Kadmín
| Sink | |||||||||||||||||||||||||
| Silfur | Kadmín | Indín | |||||||||||||||||||||||
| Kvikasilfur | |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
Kadmín (kadmíum) er frumefni með efnatáknið Cd og sætistöluna 48 í lotukerfinu.
Þetta er frekar sjaldgæfur, mjúkur, bláhvítur, eitraður hliðarmálmur sem finnst í sinkgrýti og er aðallega notaður í rafhlöður.
Almenn einkenni
Kadmín er mjúkur, sveigjanlegur, þjáll, bláhvítur, tvígildur málmur sem auðveldlega má skera með hnífi. Því svipar að mörgu leyti til sinks en getur myndað flóknari efnasambönd.
Algengasta oxunarstig kadmíns er +2, þótt einstaka dæmi um +1 finnist.
Notkun
Um þrír fjórðu hlutar alls kadmíns, sem unnið er, er notað í rafhlöður (þá sérstaklega Ni-Cd rafhlöður) en fjórðungurinn er einkum notaður í litarefni, klæðningar og málmhúðun, og sem varðveisluefni í plast. Önnur not:
- málmblöndur með lágt bræðslumark.
- Kadmín hefur lágan núningsstuðul og gott málmþreytuþol og er því notað í kúlulegumálmblöndur.
- 6% af öllu kadmíni er notað í rafhúðun.
- Margar tegundir lóðtins innihalda kadmín.
- Sem hömlunarefni til að stýra kjarnaklofnun.
- Efnasambönd sem innihalda kadmín eru notuð í fosfórplötur í svarthvítum sjónvörpum og einnig í fosfórplötur bláu og grænu myndarinnar í litasjónvörpum.
- Kadmín myndar alls kyns sölt og af þeim er kadmínsúlfíð algengast. Það er notað sem gult litarefni.
- Notað í suma hálfleiðara, eins og kadmínsúlfíð, kadmínseleníð, og kadmíntellúríð, sem hægt er að nota í ljósnema eða sólhlöður. HgCdTe er næmt fyrir innrauðu ljósi.
- Sum kadmínefnasambönd eru notuð í PVC plastefni sem varðveisluefni.
- Notað í fyrsta fiseindanemann.
Saga
Frederich Strohmeyer uppgötvaði kadmín (latína cadmía, gríska kadmeia sem þýðir „kalamín“ og er gamalt heiti yfir sinkgrýti) á rannsóknarstofu sinni í Þýskalandi árið 1817. Strohmeyer fann þetta nýja frumefni sem óhreinindi í sinkkarbónati þegar hann tók eftir að óhrein sýnishorn af kalamíni skiptu um lit þegar þau voru hituð þótt hreint kalamín gerði það ekki. Málmurinn var svo nefndur eftir latnesku heiti kalamíns því að það var í því sem að málmurinn fannst fyrst.
Þótt kadmín og efnasambönd þess séu baneitruð, segir Breska lyfjafræðibókin frá 1907 frá því að kadmínjoð sé notað sem lyf til að lækna „bólgin liðamót, kirtlaveiki og kuldabólgu“.
Árið 1927 endurskilgreindi Alþjóðlega ráðstefnan um þyngdir og mælingar metrann samkvæmt rauðri litrófslínu kadmíns (1 m = 1.553.164,13 bylgjulengdir). Þessari skilgreining hefur síðan verið breytt (sjá krypton).
Tilvist
Steindir sem innihalda kadmín eru sjaldgæfar og þegar þær finnast er það ævinlega í litlum mæli. Greenockít (CdS) er eina mikilvæga kadmínsteindin og finnst nær alltaf með sphaleríti (ZnS). Þar af leiðandi er kadmín einkum framleitt sem aukaafurð í vinnslu sinks úr súlfíðgrýti, og í minna mæli við vinnslu blýs og kopars. Lítið magn af kadmíni, um 10% af notkun, er framleitt eftir öðrum leiðum og þá aðallega úr dufti sem verður til við endurvinnslu brotajárns og -stáls.
Samsætur
Náttúrulegt kadmín er blanda af 6 stöðugum samsætum. Geislasamsætur kadmíns sem lýst hefur verið eru 27, stöðugastar þeirra eru Cd-113 með helmingunartíma upp á um 7,7×1015 ár, Cd-109 með helmingunartímann 462,6 daga og Cd-115 með helmingunartímann 53,46 klukkustundir. Helmingunartími allra hinna geislasamsætanna er styttri en 2,5 klukkutími og hjá flestum þeirra minni en 5 mínútur. Þetta frumefni hefur einnig 8 systurkjarna, en þar eru þeir stöðugustu Cd-113m (helmingunartími 14,1 ár), Cd-115m (helmingunartími 44,6 dagar) og Cd-117m (helmingunartími 3,36 klukkustundir).
Samsætur kadmíns vega á milli 96,935 u (Cd-97) til 129,934 u (Cd-138). Aðalsundrunarháttur á algengustu stöðugu samsætunni, Cd-112, er rafeindahremming og á eftir henni er það betasundrun. Helsta dótturefni sundrunar á Cd-112 er frumefni 47 (silfur) og á eftir því það frumefni 49 (indín).
Varúðarráðstafanir
Kadmín er eitt þeirra frumefna sem hefur engan uppbyggjandi tilgang í mannslíkamanum. Þetta frumefni og lausnir efnasambanda þess eru gríðarlega eitruð, jafnvel í örsmáum skömmtum, og safnast fyrir í vefjum lífvera og vistkerfum. Ein möguleg ástæða fyrir eituráhrifum þess er að það truflar gang hvata sem innihalda sink. Sink er mikilvægt efni í líffræðilegum kerfum, en kadmín, þó það sé efnafræðilega svipað sinki á margan hátt, getur ekki komið í stað þess. Kadmín getur einnig truflað líffræðileg ferli þar sem magnesín og kalsín koma við sögu á svipaðan máta.
Innöndun ryks sem inniheldur kadmín leiðir fljótlega til vandamála í öndunarvegi og nýrum sem að getar verið banvæn (oft sem nýrnabilun). Neysla kadmíns veldur strax eitrun og lifrar- og nýrnaskemmdum. Efnasambönd sem innihalda kadmín eru einnig krabbameinsvaldandi. Kadmíneitrun er orsakavaldur itai-itai sjúkdómsins, sem að bókstaflega þýðir „ái!-ái!“ í japönsku. Auk nýrnaskemmda þjáðust sjúklingar af beinþynningu og beinmeyru.
Ef unnið er með kadmín, er mikilvægt að afsogsbúnaður sé fyrir hendi, til að vernda menn fyrir hættulegum gufum. Til dæmis inniheldur silfurlóðmálmur kadmín og skyldi meðhöndla hann með varúð. Alvarleg eituráhrif geta stafað af langvarandi nærveru við kadmínhúðunarböð.
Kadmín í kræklingi við Ísland
Áætlað var að hefja vinnslu á kræklingi við Arnarfjörð á Vestfjörðum en of mikið innihald kadmíns, miðað við evrópska staðla, kom í veg fyrir það[1]. Ekki fannst of mikið af kadmíni í kræklingi á öðrum stöðum á landinu.
Heimildir
Tilvísanir
- Los Alamos Þjóðrannsóknarstofan – Kadmín Geymt 28 febrúar 2009 í Wayback Machine