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Cadmio

Cadmio
Información sobre la plantilla
Cadmio.jpeg
Información general
Nombre,símbolo,número:Cadmio, Cd, 58
Serie química:Metal de transición
Grupo,período,bloque:12, 5, d
Densidad:8650kg/m3
Apariencia:Plateado gris metálico
Propiedades atómicas
Radio medio:155 pm
Radio atómico(calc):161 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente:148 pm
Radio de van der Walls:158 pm
Configuración electrónica:[Kr]4d10 5s2
Electrones por nivel de energía:2
Estado(s) de oxidación:2
Estructura cristalina:Hexagonal
Propiedades físicas
Estado ordinario:Sólido
Punto de fusión:594,22 K
Punto de ebullición:1041K
Entalpía de vaporización:6,192 kJ/mol
Entalpía de fusión:14,8 kJ/mol
Presión de vapor:14,8 Pa a 597 K
Velocidad del sonido:2310 m/s a 293.15 K (20 °C)
Cadmio Es uno de los más raros elementos metálicos y se encuentran en pequeños depósitos en casi todos los continentes. Es un metal blando, blanco azulado que es muy dúctil, por lo que es muy adecuado para aleaciones de metales.Su número atómico es 48, y se identifica en la tabla periódica de elementos con el símbolo de Cd, entre los metales de transición.

El cadmio es también muy tóxico, y debe ser manejado con cuidado, las personas que están expuestas al cadmio, debido a sus ocupaciones deben hacer una rutina de ejercicios como precaución.

La mayoría del cadmio en el mundo se utiliza en la fabricación de baterías, especialmente las baterías recargables como las baterías de níquel-cadmio. También se utiliza para crear pigmentos de color amarillo, naranja, rojo y a veces se añade a los plásticos como un estabilizador.

Características

Generales

Se puede cortar fácilmente con un cuchillo. En algunos aspectos es similar al zinc. La toxicidad que presenta es similar a la del mercurio; posiblemente se enlace a residuos de cisteína. La metalotioneína, que tiene residuos de cisteína, se enlaza selectivamente con el cadmio.
Es un metal blanco plateado, muy brillante, muy dúctil y maleable. Sus vapores, de color anaranjado, cristalizan por enfriamiento en formas octaédricas regulares. Es bastante reactivo frente al oxígeno y los ácidos, pero no frente a los álcalis. En caliente, arde en el aire con una luz nítida, formando el óxido CdO.

Origen del nombre

Plinio dio el nombre de “cadmia” a un polvo pardo que se acumulaba en las chimeneas en los hornos de la fundición que se empleaban en la fabricación de latón. De ese polvo pardo (básicamente Carbonato de Zinc) lo aisló su descubridor el químico alemán Friedrich Stromeyer en 1817, al encontrarlo en incrustaciones en hornos de Zinc.
El elemento lleva el nombre del dios griego Cadmo, quien tuvo una vida aventurera alrededor de 2000 a. C., según la mitología griega. Inicialmente, la toxicidad del cadmio no fue reconocida, y que incluso fue utilizado como un tratamiento médico hasta que los científicos se dio cuenta de lo perjudicial que fue el elemento.

Obtención

Las minas de cadmio son difíciles de encontrar, y suelen estar en pequeñas cantidades. Suele sustituir al zinc en sus minerales debido a su parecido químico. Se obtiene generalmente como subproducto; el cadmio se separa del zinc precipitándolo con sulfatos o mediante destilación.
Generalmente el zinc y el cadmio están en sus minerales como sulfuros, al tostarlos se obtiene una mezcla de óxidos y sulfatos, y el cadmio se separa aprovechando la mayor facilidad para reducirlo.
Además de obtenerse de la minería y metalurgia de sulfuros de zinc, también se obtiene, en menor medida, de los de plomo y cobre. Existen otras fuentes secundarias: del reciclado de chatarra de hierro y acero se obtiene aproximadamente el 10% del cadmio consumido.
Se encuentra normalmente en combinación con otros elementos, por lo general de cobre , zinc y plomo. El cadmio se extrae de estos minerales durante el proceso de fundición, o con la ayuda de productos químicos como ácido sulfúrico.

Aplicaciones

  • Sin dudas su uso mas generalizado es en la fabricación de pilas(baterías) donde alrededor de tres cuartas partes de cadmio se utiliza especialmente en las baterías de Ni-Cd también conocidas por recargables.
  • Una aleación de Cadmio con Pb (Plomo) y Zn (Zinc) se usa como soldadura para el hierro.
  • Las sales de cadmio se usan en fotografía y en la fabricación de fuegos artificiales, pinturas fluorescentes, vidrios y porcelana.
  • El cadmio rebaja el punto de fusión de los metales con los que se alea; se usa con Pb, Sn y Bi en la fabricación de fusibles para sistemas automáticos, alarmas contra incendios y fusibles eléctricos.
  • Debido a la resistencia a la fatiga de bajo coeficiente de fricción y muy buena, se utiliza en aleaciones de rodamiento.
  • Como una barrera para controlar la fisión nuclear.
  • El sulfato de cadmio se usa en medicina como astringente.
  • Se usa también para las barras de control en plantas eléctricas nucleares por su capacidad de absorción de neutrones lentos y como blindaje contra neutrones en aparatos de medida.

Metalurgia

La mayor cantidad de cadmio se encuentra en solución sólida en un mineral de sulfuro de zinc llamado esfalerita. Aunque el cadmio puede recuperarse de algunas menas de plomo y cobre, es con el zinc de estas menas con quien se encuentra asociado. Como el cadmio es enteramente un subproducto metálico, la cantidad disponible está ligada a la producción del zinc y constituye como el 0.4% de esta última.

Todos los procesos de recuperación del cadmio implican la disolución del material que contiene cadmio, seguido de varios pasos de purificación y desplazamiento del cadmio. Los procesos pueden agruparse en dos categorías básicas: electrolíticos y electromotrices. En el primer caso, el cadmio se recupera por electrólisis de soluciones purificadas; en el segundo, el cadmio, en forma de esponja metálica, se desplaza de soluciones purificadas por un metal menos noble; el zinc se utiliza en casi todos los procesos comerciales, y la esponja metálica se funde o destila, o ambas cosas a la vez.

El cadmio se utiliza principalmente en recubrimientos anticorrosivos; también en compuestos de cadmio que, como pigmentos, se utilizan para pinturas, cerámicas y plásticos. Asimismo, se utiliza en aleaciones, como estabilizador de plásticos, en baterías y en los cinescopios fosforados de televisión. En vista de la cambiante situación energética del mundo, se contempla emplear el cadmio en celdas solares o sistemas de almacenaje de energía.

Efectos en el ser humano

  • La exposición al cadmio en los humanos se produce generalmente a través de dos fuentes principales: la primera es la vía oral (por agua e ingestión de alimentos contaminados.) La segunda vía es por inhalación. La población fumadora es la más expuesta al cadmio, porque los cigarrillos lo contienen.
  • La aplicación de ciertos fertilizantes o de excremento de animales en el suelo destinado al cultivo de alimentos puede aumentar su nivel de cadmio lo cual, a su vez, causa un aumento en el nivel de cadmio de los productos. El cadmio no se encuentra en cantidades preocupantes en el agua ; sin embargo, puede contaminarla cuando ésta viaja a través de las tuberías (que muchas veces están soldadas con materiales que lo contienen) o cuando entra en contacto con desechos químicos.
  • La fuente más importante de descarga de cadmio al medio ambiente es la quema de combustibles fósiles (como carbón o petróleo) o la incineración de la basura doméstica común
  • El cadmio también contamina el aire cuando se funden rocas para extraer zinc, cobre o plomo. Trabajar o vivir cerca de una de estas fuentes contaminantes puede resultar en una sobreexposición al cadmio.

Curiosidades

  • Un fumador que consuma un paquete de cigarros por día puede absorber, durante ese lapso, casi el doble del cadmio absorbido por un no fumador.
  • En trabajadores de fábricas, donde el nivel de concentración de cadmio en el aire es alto, han sido observados severos daños en los pulmones, tales como enfisema pulmonar.

Fuentes