julio 13, 2020
Cadmio

Cadmio

Propiedades físicas del cadmio

Densidad / g dm-3: 8650 (293 K)  

Volumen molar / cm3mol-1: 13.00 (293 K) 

Resistencia eléctrica / µΩcm: 6.83 (a 20ºC)

Metales de transición cadmio

Número atómico: 48

Configuración electrónica: [Kr] 4d10 5s2 

Masa atómica relativa: 112.41(4)

Grupo: 12

Electronegatividad: 1.69

Radio atómico / pm: 148.9

Periodo: 5

Estados de oxidación: +2

Energía de ionización

Primero energía de ionización / kJ mol-1: 867.80

Segunda energía de ionización / kJ mol-1: 1631.40

Tercera energía de ionización / kJ mol-1: 3616.30

Propiedades térmicas cadmio

Calor de fusión / kJ mol-1: 6.21

Conductividad térmica / W m-1K-1: 96.60

Calor de atomización / kJ mol-1: 112

Punto de ebullición / ºC: 767

Calor de vaporización / kJ mol-1: 99.87

Punto de fusión / ºC: 321.07

Datos cristalográficos cadmio

Grupo espacial: P63/mmc

Longitudes de celda unidad/pm: a=297.94, b=297.94, c=561.86

Estructura cristalina: hexagonal

Abundancia de elemento

Corteza terrestre / ppm: 0.098

Atmósfera / ppm:

Océanos / ppm: 0.0001

Isótopos

Isótopo Masa atómica relativa Porcentaje por masa (%)
106Cd 105.906458(6) 1.25(4)
108Cd 107.904183(6) 0.89(2) 
110Cd 109.903006(3) 12.49(12)
111Cd 110.904182(3) 12.80(8)
112Cd 111.902757(3) 24.13(14)
113Cd 112.904401(3) 12.22(8)
114Cd 113.903358(3) 28.73(28)
116Cd 115.904755(3) 7.49(12)

Potenciales estándar de reducción

Semirreacción E0 / V
Cd2++2e ↔ Cd(s) -0.403
Cd(CN)2-4 +2e ↔ Cd(s) + 4CN -1.09
Cd(NH3)2+4 + 2e↔ Cd(s) + 4NH3 -0.61
Cd(OH)2 (s) + 2e ↔ Cd(s) + 2OH -0.81
CdS(s) + 2e ↔ Cd(s) + S2 -1.17

Historia y descubrimiento del cadmio

Cadmio
La elemento cadmio fue descubierto en 1817

La elemento cadmio fue descubierto en 1817 por el químico alemán Friedrich Stromeyer como una impureza de la oxidación del zinc. El científico germano lo descubrió después de una petición del gobierno de inspeccionar las farmacias en la ciudad de Hildesheim, Alemania y lo bautizó así por la palabra “calamina”, derivada del latín que era el nombre para el mineral de zinc.

Este elemento y sus componentes son altamente tóxicos. Se considera por sus características físicas que es suave, maleable, dúctil y en forma de metal tiene una coloración blanca azulada similar al platino. Es un excelente conductor eléctrico, y muestra una buena resistencia a la corrosión y al ataque de otros químicos. En general exhibe mucha similitud en sus propiedades químicas al zinc.

Aplicaciones del cadmio

Es utilizado para la fabricación de celdas solares de película fina, los cuales pueden captar más del 90 % de la luz visible. También es usado en baterías especialmente las recargables de níquel-cadmio, estas se pueden encontrar en diferentes dispositivos como celulares, herramientas inalámbricas, cámaras, computadoras portátiles y en luces de suministro eléctrico de emergencia.

Como resultado de su bajo coeficiente de fricción y su alta resistencia a la fatiga, es dispuesto en aleaciones para rodamientos. Además, por su bajo punto de fusión en las aleaciones es colocado en muchos tipos de soldadura. A su vez, es dedicado en platear con electrólisis.

Los compuestos que contienen cadmio son destinados a los fósforos de los televisores en blanco y negro, y en los azules y verdes de los de tubos de imagen a color.

Es usado en las barras de los reactores nucleares para mantener las reacciones de la fisión nuclear bajo control debido a su habilidad para absorber neutrones.

Aproximadamente el 83 % del minado de este elemento es empleado en baterías, 8 % como pigmentos, 7 % para los procesos de electrólisis, 1 % como un estabilizador para el plástico, y el 1 % en aleaciones no ferrosas, dispositivos fotovoltaicos, y otros usos.

Precauciones y efectos del cadmio sobre la salud

Este elemento y sus compuestos son altamente tóxicos por lo que provocan alteraciones graves en la salud de la persona que se vea expuesto ante el mismo en cualquiera de sus formas.

Precauciones del cadmio

Cadmio
Precauciones del cadmio

A menudo como resultado del proceso de la soldadura, trabajos de quema de productos y cortado de metales de las industrias es liberado una pequeña cantidad de cadmio al aire. Por lo tanto, se establecen áreas donde se concentra la mayor parte de estas tareas, y así se mantiene controlada la expansión de este elemento y se pueden adoptar medidas para la limpieza en objetos expuestos.

Adicionalmente, a los operadores que están en contacto al cadmio se someten a revisiones médicas periódicamente, y requieren de un entrenamiento inicial y anual para la educación sobre los daños y cómo prevenir el acercamiento con este químico.

Consejos para reducir la exposición al cadmio

  • Mantener la creación de polvos al mínimo.
  • Limpiar las superficies de las áreas de trabajo.
  • Ponerse mascarilla cuando se exponga a polvos.
  • Lavarse las manos y la cara antes de comer y beber. 
  • Limpiar las herramientas y el equipamiento que se utilizan en el trabajo.

Efectos dañinos del cadmio

El cadmio puede causar efectos severos en la salud de una persona entre los que incluye dolores de estómago, vómitos severos, diarrea, fractura de huesos, trastornos psicológicos, cáncer, daños en el sistema reproductivo, nervioso e inmunológico y posiblemente a la estructura del ADN. 

Alimentos como hojas verdes, patatas, granos, maní, soya, semillas de girasol y las hojas de tabaco son conocidas por contener altos niveles de cadmio, típicamente entre 0.05 y 0.12 mg de este compuesto por kilogramo.

Las personas que no fuman tienen como promedio 0.38 mg por litro de sangre, mientras que los fumadores tienen niveles de 1.58 mg por litro. Principalmente este elemento se concentra en el hígado y los riñones y puede permanecer en estos por muchos años. Este químico deja el organismo lentamente a través de la orina y las excreciones.

Efectos ambientales del cadmio

La fauna presenta afectaciones similares en la salud de cada especie con la exposición al cadmio. La presencia de este compuesto en alimentos, el agua y el aire son la principal fuente de contacto.

Los desperdicios de cadmio de las industrias son arrojados fundamentalmente en la tierra, como resultado de la quema de combustibles fósiles una pequeña cantidad se introduce en el aire y en algunos casos la basura que lo contiene es echada al agua.

Esto provoca que las plantas absorban este elemento de la tierra afectando el suministro alimenticio. Adicionalmente, afecta por envenenamiento a organismos que viven en el suelo como las lombrices lo cual perturba severamente al ecosistema de la tierra entera. Además, la vida marina especialmente aquellos que viven en agua limpia como los mejillones, ostras, camarones, langostas y peces tienden a ser susceptible también a intoxicación.

Cómo se produce y utiliza el cadmio

El cadmio es obtenido principalmente como subproducto de la extracción, fundición y refinamiento de zinc y, en una menor medida, como un subproducto de la fabricación de cobre y plomo.

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