Кадмий (Cd): физика-химиялық қасиеттері, қосылыстары, өндіру әдістері және қолданылуы

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Кадмий (Cadmium ) , Cd --- Менделеевтің периодты системасыны 2 тобындағы химиялық элемент, рет нөмірі 48, атомдық массасы 112, 40. Табиғи Кадмидің 8 тұрақты изотопы бар. Кадмийдің көп қасиеті мырышқа ұқсас болғандықтан мырышпен аралас, мырыш кендерінде кездеседі. Сондықтан алынған мырышта әуелгі кезде әрдайым Кадмий болады. Кадмиді 1817 жылы неміс химигі Ф. Штромейер мырыш карбонатынан тапқан Кадмий сирек элемент, жер қыртысындағы салмақ мөлшері 1, 3 10 ---%, мырышпен аралас, оның рудаларында кездеседі. Мырыштағы Кадмийді ажыратып алу үшін, бұларды фракциялап айдайды, қайнау температураларының айырмашылығы (140 ) фракциялауға мүмкіншілік береді. Бұл металды ажыратудың тағы бір тәсілі --- мырыш ұнтағын күкірт қышқылында ерітеді де, активтік қатарындағыорындарына сай Кадмийді мырышпен ығыстырып шығарады.

Кадмий --- ақ түсті, жылтыр, жұмсақ, созылғыш металл, тығыздығы 8, 65 г/см(20 С-та), балқу t 320, 9 С, қайнау t 767 С-та, жылу және электр тогын жақсы өткізеді, қосылыстарында екі валентті. Кадмийдің қосылыстары. Кадмий оксиді CdO қоңыр түсті зат, кадмийдің карбонатын, нитратын, түзіледі:

3Cd(NO ) == 2CdO + 4NO + O

Cd(OH) == CdO + H O

CdO негіздік қасиеті бар, сумен реакцияласпайтын, қышқылдарда еритін оксид.

Кадмийдің гидроксиді, ерімтал тұзымен сілті арасындағы алмасу реакциясында түзіледі. Zn(OH) сияқты борпылдақ ақ тұнба, аммиак ерітіндісінде аммиакат түзе ериді.

Cd(OH) +6NH ==[Сd(NH ) ]

Cd(OH) негіздік қасиеті өте басым қосылыс, қышқылдық қасиеті Zn(OH) -ананағұрлым кем. Концентрленген сілті ерітіндісімен араластырып ұзақ қайтқанда гидроксидті кадматтар K [Cd(OH) ], Ba[Cd(OH) ] т. б. түзеді. Кадмий комплекс түзгіш, тіпті автокомплекс те түзеді. Мысалы:

3Cdl == Cd[Cdl ]

Кадмий сульфиді алмасу реакциясы арқылы алынады:

CdSO +Na S==! CdS + NaSO

CdS сары кейде қызыл сары түсі болады, бояу есебінде қолданылады.

700 C-та ол балқымай бірден буланады. Кадмий галогендермен оңай әрекеттесіп галогенидтер түзеді. Оның галогенидтерден басқа маңызды тұздары :

Кадмий сульфаты CdSO, Кадмий нитратыCd(NO) , Кадмий циониді Cd(CN) , Кадмий карбонаты CdCo және Кадмий сульфиді CdS. Өнеркәсіпте Кадмийді мырыштан фракциялап айдау арқылы немесе электролиттік әдіспен бөліп алады. Кадмий Қазақстанда Лениногорскіде өндіріледі. Одан атомдық реакторлардың реттеуіш стерженьдері дайындалады. Кадмий оңай балқитын қорытпалар, электротехникаға қажет сымдар(трамвай, троллейбус), сілтілік аккумулятор жасау үшін және болаттардың бетіне жалатуға (кадмийлеуге), тіс пломбасына қолданылады.

Кадмий нейтрондары жақсы сіңіретіндіктен, атом реакторларында тізбекті реакциялардың жылдамдығын азайтуға, Металдарды қаптауға қолданылады. Сары түсті кадмий сульфиді сары бояу жасауға жұмсалады. Металлургия өнеркәсіпінде кадмийді екі әдіспен полиметаллургиялық және электрометаллургиялық әдістермен өндіреді. Екі әдіс бойынша да алдымен металдың сульфидтерін өртеп тиісті оксидтерге айналдырады.

Термиялық әдіс бойынша Металл алу үшін түзілген металл оксидін кокспен қосып жоғары t-да тотықсыздандырады.

Электрометаллургиялық әдіс бойынша Ме-ды алу үшін түзілген оксидті күкірт қышқылында ерітеді де, алынған металл сульфатының ерітіндісін электролиздейді:

CdSO === Cd + SO

Катодта Cd + 2 e == Cd

Анодта 4 OH -- 4 e == O + 2HO

Жоғарғы кадмийдікі --- 1, 5 10, массалық процент

Кадмий қосылыстар түрінде таралған, ол табиғатта көптеген минералдар түрінде кездеседі, соның ішінде практикалық маңыздыларына мыналар жатады. CdS --- гринокит.

Кадмий кәдімгі t-да жетінші негізгі топша элементтерінен, яғни, галогендермен қуатты әрекеттесіп ЭГ типтес қосылыстар --- тұздар түзеді, мысалы:

Cd + Cl == CdCl

Кәдімгі t-да кадмийдің бетінде олардың жұқа тығыз оксидтер қабаты түзіледі де оларды ауада ары қарай тотығудан сақтайды, ал қыздырғанда 70 типтес оксидтері түзіледі.

Кадмийні қыздырғанда күкіртпен әрекеттесіп, сульфидтер түзеді.

Э + S == Э S

Кадмий азотпен, көміртекпен тұрақсыз --- қосылыстар нитридтер мен карбидтер түзеді, ал сутегімен әрекеттеспейді.

Потенциалы теріс болғандықтан Кадмий қышқылдардан сутегін ығыстырады:

Cd + H SO == CdSO + H

Кадмий нағыз Ме-дық қасиетін көрсетеді --- азот қышқылымен және концентрациялы күкірт қышқылымен әрекеттесіп тотығады.

Кадмиймен концентрациялы күкірт қышқылы әрекетескенде, Ме-дың активтігіне және қышқылдың концентрациясының артуына байланысты.

H SO, SO -ге немесе H S-ке дейін тотықсызданады.

Cd + 2H SO == CdSO + SO +2H O

Азот қышқылымен әрекеттескенде Ме-дық активтігіне және қышқылдың концентрациясына байланысты азот әр түрлі дәрежеде тотықсызданады:

3Cd + 8HNO (сұйық) == 3Cd(NO) + 2NO = 4HO

Кадмий басқа Ме-мен оңай құйма түзеді.

Иондары да әр түрлі комплекс қосылыстар түзуге бейім.

Мысалы:

Cd (CN) + 2KCN == K [ Cd (CN ) ]

Кадмий судан сутекті ығыстырып шығарады:

Cd + 2H O == Cd(OH) +H

Сілтілерде ерімейді, қышқылдарда ериді:

Cd +2HCl = CdCl +H

бұл реакция ептеп қыздыруды қажет етеді, өйткені кадмий мырыштан активтігі кемдеу элемент( электродтық потенциалы --- 0, 40 В) . Азот және күкірт қышқылдарымен тотыға әрекеттеседі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.