Cadmio


Símbolo: Cd
Clasificación: Metales de transición Grupo 12
Número Atómico: 48
Masa Atómica: 112,411
Número de protones/electrones: 48
Número de neutrones (Isótopo 112-Cd): 64
Estructura electrónica: [Kr] 4d10 5s2
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 18, 2
Números de oxidación: +1 (raro), +2
Electronegatividad: 1,69
Energía de ionización (kJ.mol-1): 868
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): -26
Radio atómico (pm): 152
Radio iónico (pm) (carga del ion): 114(+1), 103(+2)

Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 6,11
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 99,87
Punto de Fusión (ºC): 321,07
Punto de Ebullición (ºC): 767
Densidad (kg/m3): 8650; (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 13,00
Estructura cristalina: Hexagonal
Color: Blanco-Plateado
Propiedades comparadas



Isótopos: Ocho isótopos naturales: 106-Cd (1,25%), 108-Cd (0,89%), 110-Cd (12,49%), 111-Cd (12,80%), 112-Cd (24,13%), 113-Cd (9,3x1015 años, 12,22%), 114-Cd (28,73%), 116-Cd (7,49%). Otros veintisiete inestables cuyos períodos de semidesintegración oscilan entre 0,20 segundos (130-Cd) y 462,6 días (109-Cd).
Descubierto en: 1817
Descubierto por: F. Strohmeyer
Fuentes: Como subproducto en la obtención de cinc , cobre y plomo . Minerales (sin interés económico): greenockita (CdS), otavita (CdCO3)
Usos: Protección a la corrosión, películas, reactores nucleares, baterías recargables de níquel-cadmio, aleaciones, colores.
Curiosidades sobre el elemento: Descubierto por Strohmeyer en 1817 de una impureza en la calamina (carbonato de cinc), de donde procede el nombre.
No se encuentra nativo. Frecuentemente se presenta en pequeñas cantidades asociado a minerales de cinc, tales como la esfalerita (ZnS). Minerales propios son la greenockita o blenda de cadmio (CdS) (que es el único importante), la otavita (CdCO3), la monteponita (CdO). Representa el 1,5x10-5% en peso de la corteza terrestre.
Casi todo el cadmio se obtiene como subproducto en el procesado de minerales de cinc, cobre y plomo. El reciclado es una fuente importante.
Se obtiene por el método hidrometalúrgico: a partir los polvos arrastrados por los gases de tostación de los sulfuros de los elementos mencionados, se concentran hasta un 7-10% de cadmio y se lixivian en un medio sulfúrico; la disolución, que contiene cadmio y cinc (u otro) y pequeñas cantidades de arsénico, antimonio, cobre, níquel y otros que se van precipitando sucesivamente. La adición de polvo de cinc provoca la precipitación de cadmio metálico que se separa del resto por evaporación o destilación a unos 400ºC. Existen métodos electrolíticos.
Se dispone de cadmio de gran pureza.
Es un metal blanco plateado, brillante, dúctil y blando que puede cortarse fácilmente con un cuchillo. Cruje al doblarlo. Se parece bastante al cinc en sus propiedades físicas y químicas.
Tiene una alta sección de captura de neutrones térmicos. Presenta una conductividad eléctrica cuatro veces menor que la del cobre.
Es estable al aire; pierde el brillo al cabo de bastante tiempo. Al calentarlo forma una capa uniforme de óxido y a temperaturas elevadas arde con llama rojo amarillenta formando humo marrón de óxido de cadmio. El aluminio y el cinc lo precipitan de sus disoluciones.
Es insoluble en bases, se disuelve en ácido nítrico diluido y es poco soluble en los ácidos sulfúrico y clorhídrico.
El cadmio es componente de algunas de las aleaciones de más bajo punto de fusión. Se usa en aleaciones de cojinetes con bajo coeficiente de fricción y gran resistencia a la fatiga. Se usa mucho (60%) en electrodeposición: recubrimientos de acumuladores y rectificadores. También en muchos tipos de soldadura, baterías níquel-cadmio recargables, barras de control del flujo de neutrones en los reactores nucleares.
Entre sus compuestos:
El óxido (de color rojo amarillento a marrón negruzco si es amorfo y de color rojo oscuro a negro brillante si es cristalino) se usa en galvanotecnia, como catalizador (hidrogenación y síntesis de metano), en la fabricación de esmaltes y en sinterización.
El hidróxido (incoloro) se usa en galvanotecnia y en la fabricación de electrodos negativos de baterías de níquel-cadmio.
El cloruro (incoloro) se utiliza en galvanotecnia, fotografía, tintorería y absorbente de H2S.
El sulfuro se usa como pigmento amarillo.
El estearato de cadmio se emplea en la mejora de la estabilidad de los materiales de PVC frente a la luz y los agentes atmosféricos.
Compuestos de cadmio (silicatos y boratos) presentan fosforescencia y fluorescencia y se usan como componentes de las sustancias fosforescentes de televisión en blanco y negro y activadores para producir color azul y verde de tubos de TV color.
Tanto el cadmio como sus compuestos son muy tóxicos. Los fallos en la apreciación de las propiedades tóxicas del cadmio pueden producir que los trabajadores estén expuestos sin saberlo a vapores peligrosos. La soldadura de plata, por ejemplo, que contiene cadmio, debería manejarse con cuidado: se produce óxido de cadmio; la inhalación de pequeñas cantidades produce fiebre continua y edema pulmonar en grandes concentraciones. Largas exposiciones, como las que se producen en los baños de recubrimiento de metales con cadmio presentan graves problemas de toxicidad. La exposición a polvo de cadmio no debe exceder de 0,01 mg/m3 (8 horas diarias). La concentración límite (máximo), durante un período de 15 minutos no deberá exceder de 0,14 mg/m3. Para el humo de óxido de cadmio (es tan peligroso como el fósforo), la exposición no debe exceder (8 horas diarias) de 0,05 mg/m3, y la concentración máxima no debe exceder de 0,05 mg/m3. Puede que estos valores sean demasiados altos y haya que rebajar la exposición.
Es un componente de la ureasa y en el cuerpo humano se encuentra en el hígado.
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©Antonio Jiménez