Cadmio

iso = isotopo
NA = abbondanza in natura
TD = tempo di dimezzamento
DM = modalità di decadimento
DE = energia di decadimento in MeV
DP = prodotto del decadimento

Il cadmio è l'elemento chimico di numero atomico 48. Il suo simbolo è Cd. Non è un metallo di transizione, ( perché gli elementi di transizione sono definiti come gli elementi che al massimo numero di ossidazione formano almeno uno ione con un sottoguscio d parzialmente riempito), è tossico relativamente raro; tenero, bianco-argenteo con riflessi azzurrognoli. Si trova nei minerali dello zinco e trova largo impiego nelle pile.

[modifica] Caratteristiche

Il cadmio è un metallo bivalente dall'aspetto argenteo con riflessi azzurrognoli; è malleabile, duttile e tenero al punto che può essere tagliato con un normale coltello. Sotto molti aspetti assomiglia allo zinco ma tende a formare composti più complessi di quest'ultimo.

Nei suoi composti ha numero di ossidazione +2. Sono noti alcuni rari casi in cui ha numero di ossidazione +1.

[modifica] Applicazioni

Circa tre quarti della quantità di cadmio prodotta vengono usati nelle pile al nichel-cadmio, mentre il quarto rimanente è principalmente usato per produrre pigmenti, rivestimenti e stabilizzanti per materie plastiche.

Tra gli altri usi si annoverano:

L'impiego in leghe metalliche bassofondenti e per saldatura
L'impiego in leghe metalliche ad alta resistenza all'usura
L'impiego nelle cadmiature, ovvero nel rivestimento di materiali con un film di cadmio metallico tramite elettrodeposizione
Come barriera per controllare le reazioni di fissione nucleare
Composti del cadmio sono usati per produrre i fosfori dei televisori in bianco e nero ed i fosfori blu e verdi dei televisori a colori
Il solfuro di cadmio è un pigmento giallo
L'impiego in alcuni semiconduttori
Alcuni composti del cadmio sono degli stabilizzanti per il PVC
È stato usato per costruire il primo rivelatore di neutrini
Viene usato anche nelle sigarette

[modifica] Storia

Il cadmio (dal latino cadmia, a sua volta dal greco kadmeia, calamina) fu scoperto nel 1817 in Germania da Friedrich Strohmeyer, che lo individuò tra le impurità della calamina, un minerale a base di carbonato di zinco, notando che alcuni campioni impuri di calamina cambiavano colore per riscaldamento, a differenza della calamina pura.

Benché il cadmio ed i suoi composti siano molto tossici, la farmacopea britannica (British Pharmaceutical Codex) del 1907 elenca lo ioduro di cadmio tra i medicinali per curare "le giunture ingrossate, la scrofola e i geloni".

Nel 1927 la Conferenza Internazionale dei Pesi e delle Misure ridefinì il metro come 1.553.164,13 volte la lunghezza d'onda della linea rossa dello spettro del cadmio e tale definizione restò in vigore fino a quando fu sostituita da quella basata sul kripton.

[modifica] Disponibilità

I minerali di cadmio sono rari e si trovano in piccole quantità. La Greenockite (CdS), l'unico minerale di cadmio importante, è quasi sempre associata alla sfalerite (ZnS). Perciò il cadmio viene estratto in genere come sottoprodotto dell'estrazione e della raffinazione dello zinco e, in minor misura, del piombo e del rame. Piccole quantità di cadmio (circa il 10% del consumo totale) provengono dal riciclaggio di rottami di ferro e d'acciaio. La produzione di cadmio negli Stati Uniti iniziò nel 1907, ma l'uso corrente di questo elemento iniziò soltanto dopo la prima guerra mondiale.

[modifica] Isotopi

Il cadmio che si trova in natura consiste di 6 isotopi stabili. Del cadmio sono stati inoltre individuati 27 radioisotopi di cui i più stabili sono ¹¹³Cd con un'emivita di 7,7 · 10¹⁵ anni, ¹⁰⁹Cd (462,6 giorni) e ¹¹⁵Cd (53,46 ore). Tutti gli altri hanno tempi di dimezzamento inferiori a 2,5 ore e la maggior parte di loro inferiore a 5 minuti. Questo elemento ha inoltre 8 metastati di cui i più stabili sono ¹¹³Cdm (emivita: 14,1 anni), ¹¹⁵Cdm (44,6 giorni) e ¹¹⁷Cdm (3,36 ore).

Gli isotopi del cadmio hanno un peso atomico che va da 96,935 amu (⁹⁷) a 137,934 (¹³⁸Cd). La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di ¹¹²Cd è la cattura elettronica con conseguente trasformazione in argento, per gli altri è il decadimento beta con trasformazione in indio.

[modifica] Precauzioni

Simboli di rischio chimico

frasi R: R 49-20/21/22
frasi S: S 53-22-36/37-45

Le sostanze chimiche vanno manipolate con cautela
Avvertenze

Il cadmio non riveste alcun ruolo biologico nel corpo umano. Sia lui che i suoi composti sono tossici perfino a basse concentrazioni e tendono ad accumularsi negli organismi e negli ecosistemi.

L'inalazione di polveri di cadmio provoca rapidamente problemi alle vie respiratorie ed ai reni, spesso fatali per insufficienza renale. L'ingestione provoca immediato avvelenamento e danneggia il fegato e i reni.
I composti del cadmio sono cancerogeni. Oltre a danneggiare i reni causano anche osteoporosi e osteomalachia.

Nel maneggiare il cadmio e i suoi composti è importante lavorare sotto una cappa aspirante in modo da non inalarne i vapori.

L'esposizione a lungo termine al cadmio dei lavoratori dei bagni galvanici per cadmiatura produce seri problemi di tossicità.