, сплав Вуда), которые используются в тепло-, электротехнике, автоматической сигнализации, для пайки стекла с металлом, для предохранителей в паросиловых установках, для тонких и сложных отливок в гипсовых формах, в медицине.