مخلوط نمک روی و کادمیوم. روش استخراج روی و کادمیوم از محلول های آبی الکترولیت ها. عنصر بطری دارویی

نام پارامتر	معنی
موضوع مقاله:	روی و کادمیوم.
روبریک (دسته موضوعی)	فلزات و جوشکاری

از آنجایی که هر دو فلز نقطه جوش نسبتاً پایینی دارند، هنگام وارد کردن آنها به مذاب نقره باید دقت ویژه ای داشت. این فلزات مهمترین اجزای آلیاژی در تولید لحیم هستند و در این راستا باید تأثیر آنها بر خواص آلیاژها با جزئیات بیشتری مورد توجه قرار گیرد.

Ag-Zn.تا 20 درصد روی در حالت جامد در نقره حل می شود، اما عملاً میزان روی در آلیاژ نباید از 14 درصد تجاوز کند. چنین آلیاژهایی کدر نمی شوند، به خوبی جلا داده می شوند و شکل پذیری خوبی دارند.

Ag-سی دی.حد حلالیت کادمیوم در نقره حدود 30 درصد است. این آلیاژها انعطاف پذیر و مقاوم در برابر خوردگی در هوا هستند.

Ag-Zn-Cd.آلیاژها نقطه ذوب پایینی دارند و در برخی موارد به عنوان لحیم کاری استفاده می شوند. آلیاژها دارای ناحیه کریستالیزاسیون وسیعی هستند و درز لحیم کاری شده دارای خواص مکانیکی پایینی است که منجر به استفاده محدود از لحیم کاری بر اساس این سیستم می شود.

Ag-Cu-Cd.مس به هیچ وجه کادمیوم را حل نمی کند، اما یک ترکیب شکننده Cu 2 Cd با آن تشکیل می دهد. با داشتن مقدار کافی نقره در آلیاژ، کادمیوم، حل شدن در نقره، آلیاژ را چسبناک، انعطاف پذیر و در برابر کدر شدن بسیار مقاوم می کند.

آلیاژهای نقره-مس با افزودن کمی کادمیوم به ویژه برای کشیدن عمیق و ضرب سکه مناسب هستند.

Ag-Cu-Zn.چند صدم درصد روی وارد شده به مذاب قبل از ریخته‌گری، سیالیت آلیاژهای نقره-مس را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. با این حال، افزودن کمی روی آلیاژها را در برابر کدر شدن مقاوم‌تر و انعطاف‌پذیرتر می‌کند. مس تا 39 درصد روی را حل می کند. با محتوای روی بیشتر در آلیاژهای نقره-مس، آلیاژهای سه تایی با نقطه ذوب پایین تشکیل می شوند. از چنین آلیاژهایی به عنوان لحیم کاری استفاده می شود.

برای به دست آوردن لحیم کاری از آلیاژ نقره - مس از ترکیب یوتکتیک با افزودنی های روی استفاده می شود که نقطه ذوب آلیاژ را کاهش می دهد.

Ag-Cu-Zn-Cd.آلیاژهای این سیستم چهار جزئی نقطه ذوب پایینی دارند و در نتیجه کاربرد وسیعی به عنوان لحیم یافته اند. کاهش زیاد نقطه ذوب این آلیاژها با این واقعیت توضیح داده می شود که روی و کادمیوم یک یوتکتیک کم ذوب را تشکیل می دهند.

رهبری.نقره و سرب یک یوتکتیک با نقطه ذوب 304 درجه سانتیگراد تشکیل می دهند. این ترکیبات یوتکتیک که در امتداد مرزهای دانه قرار دارند، آلیاژ را شکننده و قرمز می کنند. طبق GOST 6836-72، محتوای سرب در آلیاژهای نقره نباید از 0.005٪ تجاوز کند.

قلع.وجود قلع در مقادیر کم به طور قابل توجهی نقطه ذوب آلیاژهای سیستم نقره- مس را کاهش می دهد. در نقره خالص تا 19 درصد قلع حل می شود. این باعث تولید آلیاژهایی می شود که نرم تر و انعطاف پذیرتر از آلیاژهای نقره-مس هستند، اما این آلیاژها رنگی کدر دارند. هنگامی که محتوای قلع در آلیاژهای نقره-مس بیش از 9٪ و در دمای 520 درجه سانتیگراد باشد، یک ترکیب شکننده Cu 4 Sn تشکیل می شود. با این حال، به دلیل تشکیل اکسید قلع SnO 2 در هنگام ذوب، شکنندگی افزایش می یابد.

آلومینیوم.در آلیاژهای نقره-مس در حالت جامد، آلومینیوم تا 5% حل می شود، در حالی که ساختار و خواص آلیاژ تقریباً بدون تغییر باقی می ماند. در محتوای آلومینیوم بالاتر در آلیاژ، یک ترکیب شکننده Ag 3 Al 2 تشکیل می شود. در هنگام ذوب و بازپخت، اکسید آلومینیوم A1 2 O 3 نیز تشکیل می شود که در امتداد مرزهای دانه قرار دارد. این ترکیبات باعث می شود آلیاژ سرد شکننده و برای پردازش نامناسب باشد.

اهن.در نقره حل نمی شود و همیشه ناخالصی مضر در آلیاژهای نقره است. با ورود به آلیاژ، ذرات آهن به شکل اجزاء جامد خارجی در آن باقی می مانند. در همان زمان، آهن با مواد بوته، ذرات زغال سنگ، سنباده، نمک های مورد استفاده در ذوب برهم کنش می کند و ترکیبات سخت و شکننده را تشکیل می دهد. این ترکیبات با قرار گرفتن بر روی سطح یک شمش یا محصول، در حین آسیاب کردن از فلز خارج می‌شوند و علائم دراز مشخصی روی سطح محصول باقی می‌گذارند.

سیلیکونسیلیکون در نقره حل نمی شود و در محتوای 4.5 درصد در آلیاژ، یوتکتیک سیلیکون نقره با نقطه ذوب 830 درجه سانتیگراد تشکیل می شود. این رسوبات یوتکتیک که در امتداد مرزهای دانه قرار دارند، شکل پذیری آلیاژ را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند و در اکثر موارد آلیاژ را برای پردازش تغییر شکل پلاستیک کاملاً نامناسب می کنند. سیلیکون می تواند از کوارتز وارد آلیاژ شود که به عنوان ماده ای برای ساخت بوته ها عمل می کند.

گوگرد.گوگرد با اجزای اصلی آلیاژها ترکیبات سخت و شکننده Ag 2 S و Cu 2 S را تشکیل می دهد که در بین کریستال ها و داخل دانه ها قرار گرفته و باعث شکنندگی آلیاژها می شود. برای شکنندگی ظاهری آلیاژ، وجود 0.05% گوگرد در آن کافی است. گوگرد غالباً حاوی زغال چوب است که در زیر آن بازپخت انجام می شود، مواد قابل احتراق، گازها، اچ ها و غیره.

وجود گوگرد یا ترکیبات گوگردی در آلیاژ منجر به تیره شدن آن در اثر تشکیل سولفید نقره می شود.

فسفر.قبل از ریخته‌گری، آلیاژهای نقره در بیشتر موارد با مس فسفر حاوی 10 تا 15 درصد فسفر اکسیدزدایی می‌شوند. فسفر به سرعت با اکسیدهای آلیاژ واکنش می دهد و اکسیژن را به آنها اضافه می کند و یک ترکیب گازی تشکیل می دهد، ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ یا تبخیر می شود یا با سایر ذرات اکسید مس واکنش می دهد و ترکیبات سرباره متافسفات مس را تشکیل می دهد. با توجه به اینکه مس فسفر معمولاً بیش از حد اضافه می شود ، زیرا محتوای اکسیدهای فلز ناشناخته است ، فسفر وارد فلز می شود. مقدار کمی فسفر برای تشکیل ترکیبات بین فلزی شکننده AgP 2 و Ag 3 P کافی است که در امتداد مرزهای دانه به شکل یوتکتیک قرار دارند. نقطه ذوب یوتکتیک سه تایی Ag - Cu - P 641 درجه سانتیگراد است. در نتیجه تشکیل فسفیدها، آلیاژها قرمز و شکننده می شوند، به سرعت کدر می شوند و پوشش های گالوانیکی به خوبی به آنها نمی چسبند.

کربن.کربن با نقره واکنش نمی دهد و در آن حل نمی شود. با ورود به مذاب، ذرات کربن به شکل آخال های خارجی در آن باقی می مانند.

در زیر ترکیب، خواص و درجه های برخی از لحیم کاری های مبتنی بر نقره آورده شده است.

روی و کادمیوم. - مفهوم و انواع طبقه بندی و ویژگی های رده "روی و کادمیوم". 2017، 2018.

• تخصص HAC RF05.17.02
• تعداد صفحات 86

2. بررسی ادبیات

2.1. خواص فیزیکی و شیمیایی کادمیوم و روی

2.2. روشهای جداسازی روی و کادمیوم

2.3. استخراج با حلال های آلی

2.4. اثر هیدراتاسیون اجزای فاز آلی بر تعادل استخراج

2.5. تری بوتیل فسفات به عنوان استخراج کننده اسیدها و نمک های فلزی

2.6. استخراج روی و کلرید کادمیوم با تری ان بوتیل فسفات

لیست پیشنهادی پایان نامه ها

• تعادل فاز و استخراج در سیستم های آب - سنتامید-5 - عامل نمک زدایی - آب 2011، کاندیدای علوم شیمیایی Golovkina، آنا ولادیمیروا

• توصیف ترمودینامیکی استخراج اسیدهای کلریدریک و هیدروبرمیک و کلرید اورانیل با تری ان- بوتیل فسفات 2000 دکترا باکارو فرناندز ادواردو

• بازیافت استخراج و جداسازی لانتانیدها در فرآوری مواد خام غیر سنتی ضعیف 2007، کاندیدای علوم فنی استارشینووا، ورونیکا استپانونا

• دی پیرازولونیل متان ها به عنوان معرف های استخراج عناصر از محلول های آمونیاک، قلیایی و اسیدی 1984، کاندیدای علوم شیمی خورکوا، مارگاریتا الکساندرونا

• استخراج و تعیین اسیدهای آمینه آلفا معطر و ویتامین های محلول در آب - قانونمندی ها و محلول های تحلیلی جدید 2007، دکترای شیمی موکشینا، نادژدا یاکولوونا

مقدمه پایان نامه (بخشی از چکیده) با موضوع "استخراج کلریدهای کادمیوم و روی با تری ان بوتیل فسفات"

مرتبط بودن موضوع

استخراج با حلال های آلی به طور فزاینده ای در هیدرومتالورژی مورد استفاده قرار می گیرد. به خصوص استفاده از روش های استخراج در جداسازی فلزات با خواص مشابه، زمانی که لازم است یک فرآیند چند مرحله ای سازماندهی شود، امیدوارکننده است. در صنعت از فرآیندهای استخراج برای جداسازی زیرکونیوم و هافنیوم، عناصر خاکی کمیاب، پلاتینوئیدها، کبالت و نیکل و ... استفاده می شود. محصولات

برای کاربرد گسترده‌تر استخراج، پیشرفت در توسعه نظریه استخراج و ایجاد روش‌هایی برای توصیف تعادل استخراج بر اساس آن ضروری است. تا حد زیادی، این مربوط به استخراج توسط مکانیسم هیدرات-حلول است، که در آن مقدار قابل توجهی از آب به فاز آلی عبور می کند، در نتیجه توصیف تعادل استخراج یک مشکل بسیار دشوار است. بسیاری از اسیدهای قوی و کمپلکس‌های اسید فلزی از جمله کمپلکس‌های هالید با این مکانیسم استخراج می‌شوند و از مواد آلی خنثی به عنوان استخراج‌کننده استفاده می‌شود که در این میان محبوب‌ترین آن‌ها تری-ان-بوتیل فسفات (TBP) است.

کادمیوم جایگاه مهمی در بین فلزات مورد استفاده در مهندسی انرژی هسته ای دارد. در کنار بور، کادمیوم عنصر اصلی برای جذب و ثبت نوترون های حرارتی است. کادمیوم در طبیعت در سنگ معدن های سولفید سرب روی وجود دارد و مشکل اصلی در استخراج آن جدا شدن آن از روی است. توجه داشته باشید که ویژه

استفاده از روی، به ویژه برای مصارف خانگی، به دلیل سمیت بالای آن، مستلزم تصفیه خوب آن از کادمیوم است. برای این منظور اغلب از پایداری متفاوت کمپلکس های هالید کادمیوم و روی استفاده می شود و می توان از استخراج با حلال آلی برای جداسازی کمپلکس ها استفاده کرد. بنابراین، استخراج کمپلکس‌های کلرید کادمیوم و روی با TBP بارها در مقالات توصیف شده است، اما تلاش برای توصیف کمی این سیستم، که برای یافتن شرایط جداسازی بهینه ضروری است، به نتیجه مطلوب منتهی نشده است.

هدف از این کار، توسعه روش‌هایی برای توصیف تعادل استخراج با استفاده از مثال سیستم HpC12-CdC12-H20-TBF، با در نظر گرفتن ضرایب فعالیت در فازهای آلی و آبی و ثابت‌های کمپلکسی قابل استفاده برای استخراج با مکانیسم هیدرات- حلال و پیش بینی شرایط جداسازی بهینه.

برای رسیدن به این هدف، حل وظایف زیر ضروری بود:

1. مطالعه استخراج روی و کلرید کادمیوم به طور جداگانه با TBP در حضور عامل نمک زدایی و توسعه روشی برای توصیف تعادل در این سیستم ها.

2. بررسی استخراج کلریدهای روی و کادمیوم همراه با TBP.

3. ایجاد روشی برای محاسبه تعادل در استخراج مشترک کلریدهای فلزی با TBP بر اساس داده‌های مربوط به کلریدهای منفرد.

تازگی علمی

1. داده های مربوط به استخراج کلریدهای روی و کادمیوم با TBP از محلول های آبی 0.1 مول در لیتر (به صورت جداگانه یا کل) حاوی کلرید سدیم به عنوان عامل نمک زدایی.

2. روش محاسبه فعالیت TBP در فاز آلی در حین استخراج نمک های فلزی.

3. مدلی برای استخراج کلرید روی با TBP در حضور کلرید سدیم و مجموعه ای از ثابت ها که امکان توصیف تعادل استخراج را با در نظر گرفتن تشکیل کمپلکس های اسیدی در یک فاز فراهم می کند.

4. مدلی برای استخراج کلرید کادمیوم با TBP در حضور کلرید سدیم و مجموعه ای از ثابت ها که امکان توصیف تعادل استخراج را فراهم می کند.

5. محاسبه تعادل استخراج در استخراج مشترک کلریدهای روی و کادمیوم با TBP با استفاده از یک مجموعه ثابت از قبل تعیین شده و کفایت ضرایب توزیع محاسبه شده به ضرایب تجربی.

اهمیت عملی

روش توسعه‌یافته برای محاسبه تعادل در استخراج کلریدهای روی و کادمیوم با TBP در حضور عامل نمک‌زدایی ماهیتی کلی دارد و می‌تواند برای توصیف تعادل در استخراج نمک‌های فلزی، از جمله نمک‌های دارای خواص مشابه، استفاده شود. .

تایید کار. نتایج کار در کنفرانس یازدهم روسیه در مورد استخراج (مسکو، 1998)، یازدهم کنفرانس بین المللی دانشمندان جوان در شیمی و فناوری شیمیایی "MKHT-97" (مسکو، 1997)، سمینار مسکو در مورد استخراج (1999) مورد بحث قرار گرفت. ).

2. بررسی ادبی.

پایان نامه های مشابه در تخصص "فناوری عناصر کمیاب، پراکنده و رادیواکتیو"، 05.17.02 کد VAK

• بررسی نظم فاز مایع و تعادل استخراج در سیستم های آب - مشتق آنتی پیرین - اسید بنزوئیک 2006، نامزد علوم شیمی پوروشینا، ناتالیا ویتالیونا

• استخراج فلزات با تترااکتیل آلکیلن دی آمین ها از محلول های کلرید سولفات 1999، کاندیدای علوم شیمی ژلزنوف، ونیامین ویکتورویچ

• 2005، کاندیدای علوم شیمیایی Koroleva، Marina Valerievna

• قوانین استخراج یون های فلزی توسط مذاب در سیستم های جداسازی دیانتی پیریل آلکان - اسید بنزوئیک - اسید معدنی - تیوسیانات آمونیوم - آب 2009، کاندیدای علوم شیمی آلیکینا، اکاترینا نیکولاونا

• به دست آوردن ترکیبات تک تک REMها و محصولات جانبی در فرآوری مواد خام فلزی کمیاب با کیفیت پایین 2014، دکترای علوم فنی لیتوینوا، تاتیانا اوگنیونا

نتیجه گیری پایان نامه با موضوع "فناوری عناصر کمیاب، پراکنده و رادیواکتیو"، نخائوسکی، سرگئی یوریویچ

5. نتیجه گیری ها.

1. استخراج کلریدهای روی و کادمیوم توسط TBP، به طور جداگانه و با هم، از محلول های آبی حاوی کلریدهای این فلزات با غلظت اولیه کل 0.1 مول در لیتر و غلظت های مختلف کلرید روی به عنوان عامل نمک زدایی و همچنین استخراج مقادیر کمی از کلرید کادمیوم توسط TBP از محلول های آبی کلرید سدیم. مشخص شده است که ضریب توزیع روی از حداکثر با افزایش غلظت عامل نمک‌زدایی عبور می‌کند، در حالی که برای کادمیوم هیچ اکستریمی مشاهده نمی‌شود.

2. روشی برای محاسبه فعالیت TBP در فاز آلی در حین استخراج نمک های فلزی، بر اساس تعیین کسر مولی آن و محاسبه ضریب فعالیت با توجه به معادله تجربی یافت شده برای سیستم دوتایی TBP-H-O توسعه یافته است.

3. مقدار (11.5) ثابت استخراج کلرید روی با TBP با تشکیل کمپلکس rpCb*2TBP هیدراته شده با دو مولکول آب با در نظر گرفتن ضرایب فعالیت در فازهای آلی و آب* و تشکیل روی محاسبه شد. کمپلکس های اسیدی در فاز آبی روشی برای در نظر گرفتن تشکیل کمپلکس‌های اسیدی روی hpCl3~ در فاز آبی با در نظر گرفتن ضرایب فعالیت اجزاء پیشنهاد شده‌است.

4. مقدار (15.0) ثابت استخراج کلرید کادمیوم با TBP برای تشکیل مجتمع Сс1С12 *2TBP، هیدراته شده با دو مولکول آب، با در نظر گرفتن ضرایب فعالیت در فازهای آلی و آبی محاسبه شد.

5. ثابت استخراج یافت شده کلریدهای روی و کادمیوم با TBP و ثابت تشکیل کمپلکس اسید روی 2nC13 برای محاسبه با تکرار ضرایب توزیع کلریدهای روی و کادمیوم در طول استخراج مشترک آنها با TBP، با در نظر گرفتن ضرایب فعالیت در فازهای آلی و آبی ضرایب توزیع محاسبه شده و آزمایشی با دقتی در حدود 10 درصد مطابقت دارد که با دقت داده های تجربی مطابقت دارد.

6. کاهش ضرایب جداسازی کلریدهای روی و کادمیوم که در مقالات با افزایش غلظت عامل نمک‌گیری و تشکیل کمپلکس‌های اسید روی توضیح داده شده است.

2.7. نتیجه.

مواد ادبیات در نظر گرفته شده نشان می دهد که توصیف تعادل در استخراج اسیدها و فلزات توسط مکانیسم هیدرات-محلول کار دشواری است. تلاش های قبلی

ODSY*S"DYA

44 UT!■ «■ ■ ■ , ■ ■■. G» کاستی های خاصی داشت. همچنین این احتمال وجود دارد که محاسبات ثابت استخراج باید در مقیاس کسرهای مولی انجام شود، زیرا محاسبه مجدد ضرایب فعالیت در مقیاس های دیگر دشوار است. با این حال، در این مورد، لازم است که توزیع آب را در نظر بگیریم، که، همانطور که در ادبیات نشان داده شده است، عملاً به TBP مربوط نیست. همچنین منطقی است که تأثیر هیدراتاسیون بر تعادل استخراج را از طریق ضرایب فعالیت اجزای هیدراته در مفهوم هیدراتاسیون غیر استوکیومتری در نظر بگیریم.

3. تکنیک های تجربی و محاسباتی.

3.1. معرف ها

ما از کلرید سدیم با درجه خالص شیمیایی، کلریدهای روی و کادمیوم، کربنات سدیم و اسید کلریدریک با درجه تجزیه و بدون خالص سازی اضافی استفاده کردیم.

غلظت محلول های اولیه کلریدهای سدیم، کادمیوم و روی با روش تبادل یونی تعیین شد. برای انجام این کار، ستونی با کاتیونیت KU-2 به شکل H تهیه شد و آن را با محلول 2 mol/l اسید هیدروکلریک شستشو داد. پس از آن، ستون با آب مقطر تا pH=5.0 شسته شد. سپس 1 میلی لیتر از محلول اولیه به ستون اضافه شد و با آب مقطر شسته شد تا pH=5.0 باشد. آب شستشو حاوی اسید آزاد شده در طی تبادل یونی جمع آوری و با محلول قلیایی تهیه شده از فیکسانال تیتر شد.

تری-ان-بوتیل فسفات "تکنولوژی". به روش معمول خالص سازی شد | من! 1 I 1 1 | |

برای روی-65، بازده پوزیترون تنها 1.41٪ است و فعالیت آن توسط تابش گاما (شامل تابش نابودی با انرژی 511 کو) روی شمارنده سوسوزن MaLT1 با استفاده از نمونه‌های مایع تعیین شد. تعیین فعالیت کادمیوم-109 بر روی شمارنده های انتهایی SBT-7 انجام شد. از آنجایی که تابش فوتون نرم این رادیونوکلئید به میزان قابل توجهی در لایه آماده‌سازی جذب می‌شود، ابتدا کادمیوم با رسوب سولفید آن جداسازی شد که روش آن در ادامه توضیح داده خواهد شد و سپس آماده‌سازی‌هایی از کادمیوم-109 تهیه شد که ضخامت لایه آن است. می تواند نادیده گرفته شود.

نرخ شمارش دارو 1R تفاوت بین نرخ های شمارش دارو با پس زمینه 1P + F و پس زمینه 1f است: 1p + f "Ch ^

خطا در تعیین نرخ شمارش 1 با فرمول محاسبه می شود:

A1P \u003d [(1u + fAl + f) + (1fAf)] 0 "5. (3.2) که در آن C + f و tf زمان اندازه‌گیری نرخ‌های شمارش دارو با پس‌زمینه و پس‌زمینه است. زمان برای اندازه گیری داروها و پس زمینه به گونه ای انتخاب شد که خطای تعیین نرخ شمارش D1P از 3٪ تجاوز نکند و با استفاده از فرمول ها محاسبه شد:

- (یو / گرم) 2 * / [(1p + f- 1f) 2] (s.z)

C = (100/r)2 * /[(1p + f - 1f)2] (3.4) که r خطای نسبی مشخص شده است. هنگام استفاده از فرمول‌های (3.3) و (3.4)، ابتدا نرخ‌های شمارش 1p + f و 1F را برای 30 ثانیه تعیین کردیم و سپس زمان اندازه‌گیری مورد نیاز را محاسبه کردیم و آن را به مضربی از 100 ثانیه گرد کردیم.

3. 3. تکنیک استخراج.

استخراج روی و کادمیوم در قیف های جداکننده در دمای اتاق در محدوده 2±296 کلوین انجام شد. فازهای آبی و آلی با استفاده از شیکر به مدت 10 دقیقه متعادل شدند. آزمایشات اولیه نشان داد که در عرض 3-5 دقیقه به تعادل رسیده است. پس از تکان دادن، ته نشین شدن به مدت 30-40 دقیقه انجام شد. پس از آن، فازهای آلی و آبی جدا شده و به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شدند. روی سانتریفیوژ آزمایشگاهی LC-425.

هنگام استخراج روی 65 از محلول های اسید کلریدریک، 5 میلی لیتر TBP دو بار با حجم های مساوی از محلول های اسید تازه با یک مولاریت معین متعادل شد، هر بار پس از تعادل، فاز آبی تا حد امکان به طور کامل تخلیه شد. سپس 5 میلی لیتر اسید کلریدریک با همان غلظت حاوی رادیونوکلئید اضافه شد. پس از تکان دادن، فازها جدا شده و محلول های به دست آمده سانتریفیوژ شدند. سپس، 4 میلی لیتر از هر فاز گرفته شد و اندازه گیری رادیومتری روی 65 بر روی یک شمارنده سوسوزن، همانطور که در بالا توضیح داده شد، انجام شد. داده های تجربی، به طور میانگین در 5 آزمایش موازی، در جدول ارائه شده است. 3.1.

فهرست منابع تحقیق پایان نامه کاندیدای علوم شیمی نخایفسکی، سرگئی یوریویچ، 2000

1. نمودار نوکلیدها (Karlsruher Nuklikarte)، ویرایش ششم 1995، تجدید چاپ تجدید نظر شده 1998./G.Pfennig, H.Kleve-Nebenius, W.Seel-mann-Eggebert.

2. Golubev B. P. دزیمتری و حفاظت از تشعشعات یونیزان: کتاب درسی برای دانشگاه ها / ویرایش. E.L. Stolyarova. ویرایش چهارم تجدید نظر شده است و اضافی - Energoatomizdat, 1986. - 464 p. بیمار

3. بلوک N.I. تجزیه و تحلیل شیمیایی کیفی. M.: GNTI ادبیات شیمی. 1952. 657 ص.

4. Lurie Yu.Yu. کتابچه راهنمای شیمی تجزیه. ویرایش پنجم، بازنگری شده. و اضافی م.: شیمی. 1979. - 480 p., ill.

5. کتاب راهنمای یک شیمیدان. ویرایش دوم، بازنگری شده. و اضافی M. - L. موسسه علمی و فنی دولتی ادبیات شیمی. 1962. 1272 ص.

6. کرشکوف A.P. مبانی شیمی تجزیه. کتاب 1. مبانی نظری. تحلیل کیفی.: کتاب درسی برای دانشگاه ها.- م.: گوشیمیز-دات. 1961. 636 e., ill.

7. Gillebrand V.F.، Lendel G.E.، Bright G.A.، Hoffman D.I. راهنمای عملی برای تجزیه و تحلیل معدنی. اد. یو.یو. لوری. چاپ سوم، کلیشه ای، تصحیح شد. م.: شیمی. 1966. 1112 e., ill.

8. دایره المعارف فناوری شیمیایی. اد. توسط R.E. Kirk و D.F.Othmer. N. Y. Interscience Publ. 1953. V. 2. 916 p.

9. Tselishchev G.K., Rusin L.I. تصفیه اسید فسفریک از کادمیوم

10. کنفرانس یازدهم روسیه در مورد استخراج. مسکو، 21-27 ژوئن، 1998 چکیده. M. 1998. S. 245.

11. I. Fomin VV شیمی فرآیندهای استخراج. م.: ایالت. انتشارات ادبیات در حوزه علم و فناوری اتمی. 1960. 166 e., ill.

12. Yagodin G. A. و همکاران//مبانی استخراج مایع. اد. G.A. Yagodina. م. شیمی. 1981. 400 ص.

13. Frolov Yu.G., Ochkin A.V. در مورد مکانیسم استخراج. J. inorg. شیمی، 1962، ج 7، ص. 1486.

14. Harned G.، Owen B. شیمی فیزیکی محلول های الکترولیت.-L.: Izdatinlit. 1952. 628 ص.

15. Robinson R., Stoke R. Solutions of electrolytes.- M.: Izdatinlit. 1963. 646 e., ill.

16. Voznesenskaya IE جداول توسعه یافته ضرایب فعالیت و ضرایب اسمزی محلول های الکترولیت. در کتاب. مسائل شیمی فیزیک محلول های الکترولیت. اد. G.I.Mikulina.- L.: شیمی. 1968. 420 ص. S. 172.

17. Prokuev V. A. الگوهای استخراج برخی از کمپلکس های فلزی از محلول های کلرید و برمید با تروبوتیل فسفات. دکتری، پایان نامه. M. RHTU im. D.I. مندلیف. 1995.

18. روزن ا.م. شیمی فیزیک تعادل استخراج. در کتاب. "استخراج. تئوری، کاربرد، تجهیزات". موضوع. 1.-م.: اتمیزدات. 1962." S. 6.

19. کوزنتسوف V.I. پیشرفت در شیمی، 1954، ج 23، ص. 654.

20. Healy T.V., McKay H. A. C. Trans. Faraday Soc., 1956, v. 52، ص. 633.

21. Van Aartsen J.J., Korvezee A.E., همان, 1964, v. 60، ص. 510.

22. V. M. Vdovenko، M. P. Koval’skaya، و M. M. Gerbenevskaya، Trudy Rad. مؤسسه، 8، ص. 8 (1958).

23. Vdovenko V.M., Kovaleva T.V., Moskalkova E.A. همان، 8، ص. 17 (1958).

24. Fomin VV, Morgunov AF استخراج کلرید آهن با دی بوتیل اتر از محلول های اسید هیدروکلریک. J. inorg. شیمی، 1960، ج 5، ص. 1385.

25 Laurene A.H. و همکاران جی. فیزیک. ehem., 1956, v. 60، ص. 901.

26. الماس R.M.، So D.G. استخراج ترکیبات معدنی.-M .: Gosatomizdat. 1962. 88 ص.

27. ویدمر ن.م. جی. فیزیک. ehem., 1970, v. 74، ص. 3251، 3618.

28. Zolotov Yu.A., Iofa B. Z., Chuchalin L.K. استخراج مجتمع های متال هالید. م.: علم. 1973. 379 ص.

29. Sergievsky VV تأثیر هیدراتاسیون اجزای فاز آلی بر تعادل استخراج. شیمی معدنی (Itogi Nauki i Tekhniki)، 1976، ج 5، ص. پنج.

30. Ochkin A. V., Sergievsky V. V. ترمودینامیک استخراج با محلول های آمین ها و نمک های بازهای آمونیومی جایگزین. پیشرفت در شیمی، 1989، ج 58، ش 9، ص. 1451.

31. مسیحی س.د.، طه ع.ا. کوارت Rev., 1970, v. 24، شماره 1، ص.

32. McKay G. TBF در علم و فناوری. در کتاب. "شیمی استخراج. مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی، گوتنبرگ، سوئد، 27.08-1.09.1966". نشست مقالات مطابق. از انگلیسی. اد. A.A. پوشکووا. اتمیزدات، 1971، 392 ص. S. 123.

33. Apelblat A. ارتباط بین فعالیت و حلالیت آب در برخی از الکل های آلیفاتیک. بر. Bunsenges. فیزیک Chem.، 1983، v. 87، ص. 2.

34. Apelblat A. استخراج آب توسط برخی ارگانوفسفره ها. جی. شیمی. Soc.، در 1969، ص. 175.

35. اوچکین A.V. تئوری آماری محلول های نمک های آمینی در حلال های غیر قطبی حاوی آب. J. فیزیکی. شیمی، 1978، ج 52، ص. 1321.

36. Ochkin A. V., Sergievsky V. V. تأثیر هیدراتاسیون اجزای فاز آلی بر تعادل استخراج. در کتاب. "مسائل مدرن شیمی و فناوری استخراج" - M. 1999. T. 1, p. 36.

37. Sergievsky V. V. Dokl. AN SSSR, 1976, v. 228, p. 160.

38. Yagodin G.A., Sergievsky V.V., Fedyanina L.B. J. inorg. علم شیمی. 1979، ج 24، ص. 746.

39. Yagodin G.A., Sergievsky V.V., Fedyanina L.B. گزارش AN SSSR, 1977, v. 236, p. 165.

40. Yagodin G.A., Sergievsky V.V. ایزوستیا ووزوف. شیمی و شیمی. تکنولوژی، .1978، ج 21، ص. 1128.

41. کتاب راهنمای استخراج. در 3 جلد. A.M. Rosen. T. 1. 3. I. Nikolotova، N. A. Kartashova. استخراج با پایه های آلی خنثی م.: اتمیزدات، 1976. 600 ص.

42. McKay H.A.S., Healy T.V. در کتاب. پیشرفت در انرژی هسته ای سر III. شیمی فرآیند. ج 1. چاپ پرگامون، 1956، ص. 147.

43. Alcock K. et al. ترانس. Faraday Soc., 1956, v. 52، ص. 39.

44. تاک دی.جی. جی. شیمی. Soc., 1958, p. 2783.

45. Mikhailov V.A., Kharchenko S.K., Nazin A.G. بررسی سیستم های دوتایی آب تری-ن-بوتیل فسفات و آب-دی-ان-بوتیل فسفریک اسید. Izvestiya SO AN SSSR. 1962، شماره 7، ص. پنجاه.

46. ​​هاردی سی. جی.، فیرهرست دی.، مک کی اچ. ای. سی.، ویلسون ای.ام. ترانس. Faraday Soc., 1964, v. 60. شماره 501. قسمت 9. ص1625.

47. Roddy J.W., Mrochek J. فعالیت ها و برهمکنش در سیستم آب تری-n-بوتیل فسفات. J. inorg. هسته ای شیمی.، 1966، v. 28، ص. 3019.

48. Kirgintsev A.H., Lukyanov A.V. رادیوشیمی، 1966، ج 8، ص. 363.

49. روزن ع.م.، خورورینا ل.پ.، آگاشکینا گ.د. استخراج آب با محلول های TBP و TBP در رقیق کننده ها. رادیوشیمی، 1970، ج 12، 345.

50. Roddy J.W. فعل و انفعالات در سیستم رقیق کننده آب تری-ان-بوتیل فسفات. J. inorg. هسته ای شیمی.، 1978، v. 40، ص. 1787.

51. M. I. Shakhparonov، مقدمه ای بر نظریه مولکولی محلول ها. M.: GITTL. 1956. 507 ص.

52. هاردی سی.جی. فعالیت تر - n - بوتیل فسفات در تعادل با اسید هیدروکلریک آبی J. inorg. هسته ای شیمی.، 1970، v. 32، ص. 619.

53. Mitamura R., Tokura I., Nishimura S. et al. J. inorg. هسته ای شیمی.، 1968، v. 30، شماره 4، ص. 1019.

54. Kertes A.S. J. inorg. هسته ای، شیمی، -I960، v. 14، ن 1/2، ص104.

55. Kopach S., Ezhovska-Trzebyatovska B. Zh. inorg. شیمی، 1970، ج 15، ص. 1059.

56. Golovanov V. I. شرح کمی استخراج اسید کلریدریک با تروبوتیل فسفات توسط مکانیسم هیدرات-محلول. J. inorg. شیمی، 1982، ج 27، ص. 1514.

57. Ochkin A.V., Yiguy Li. تقسیم آب و تعادل در سیستم TBP-HCl-HgO. پنجمین سمپوزیوم بین المللی پدیده حلالیت. مسکو، 1992، ص. یکصد.

58. Sinegribova 0.A., Ochkin A.V., Baquero E. تقسیم آب و تعادل در سیستم TBP-HC1-H20. ارزش افزوده از طریق استخراج با حلال مجموعه مقالات ISEC-96. اد. توسط D.C. Shallcross, R. Paimin, L.M. Prvcic. ملبورن، استرالیا، 1996. V. 1, p. 395.

59 موریس دی.پی. سی، کوتاه E.L. مجتمع های کلرید روی و روی بروماید. قسمت دوم. مطالعات استخراج حلال با روی-65 به عنوان ردیاب. جی. شیمی. Soc., 1962, July, p. 2662.

60. Morris D.P.C., Short E.L., Slater D.N. J. الکتروشیم. Soc., 1963, v. 8، شماره 5، ص. 289.

61. Morris D.P.C., Short E.L., Slater D.N. J. inorg. هسته ای شیمی، 1964، v. 26، شماره 4، ص. 627.

62. فارست V.M.P.، Scargill D.، Spickernell D.R. استخراج روی و کادمیوم توسط تری ان- بوتیل فسفات از محلول های آبی کلرید. J. inorg. هسته ای شیمی، 1969، v. 31، شماره 1، ص. 187.

63. Abdukayumov M., Levin V.I., Kozlova M.D. رادیوشیمی، 1972، ج 14، ن 1، ص. 54.

64. Levin V.I., Abdukayumov M., Kozlova M.D. رادیوشیمی، 1972، ج 14، ن 1، ص. 58.

65. E. A. Belousov, A. A. Aloveinikov, Zh. خیم، 1354، ج 20، ن 10، ص. 2686.

66. Leuze R., Bay bar z R., Weaver B. Nucl. علمی Engng، 1963، v. 17، ص. 252.

67. Moiseev A.A., Ivanov V.I. کتابچه راهنمای دزیمتری و بهداشت پرتو. ویرایش چهارم، بازنگری شده. و اضافی - M .: Energoatomizdat, 1990.-252 e .; بیمار

68. کوزلوف وی.ف. کتابچه راهنمای ایمنی در برابر اشعه. ویرایش سوم، بازنگری شده. و اضافی - M.: Energoatomizdat, 1987. - 192 p., ill.

69. نسمیانوف آن. N.، Lapitsky A.V.، Rudenko N.P. به دست آوردن ایزوتوپ های رادیواکتیو م.: ادبیات شیمی GNTI، 1954. 194 e.، ill.

70. جزوه شیمی و فیزیک. 50-ed. اد. آر سی وست. کلیولند شرکت لاستیک شیمیایی 1970.

71. Zakharov-Narcissov O.I., Mikhailov G.G., Ochkin A.V., Popov A.I. کارگاه فیزیک هسته ای. اندازه گیری فعالیت مطلق و نسبی. آموزش. مسکو: MKhTI im. D.I.Mendeleeva, 1986. - 63 p.

72. G. I. Mikulin، "درباره برخی روش های محاسبه تعیین چگالی و ظرفیت حرارتی محلول های مخلوط الکترولیت ها،" Zh. در کتاب. مسائل شیمی فیزیک محلول های الکترولیت. اد. G.I.Mikulina.- L.: شیمی. 1968. 420 e., ill. S. 401.

73. Mikulin G.I. ترمودینامیک محلول های مخلوط الکترولیت های قوی در کتاب. مسائل شیمی فیزیک محلول های الکترولیت. اد. G. I. Mikulina.- L.: شیمی. 1968. 420 ص. S. 202.

74. Voznesenskaya I.E., Mikulin G.I. جداول فعالیت آب در محلول های الکترولیت های قوی در دمای 25 درجه سانتیگراد در کتاب. مسائل شیمی فیزیک محلول های الکترولیت. اد. G.I.Mikulina.- L.: شیمی. 1968. 420 e., ill. S. 361.

75. Nekhaevskii S.Yu., Ochkin AV تعیین فعالیت های تری-ن-بوتیل فسفات در برخی از سیستم های استخراج. J. فیزیکی. شیمی، 1998 ج. 72، ص. 2251.

لطفاً توجه داشته باشید که متون علمی ارائه شده در بالا برای بررسی ارسال شده و از طریق شناسایی متون اصلی پایان نامه ها (OCR) به دست آمده است. در این رابطه، آنها ممکن است حاوی خطاهای مربوط به نقص الگوریتم های تشخیص باشند. در فایل های پی دی اف پایان نامه ها و چکیده هایی که تحویل می دهیم چنین خطایی وجود ندارد.

خواص فلزات

عنصر بعدی دوره چهارم پس از مس، پوسته بیرونی اتم آن با الکترون های d پر شده و دارای ساختار 3d 10 4s 2 است، بنابراین تنها حالت اکسیداسیون پایدار عنصر دو است.

بسیار شبیه به آن است، در همان زیر گروه قرار دارد و به عنوان عنصری از دوره چهارم، ساختار اتمی مشابهی دارد که طبق طرح 4d 10 5s 2 تکمیل شده است. در ترکیبات ساده نیز دو ظرفیتی است، اما با داشتن اتم بزرگتر، حالت اکسیداسیون (I) را نیز نشان می دهد که در تعدادی نمک ناپایدار شناخته شده است.

برنج. وابستگی فشار بخار فلز به دما

برخی از نویسندگان، با اشاره به پر شدن لایه d، آنها را به عنوان فلزات واسطه طبقه بندی نمی کنند و استدلال می کنند که دمای تبدیل سنگدانه ها نیز به طور غیر منتظره ای برای دوره های IV و V پایین است. نقطه ذوب و جوش به ترتیب 419.5 و 907 درجه سانتیگراد (روی) است. 321 و 767 درجه سانتیگراد (Cd). در واقع، از نظر ذوب، جوش، و فشار بخار، و به طور قابل توجهی با دیگر فلزات سنگین متفاوت است (جدول 2، شکل).

پتانسیل ردوکس هر دو عنصر منفی تر از هیدروژن است و با عارضه اتم افزایش می یابد (جدول 4 را ببینید). با این حال، روی و کادمیوم به راحتی در کاتد از محلول های اسیدی متوسط ​​کاهش می یابد.اضافه ولتاژ هیدروژن به خصوص روی کادمیوم. روی سیمان کادمیوم از محلول‌ها:

هیدروکسید کادمیوم خواص اساسی برجسته ای از خود نشان می دهد، در حالی که در روی آمفوتریک است و نه تنها در اسیدها، بلکه در قلیاها نیز حل می شود:

Zn + 2OH - \u003d ZnO 2 2 - + H 2

نشان دادن یون روی در نمک های جامد به صورت Zn (OH) - 3 یا Zn (OH) 2 4 - و در محلول ها بدون دقت بیشتر، صحیح تر است.اطلاعات، به طور مشروط توسط واکنش پذیرفته می شود.

ساده، به دست آمده از اکسیداسیون فلزات در هوا، نه ذوب. CdO قهوه ای تا 900 درجه سانتیگراد پایدار است و اکسید روی سفید در دماهای بالاتر از 1800 درجه سانتیگراد تصعید می شود. اولی سمی است و سمیت ZnO نسبتاً کم است.

هر دو فلز در آب نامحلول هستند. کریستال های ZnS را می توان به دست آورد و در طبیعت در دو تغییر یافت: (α) و wurtzite (β)، ساختار دومی نادرست، کمتر پایدار و کمتر رایج است. محصول حلالیت اسفالریت 1.6 10 -24، wurtzite - 2.5 10 -22. سولفید کادمیوم با اسفالریت هم شکل است و به عنوان یک کانی جداگانه - هاولیت بسیار نادر است.

از ترکیبات پیچیده برای متالورژی، ترکیبات معدن مورد توجه هستند: روی (NH 3) 2 n + (n از 1 تا 4) و سی دی (NH 4) 2 + ( تیاز 1 تا 6). پایدارترین آنها Zn(NH 3) 2 4 + هستند. pK=SJ0و Cd(NH 3) 2+; پ K=6.56.

مقاله ای با موضوع متالورژی روی و کادمیوم

در سال 1968 مقاله ای در یک مجله معروف منتشر شد که نام آن "کادمیوم و قلب" بود. در این گزارش آمده است که دکتر کارول، یک افسر بهداشت عمومی ایالات متحده، رابطه ای بین سطح کادمیوم جو و بروز مرگ و میر ناشی از بیماری های قلبی عروقی کشف کرده است. اگر مثلاً در شهر A محتوای کادمیوم در هوا بیشتر از شهر B باشد، هسته های شهر A زودتر از زمانی که در شهر B زندگی می کردند می میرند. کارول پس از تجزیه و تحلیل داده های 28 شهر به این نتیجه رسید. به هر حال، در گروه A مراکزی مانند نیویورک، شیکاگو، فیلادلفیا...
بنابراین بار دیگر آنها را به مسمومیت با یک عنصر باز شده در بطری داروخانه متهم کردند!

عنصر بطری دارویی

بعید است که هیچ یک از داروسازان ماگدبورگ عبارت معروف شهردار را به زبان آورده باشد: "آقایان من شما را دعوت کردم تا اخبار ناخوشایندی به شما بگویم" ، اما آنها یک ویژگی مشترک با او داشتند: آنها از حسابرس می ترسیدند.
دکتر رولوف منطقه با خلق و خوی تند متمایز شد. بنابراین، در سال 1817، او دستور داد تمام آماده سازی های اکسید روی تولید شده در کارخانه Shenebek Herman از فروش خارج شود. با ظاهر آماده سازی، او مشکوک به وجود آرسنیک در اکسید روی بود! (روی اکسید هنوز برای بیماری های پوستی استفاده می شود و از آن پماد، پودر، امولسیون تهیه می شود.)
حسابرس سختگیر برای اثبات ادعای خود، اکسید مشکوک را در اسید حل کرد و سولفید هیدروژن را از این محلول عبور داد: یک رسوب زرد رنگ بیرون ریخت. سولفیدهای آرسنیک فقط زرد هستند!

صاحب کارخانه شروع به به چالش کشیدن تصمیم رولوف کرد. او خودش شیمیدان بود و با تجزیه و تحلیل نمونه های محصول، هیچ گونه آرسنیک در آنها پیدا نکرد. او نتایج تجزیه و تحلیل را به رولوف و در همان زمان به مقامات سرزمین هانوفر گزارش داد. البته مسئولین نمونه هایی را درخواست کردند تا برای تجزیه و تحلیل به یکی از شیمیدانان معتبر ارسال کنند. تصمیم گرفته شد که قاضی دعوای رولوف و هرمان پروفسور فردریش استرومایر باشد که از سال 1802 کرسی شیمی دانشگاه گوتینگن و سمت بازرس کل همه داروخانه های هانوور را بر عهده داشت.
استرومایر نه تنها اکسید روی، بلکه سایر فرآورده‌های روی از کارخانه هرمان، از جمله ZnC0 3 را نیز فرستاد که این اکسید از آن به دست آمد. استرومایر با داشتن کربنات روی کلسینه شده، اکسیدی به دست آورد، اما نه آنطور که باید سفید رنگ، بلکه مایل به زرد است. صاحب کارخانه رنگ آمیزی را با ناخالصی آهن توضیح داد، اما استرومایر از این توضیح قانع نشد. او پس از خرید فرآورده های روی بیشتر، تجزیه و تحلیل کاملی از آنها انجام داد و بدون مشکل خاصی عنصری را که باعث زرد شدن می شد جدا کرد. تجزیه و تحلیل گفت که آرسنیک نیست (همانطور که رولوف ادعا می کند) اما آهن نیست (همانطور که هرمان ادعا می کند).

فردریش استرومایر (1776-1835)

این یک فلز جدید و قبلا ناشناخته بود که از نظر شیمیایی بسیار شبیه روی بود. فقط هیدروکسید آن، بر خلاف روی (OH) 2، آمفوتریک نبود، اما دارای خواص اساسی برجسته بود.
در شکل آزاد خود، عنصر جدید یک فلز سفید، نرم و نه چندان قوی بود که با یک لایه اکسید قهوه‌ای در بالای آن پوشانده شده بود. استرومیر این فلز را کادمیوم نامید و به وضوح به منشأ "روی" آن اشاره کرد: کلمه یونانی از دیرباز به سنگ معدن روی و اکسید روی اشاره کرده است.
در سال 1818، استرومایر اطلاعات دقیقی را در مورد عنصر شیمیایی جدید منتشر کرد و تقریباً بلافاصله اولویت آن مورد تجاوز قرار گرفت. اولین کسی که صحبت کرد همان رولوف بود که قبلاً معتقد بود در آماده سازی کارخانه آلمانی آرسنیک وجود دارد. اندکی پس از استرومایر، شیمیدان آلمانی دیگر، کرستن، عنصر جدیدی را در سنگ معدن روی سیلزی کشف کرد و نام آن را mellin (از کلمه لاتین mellinus، "زرد مانند به") گذاشت، زیرا رنگ رسوب حاصل از عمل سولفید هیدروژن است. اما قبلاً توسط استرومایر کشف شده بود کادمیوم. بعداً دو نام دیگر برای این عنصر پیشنهاد شد: کلاپروتیم - به افتخار شیمیدان معروف مارتین کلاپروت و جونونیوم - پس از سیارک جونو که در سال 1804 کشف شد. اما نامی که کاشف آن به عنصر داده بود با این وجود ثابت شد. درست است، در ادبیات شیمی روسیه نیمه اول قرن نوزدهم. کادمیوم را اغلب کادمیوم می نامیدند.

هفت رنگ رنگین کمان

سولفید کادمیوم CdS احتمالاً اولین ترکیب عنصر 48 بود که صنعت به آن علاقه داشت. CdS بلورهای مکعبی یا شش ضلعی با چگالی 4.8 گرم بر سانتی متر مکعب هستند. رنگ آنها از زرد روشن تا قرمز نارنجی (بسته به طرز تهیه) است. این سولفید عملاً در آب نامحلول است، همچنین در برابر عمل محلول های قلیایی و اکثر اسیدها مقاوم است. و دریافت CdS بسیار ساده است: کافی است مانند استرومایر و رولوف، هیدروژن سولفید را از محلول اسیدی حاوی یونهای Cd 2+ عبور دهیم. همچنین می توان آن را در یک واکنش تبادلی بین نمک کادمیوم محلول مانند CdSO 4 و هر سولفید محلول به دست آورد.
CdS یک رنگ معدنی مهم است. قبلاً به آن زرد کادمیوم می گفتند. در اینجا چیزی است که آنها در مورد زرد کادمیوم در اولین "دایره المعارف فنی روسیه" منتشر شده در آغاز قرن بیستم نوشتند.
رنگ های زرد روشن، که از زرد لیمویی شروع می شود، از محلول های خالص ضعیف اسیدی و خنثی سولفات کادمیوم به دست می آیند و هنگامی که سولفید کادمیوم با محلول سولفید سدیم رسوب می کند، رنگ های زرد تیره تری به دست می آید. نقش مهمی در تولید زرد کادمیوم وجود سایر ناخالصی های فلزی در محلول مانند روی دارد. اگر دومی همراه با کادمیوم در محلول وجود داشته باشد، در حین رسوب یک رنگ زرد کدر با رنگ مایل به سفید به دست می آید ... به یک روش یا روش دیگر، شش سایه زرد کادمیوم را می توان به دست آورد، از زرد لیمویی تا نارنجی. این رنگ به صورت تمام شده دارای رنگ زرد براق بسیار زیبایی است. نسبت به قلیاها و اسیدهای ضعیف کاملاً ثابت است و به سولفید هیدروژن کاملاً غیر حساس است. بنابراین خشک با اولترامارین مخلوط می شود و رنگ سبز ریز تولید می کند که در تجارت به آن سبز کادمیوم می گویند.
مخلوط شدن با روغن خشک کن مانند رنگ روغن در نقاشی می شود. بسیار مات است، اما به دلیل قیمت بالای بازار، عمدتاً در نقاشی به عنوان رنگ روغن یا آبرنگ و همچنین برای چاپ استفاده می شود. به دلیل مقاومت زیاد در برابر آتش، برای نقاشی روی چینی استفاده می شود.
فقط باید اضافه کرد که متعاقباً زرد کادمیوم "در تجارت نقاشی" بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. به طور خاص، اتومبیل های سواری با آن رنگ می شدند، زیرا از جمله مزایای دیگر، این رنگ به خوبی در برابر دود لوکوموتیو مقاومت می کرد. سولفید کادمیوم به عنوان رنگ در صنایع نساجی و صابون سازی نیز استفاده می شد.

اما در سال های اخیر، صنعت از سولفید کادمیوم خالص کمتر و کمتر استفاده می کند - هنوز هم گران است. مواد ارزان‌تری جایگزین آن می‌شود - کادموپون و لیتوپون روی-کادمیم.
واکنش برای بدست آوردن کادموپون یک مثال کلاسیک از تشکیل دو رسوب به طور همزمان است، زمانی که عملاً چیزی به جز آب در محلول باقی نمی ماند:
CdSO 4 4- BaS (هر دو نمک در آب محلول هستند) _ * CdS J + BaS04 J.
کادموپون مخلوطی از سولفید کادمیوم و سولفات باریم است. ترکیب کمی این مخلوط به غلظت محلول ها بستگی دارد. تغییر ترکیب و بنابراین سایه رنگ آسان است.
لیتوپون روی کادمیوم نیز حاوی سولفید روی است. در ساخت این رنگ، سه نمک به طور همزمان رسوب می کنند. رنگ لیتوپون کرم یا عاج است.
همانطور که قبلاً دیدیم، چیزهای ملموس را می توان با سولفید کادمیوم در سه رنگ رنگ کرد: نارنجی، سبز (سبز کادمیوم) و همه سایه های زرد، اما سولفید کادمیوم به شعله رنگ دیگری می دهد - آبی. از این خاصیت در صنایع آتش‌زی استفاده می‌شود.
بنابراین، تنها با یک ترکیب از عنصر 48، می توانید چهار رنگ از هفت رنگ رنگین کمان را دریافت کنید. فقط قرمز، آبی و بنفش باقی مانده است. رنگ آبی یا بنفش شعله را می توان با تکمیل درخشش سولفید کادمیوم با افزودنی های خاص پیروتکنیک به دست آورد - این برای یک متخصص باتجربه دشوار نخواهد بود.
و رنگ قرمز را می توان با استفاده از ترکیب دیگری از عنصر شماره 48 - سلنید آن به دست آورد. CdSe به عنوان یک رنگ هنری استفاده می شود، به هر حال، بسیار ارزشمند است. شیشه یاقوت با سلنید کادمیوم آغشته شده است. و نه اکسید کروم، مانند خود یاقوت، بلکه سلنید کادمیوم، ستارگان کرملین مسکو را قرمز کرد.
با این حال، ارزش نمک های کادمیوم بسیار کمتر از ارزش خود فلز است.

اغراق ها شهرت را از بین می برد

اگر نموداری با تاریخ ها در محور افقی و تقاضای کادمیوم در محور عمودی بسازید، یک منحنی صعودی دریافت می کنید. تولید این عنصر در حال رشد است و شدیدترین "پرش" به دهه 40 قرن ما می رسد. در این زمان بود که کادمیوم به یک ماده استراتژیک تبدیل شد - آنها شروع به ساختن میله های کنترل و اضطراری راکتورهای هسته ای از آن کردند.

در ادبیات عامیانه، می توان با این ادعا مواجه شد که اگر این میله ها نبودند که نوترون های اضافی را جذب می کنند، آنگاه راکتور "دستفروشی" می کرد و به بمب اتمی تبدیل می شد. این کاملا درست نیست. برای اینکه یک انفجار اتمی رخ دهد، شرایط زیادی باید برآورده شود (اینجا جایی نیست که در مورد آنها با جزئیات صحبت کنیم، اما نمی توانید ET0 را به طور خلاصه توضیح دهید). رآکتوری که در آن یک واکنش زنجیره ای غیرقابل کنترل شده است، لزوما منفجر نمی شود، اما در هر صورت یک حادثه جدی رخ می دهد که با هزینه های هنگفت مواد همراه است. و گاهی نه تنها مادی ... پس نقش تنظیم کننده و;
این بیانیه به همان اندازه نادرست است (برای مثال به کتاب معروف II. R. Taube and E. I. Rudenko "From hydrogen to ..." مراجعه کنید. M., 1970) که کادمیوم مناسب ترین ماده است. اگر قبل از کلمه "نوترون" "حرارتی" نیز وجود داشته باشد، این بیانیه واقعاً دقیق می شود.
همانطور که مشخص است، نوترون ها می توانند از نظر انرژی بسیار متفاوت باشند. نوترون های کم انرژی وجود دارد - انرژی آنها از 10 کیلوالکترون ولت (keV) تجاوز نمی کند. نوترون های سریعی وجود دارد - با انرژی بیش از 100 کو. و برعکس، نوترون های کم انرژی - حرارتی و "سرد" وجود دارد. انرژی اولی در صدم الکترون ولت اندازه گیری می شود، برای دومی کمتر از 0.005 eV است.
در ابتدا معلوم شد که کادمیوم ماده اصلی "هسته" است، در درجه اول به این دلیل که نوترون های حرارتی را به خوبی جذب می کند. همه راکتورها در آغاز "عصر اتمی" (و اولین آنها توسط Enrnco Fermi در سال 1942 ساخته شد) روی نوترون های حرارتی کار می کردند. تنها سال ها بعد مشخص شد که راکتورهای نوترونی سریع هم برای انرژی و هم برای به دست آوردن سوخت هسته ای - پلوتونیوم-239 - امیدوارکننده تر هستند. و کادمیوم در برابر نوترون های سریع ناتوان است و آنها را به تاخیر نمی اندازد.
بنابراین، نقش کادمیوم در ساخت راکتور را نباید اغراق کرد. و همچنین به دلیل اینکه خواص فیزیکی و شیمیایی این فلز (استحکام، سختی، مقاومت در برابر حرارت - نقطه ذوب آن تنها 321 درجه سانتیگراد است) چیزهای زیادی برای دلخواه باقی می گذارد. و همچنین به این دلیل که بدون اغراق، نقشی که کادمیوم در فناوری هسته ای ایفا کرده و دارد بسیار مهم است.
کادمیوم اولین ماده اصلی بود. سپس بور و ترکیبات آن شروع به ایفای نقش های اصلی کردند. اما به دست آوردن کادمیوم در مقادیر زیاد آسانتر از بور است: کادمیوم به عنوان محصول جانبی تولید روی و سرب به دست آمده و به دست می آید. در پردازش سنگ معدن چند فلزی، آن، آنالوگ روی، همیشه مشخص می شود که عمدتاً در کنسانتره روی است. و کادمیوم حتی راحت تر از روی کاهش می یابد و نقطه جوش کمتری دارد (به ترتیب 767 و 906 درجه سانتیگراد). بنابراین در دمای حدود 800 درجه سانتی گراد جداسازی روی و کادمیوم کار سختی نیست.

کادمیوم نرم، چکش خوار و به راحتی قابل ماشینکاری است. این همچنین مسیر او را به سمت فناوری اتمی تسهیل و تسریع کرد. گزینش پذیری بالای kad-)1IA، حساسیت آن به طور خاص به نوترون های حرارتی، نیز مورد توجه فیزیکدانان قرار گرفت. و با توجه به ویژگی اصلی عملکرد - سطح مقطع جذب نوترون های حرارتی - کادمیوم یکی از اولین مکان ها را در بین تمام عناصر سیستم تناوبی - انبار 2400 اشغال می کند. (به یاد بیاورید که سطح مقطع جذب توانایی "گرفتن" نوترون است که در واحدهای معمولی انبار اندازه گیری می شود.)
کادمیوم طبیعی از هشت ایزوتوپ (با اعداد جرمی 106، 108، 110، 111، 112، IS، 114 و 116) تشکیل شده است و سطح مقطع جذب مشخصه ای است که در آن ایزوتوپ های یک عنصر می تواند بسیار متفاوت باشد. در مخلوط طبیعی ایزوتوپ های کادمیوم، "نوترون خوار" اصلی ایزوتوپی با تعداد جرمی IZ است. سطح مقطع ضبط فردی آن بسیار بزرگ است - 25 هزار انبار!
با اتصال یک نوترون، کادمیوم-113 به رایج ترین (28.86 درصد مخلوط طبیعی) ایزوتوپ عنصر شماره 48 - کادمیوم-114 تبدیل می شود. سهم کادمیوم 113 خود تنها 12.26 درصد است.
میله های کنترل یک راکتور هسته ای.

متأسفانه، جداسازی هشت ایزوتوپ کادمیوم بسیار دشوارتر از جداسازی دو ایزوتوپ بور است.
میله های کنترل و اضطراری تنها محل "سرویس اتمی" عنصر شماره 48 نیستند. توانایی آن در جذب نوترون های انرژی های کاملاً تعریف شده به مطالعه طیف انرژی پرتوهای نوترونی حاصل کمک می کند. با کمک یک صفحه کادمیوم که در مسیر پرتو نوترونی قرار می گیرد، مشخص می شود که این پرتو چقدر همگن است (از نظر مقادیر انرژی)، نسبت نوترون های حرارتی در آن چقدر است و ....
زیاد نیست، اما وجود دارد
و در نهایت - در مورد منابع کادمیوم. مواد معدنی خودش به قول خودشان یکی دو و اشتباه محاسبه کرده است. فقط یکی از آنها به اندازه کافی به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته است - یک گرینوکیت نادر CdS که خوشه تشکیل نمی دهد. دو کانی دیگر از عنصر شماره 48 - otavite CdCO 3 و monteponite CdO - بسیار کمیاب هستند. اما کادمیوم با مواد معدنی خود "زنده" نیست. کانی‌های روی و کانه‌های چند فلزی یک پایه مواد خام نسبتاً قابل اعتماد برای تولید آن هستند.

آبکاری کادمیوم

همه قلع گالوانیزه را می شناسند، اما همه نمی دانند که نه تنها گالوانیزه، بلکه از آبکاری کادمیوم نیز برای محافظت از یاگلز در برابر خوردگی استفاده می شود. پوشش کادمیوم در حال حاضر فقط به صورت الکترولیتی اعمال می شود، اغلب در شرایط صنعتی از حمام سیانید استفاده می شود. پیش از این، آهن و سایر فلزات با غوطه ور کردن محصولات در کادمیوم مذاب، کادمیوم اندود می شدند.

علیرغم خواص مشابه کادمیوم و روی، پوشش کادمیوم دارای چندین مزیت است: در برابر خوردگی مقاوم تر است، یکنواخت و صاف کردن آن آسان تر است. علاوه بر این، کادمیوم، بر خلاف روی، در یک محیط قلیایی پایدار است. قلع کادمیوم به طور گسترده ای استفاده می شود؛ از دسترسی به آن فقط برای تولید ظروف غذا محروم است، زیرا کادمیوم سمی است. پوشش های کادمیمی ویژگی جالب دیگری نیز دارند: در جو مناطق روستایی نسبت به جو نواحی صنعتی در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند. اگر محتوای انیدریدهای گوگردی یا سولفوریک در هوا افزایش یابد، چنین پوششی به ویژه به سرعت از بین می رود.

کادمیوم در آلیاژها

حدود یک دهم تولید کادمیوم در جهان صرف تولید آلیاژها می شود. آلیاژهای کادمیوم عمدتاً به عنوان مواد ضد اصطکاک و لحیم کاری استفاده می شوند. یک ترکیب آلیاژی شناخته شده از 99٪ Cd و 1٪ No برای ساخت یاتاقان هایی که در موتورهای خودرو، هواپیما و دریایی در دماهای بالا کار می کنند استفاده می شود. تا جایی که کادمیوم به اندازه کافی در برابر اسیدها مقاوم نیستاز جمله اسیدهای آلی موجود در روان کننده ها، گاهی اوقات آلیاژهای حاوی کادمیوم با ایندیم پوشانده می شوند.
لحیم های حاوی عنصر شماره 48 در برابر نوسانات دما کاملاً مقاوم هستند.
آلیاژ مس با افزودن های کوچک کادمیوم امکان ساخت سیم های مقاوم در برابر سایش را در خطوط حمل و نقل الکتریکی فراهم می کند. مس با افزودن کادمیوم تقریباً از نظر هدایت الکتریکی با مس خالص تفاوتی ندارد ، اما از نظر استحکام و سختی به طور قابل توجهی از آن پیشی می گیرد.

آکومولاتور AKN و NORMAL WESTON ELEMENT.

در میان منابع جریان شیمیایی مورد استفاده در صنعت، جایگاه برجسته ای متعلق به باتری های نیکل کادمیوم (NAC) است. صفحات منفی چنین باتری هایی از شبکه های آهنی با اسفنج کادمیوم به عنوان عامل فعال ساخته شده اند. صفحات مثبت با اکسید نیکل پوشیده شده اند. الکترولیت محلول هیدروکسید پتاسیم است. باتری های قلیایی نیکل کادمیوم از نظر قابلیت اطمینان بیشتر با باتری های سرب (اسیدی) متفاوت هستند. بر این اساس زوج ها باتری های بسیار فشرده ای برای موشک های هدایت شونده می سازند. فقط در این مورد، شبکه های آهنی، بلکه نیکلی به عنوان پایه نصب می شوند.

عنصر شماره 48 و ترکیبات آن در منبع جریان شیمیایی دیگری استفاده شد. در ساخت عنصر وستون معمولی هم آمالگام کادمیوم و هم بلورهای سولفات کادمیوم و هم محلولی از این نمک کار می کنند.

سمیت کادمیوم

اطلاعات در مورد سمیت کادمیوم نسبتاً متناقض است. در عوض، این واقعیت که کادمیوم سمی است غیرقابل انکار است: دانشمندان در مورد درجه خطر کادمیوم بحث می کنند. موارد مسمومیت کشنده با بخارات این فلز و ترکیبات آن شناخته شده است - بنابراین چنین بخارهایی خطر جدی دارند. اگر وارد معده شود، کادمیوم هم مضر است، اما موارد مسمومیت کشنده با ترکیبات کادمیوم که همراه غذا وارد بدن شده اند، برای علم ناشناخته است. ظاهراً این به دلیل دفع فوری سم از معده است که توسط خود بدن انجام می شود. ] با این وجود، در بسیاری از کشورها استفاده از پوشش های کادمیوم برای ساخت ظروف غذا توسط قانون ممنوع است.

در سال 1968 مقاله ای در یک مجله معروف منتشر شد که نام آن "کادمیوم و قلب" بود. گفت که دکتر کارول، یک مقام بهداشت عمومی ایالات متحده، رابطه ای بین کادمیوم جو و میزان مرگ و میر ناشی از بیماری های قلبی عروقی کشف کرده است. اگر مثلاً در شهر A محتوای کادمیوم در هوا بیشتر از شهر B باشد، هسته های شهر A زودتر از زمانی که در شهر B زندگی می کردند می میرند. کارول پس از تجزیه و تحلیل داده های 28 شهر به این نتیجه رسید. به هر حال، در گروه A مراکزی مانند نیویورک، شیکاگو، فیلادلفیا...

بنابراین بار دیگر آنها را به مسمومیت با یک عنصر باز شده در بطری داروخانه متهم کردند!

عنصر بطری دارویی

بعید است که هیچ یک از داروسازان ماگدبورگ عبارت معروف شهردار را به زبان آورده باشد: "آقایان من شما را دعوت کردم تا اخبار ناخوشایندی به شما بگویم" ، اما آنها یک ویژگی مشترک با او داشتند: آنها از حسابرس می ترسیدند.

دکتر رولوف منطقه با خلق و خوی تند متمایز شد. بنابراین، در سال 1817، او دستور داد که تمام فرآورده‌های حاوی اکسید روی تولید شده در کارخانه Herman's Shenebek از فروش خارج شوند. با ظاهر آماده سازی، او مشکوک به وجود آرسنیک در اکسید روی بود! (روی اکسید هنوز برای بیماری های پوستی استفاده می شود و از آن پماد، پودر، امولسیون تهیه می شود.)

حسابرس سختگیر برای اثبات ادعای خود، اکسید مشکوک را در اسید حل کرد و سولفید هیدروژن را از این محلول عبور داد: یک رسوب زرد رنگ بیرون ریخت. سولفیدهای آرسنیک فقط زرد هستند!

صاحب کارخانه شروع به به چالش کشیدن تصمیم رولوف کرد. او خود یک شیمیدان بود و با تجزیه و تحلیل نمونه های محصول، هیچ گونه آرسنیک در آنها پیدا نکرد. او نتایج تجزیه و تحلیل را به رولوف و در همان زمان به مقامات سرزمین هانوفر گزارش داد. البته مسئولین نمونه هایی را درخواست کردند تا برای تجزیه و تحلیل به یکی از شیمیدانان معتبر ارسال کنند. تصمیم گرفته شد که قاضی دعوای رولوف و هرمان پروفسور فردریش استرومایر باشد که از سال 1802 کرسی شیمی دانشگاه گوتینگن و سمت بازرس کل همه داروخانه های هانوور را بر عهده داشت.

استرومایر نه تنها اکسید روی، بلکه سایر فرآورده‌های روی از کارخانه هرمان، از جمله ZnCO 3 را نیز فرستاد که این اکسید از آن به دست آمد. استرومایر با داشتن کربنات روی کلسینه شده، اکسیدی به دست آورد، اما نه آنطور که باید سفید رنگ، بلکه مایل به زرد است. صاحب کارخانه رنگ آمیزی را با ترکیبی از آهن توضیح داد، اما استرومایر از این توضیح قانع نشد. او پس از خرید فرآورده های روی بیشتر، تجزیه و تحلیل کاملی از آنها انجام داد و بدون مشکل خاصی عنصری را که باعث زرد شدن می شد جدا کرد. تجزیه و تحلیل گفت که آرسنیک نیست (همانطور که رولوف ادعا می کند) اما آهن نیست (همانطور که هرمان ادعا می کند).

این یک فلز جدید و قبلا ناشناخته بود که از نظر شیمیایی بسیار شبیه روی بود. فقط هیدروکسید آن، بر خلاف روی (OH) 2، آمفوتریک نبود، اما دارای خواص اساسی برجسته بود.

در شکل آزاد خود، عنصر جدید یک فلز سفید، نرم و نه چندان قوی بود که با یک لایه اکسید قهوه‌ای در بالای آن پوشانده شده بود. استرومایر این فلز را کادمیوم نامید و به وضوح به منشأ "روی" آن اشاره کرد: کلمه یونانی καδμεια از دیرباز به سنگ معدن روی و اکسید روی اشاره کرده است.

در سال 1818، استرومایر اطلاعات دقیقی را در مورد عنصر شیمیایی جدید منتشر کرد و تقریباً بلافاصله اولویت آن مورد تجاوز قرار گرفت. اولین کسی که صحبت کرد همان رولوف بود که قبلاً معتقد بود در آماده سازی کارخانه آلمانی آرسنیک وجود دارد. اندکی پس از استرومیر، شیمیدان آلمانی دیگری به نام کرستن، عنصر جدیدی را در سنگ معدن روی سیلزی کشف کرد و نام آن را mellin (از کلمه لاتین mellinus، "زرد مانند به") گذاشت، زیرا رنگ رسوب حاصل از عمل سولفید هیدروژن است. اما این کادمیوم بود که قبلاً توسط استرومایر کشف شده بود. بعداً دو نام دیگر برای این عنصر پیشنهاد شد: کلاپروتیم - به افتخار شیمیدان معروف مارتین کلاپروت و جونونیوم - پس از سیارک جونو که در سال 1804 کشف شد. اما نامی که کاشف آن به عنصر داده بود با این وجود ثابت شد. درست است، در ادبیات شیمی روسیه نیمه اول قرن نوزدهم. کادمیوم را اغلب کادمیوم می نامیدند.

هفت رنگ رنگین کمان

سولفید کادمیوم CdS احتمالاً اولین ترکیب عنصر 48 بود که صنعت به آن علاقه داشت. CdS بلورهای مکعبی یا شش ضلعی با چگالی 4.8 گرم بر سانتی متر مکعب هستند. رنگ آنها از زرد روشن تا قرمز نارنجی (بسته به طرز تهیه) است. این سولفید عملاً در آب نامحلول است، همچنین در برابر عمل محلول های قلیایی و اکثر اسیدها مقاوم است. و دریافت CdS بسیار ساده است: کافی است مانند استرومایر و رولوف، هیدروژن سولفید را از محلول اسیدی حاوی یونهای Cd 2+ عبور دهیم. همچنین می توان آن را در یک واکنش تبادلی بین نمک کادمیوم محلول مانند CdSO 4 و هر سولفید محلول به دست آورد.

CdS یک رنگ معدنی مهم است. قبلاً به آن زرد کادمیوم می گفتند. در اینجا چیزی است که آنها در مورد زرد کادمیوم در اولین "دایره المعارف فنی روسی" منتشر شده در آغاز قرن بیستم نوشتند:

رنگ‌های زرد روشن که از زرد لیمویی شروع می‌شود، از محلول‌های خالص ضعیف اسیدی و خنثی سولفات کادمیم به‌دست می‌آیند و هنگامی که [سولفید کادمیوم] با محلول سولفید سدیم رسوب می‌کند، رنگ‌های زرد تیره‌تری به دست می‌آید. نقش مهمی در تولید زرد کادمیوم وجود سایر ناخالصی های فلزی در محلول مانند روی دارد. اگر دومی همراه با کادمیوم در محلول وجود داشته باشد، در هنگام بارش، رنگ زرد کدر با رنگ مایل به سفید به دست می آید ... زرد کادمیوم را می توان در شش رنگ، از زرد لیمویی تا نارنجی به دست آورد. .. این رنگ آماده است رنگ زرد براق بسیار زیبایی دارد. نسبت به قلیاها و اسیدهای ضعیف کاملاً ثابت است و به سولفید هیدروژن کاملاً غیر حساس است. بنابراین خشک با اولترامارین مخلوط می شود و رنگ سبز ریز تولید می کند که در تجارت به آن سبز کادمیوم می گویند.

مخلوط شدن با روغن خشک کن مانند رنگ روغن در نقاشی می شود. بسیار مات است، اما به دلیل قیمت بالای بازار، عمدتاً در نقاشی به عنوان رنگ روغن یا آبرنگ و همچنین برای چاپ استفاده می شود. به دلیل مقاومت زیاد در برابر آتش، برای نقاشی روی چینی استفاده می شود.

فقط باید اضافه کرد که متعاقباً زرد کادمیوم "در تجارت نقاشی" بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. به طور خاص، اتومبیل های سواری با آن رنگ می شدند، زیرا از جمله مزایای دیگر، این رنگ به خوبی در برابر دود لوکوموتیو مقاومت می کرد. سولفید کادمیوم به عنوان رنگ در صنایع نساجی و صابون سازی نیز استفاده می شد.

اما در سال های اخیر، صنعت از سولفید کادمیوم خالص کمتر و کمتر استفاده می کند - هنوز هم گران است. مواد ارزان‌تری جایگزین آن می‌شود - کادموپون و لیتوپون روی-کادمیم.

واکنش برای بدست آوردن کادموپون یک مثال کلاسیک از تشکیل دو رسوب به طور همزمان است، زمانی که عملاً چیزی به جز آب در محلول باقی نمی ماند:

CdSO 4 + BaS (هر دو نمک محلول در کوره هستند) → CdS ↓ + BaSO 4 ↓.

کادموپون مخلوطی از سولفید کادمیوم و سولفات باریم است. ترکیب کمی این مخلوط به غلظت محلول ها بستگی دارد. تغییر ترکیب و بنابراین سایه رنگ آسان است.

لیتوپون روی کادمیوم نیز حاوی سولفید روی است. در ساخت این رنگ، سه نمک به طور همزمان رسوب می کنند. رنگ لیتوپون کرم یا عاج است.

همانطور که قبلاً دیدیم، چیزهای ملموس را می توان با سولفید کادمیوم در سه رنگ رنگ کرد: نارنجی، سبز (سبز کادمیوم) و همه سایه های زرد. اما سولفید کادمیوم به شعله رنگ دیگری می دهد - آبی. از این خاصیت در صنایع آتش‌زی استفاده می‌شود.

بنابراین، تنها با یک ترکیب از عنصر شماره 48، می توانید چهار رنگ از هفت رنگ رنگین کمان را دریافت کنید. فقط قرمز، آبی و بنفش باقی مانده است. رنگ آبی یا بنفش شعله را می توان با تکمیل درخشش سولفید کادمیوم با افزودنی های خاص پیروتکنیک به دست آورد - این برای یک متخصص باتجربه دشوار نخواهد بود.

و رنگ قرمز را می توان با استفاده از ترکیب دیگری از عنصر شماره 48 - سلنید آن به دست آورد. CdSe به عنوان یک رنگ هنری استفاده می شود، به هر حال، بسیار ارزشمند است. شیشه یاقوت با سلنید کادمیوم آغشته شده است. و نه اکسید کروم، مانند خود یاقوت، بلکه سلنید کادمیوم، ستارگان کرملین مسکو را قرمز کرد.

با این حال، ارزش نمک های کادمیوم بسیار کمتر از ارزش خود فلز است.

اغراق ها شهرت را از بین می برد

اگر نموداری با تاریخ ها در محور افقی و تقاضای کادمیوم در محور عمودی بسازید، یک منحنی صعودی دریافت می کنید. تولید این عنصر در حال رشد است و شدیدترین "پرش" به دهه 40 قرن ما می رسد. در این زمان بود که کادمیوم به یک ماده استراتژیک تبدیل شد - آنها شروع به ساختن میله های کنترل و اضطراری راکتورهای هسته ای از آن کردند.

در ادبیات عامیانه، می توان با این ادعا مواجه شد که اگر این میله ها نبودند که نوترون های اضافی را جذب می کنند، آنگاه راکتور "دستفروشی" می کرد و به بمب اتمی تبدیل می شد. این کاملا درست نیست. برای اینکه انفجار اتمی اتفاق بیفتد، باید شرایط زیادی رعایت شود (اینجا جای صحبت مفصل در مورد آنها نیست و به طور خلاصه توضیح داده نخواهد شد). رآکتوری که در آن یک واکنش زنجیره ای غیرقابل کنترل شده است، لزوما منفجر نمی شود، اما در هر صورت یک حادثه جدی رخ می دهد که با هزینه های هنگفت مواد همراه است. و گاهی نه تنها مادی... پس نقش میله های تنظیم کننده و اضطراری بدون اغراق کاملاً زیاد است.

این ادعا نیز به همان اندازه نادرست است (برای مثال به کتاب معروف P.R. Taube و E.I. Rudenko "From Hydrogen to..."، M.، 1970 مراجعه کنید) که کادمیوم مناسب ترین ماده است. اگر قبل از کلمه "نوترون" "حرارتی" نیز وجود داشته باشد، این بیانیه واقعاً دقیق می شود.

همانطور که مشخص است، نوترون ها می توانند از نظر انرژی بسیار متفاوت باشند. نوترون های کم انرژی وجود دارد - انرژی آنها از 10 کیلوالکترون ولت (keV) تجاوز نمی کند. نوترون های سریعی وجود دارد - با انرژی بیش از 100 کو. و برعکس، نوترون های کم انرژی - حرارتی و "سرد" وجود دارد. انرژی اولی در صدم الکترون ولت اندازه گیری می شود، برای دومی کمتر از 0.005 eV است.

در ابتدا معلوم شد که کادمیوم ماده اصلی "هسته" است، در درجه اول به این دلیل که نوترون های حرارتی را به خوبی جذب می کند. همه راکتورهای آغاز "عصر اتمی" (و اولین آنها توسط انریکو فرمی در سال 1942 ساخته شد) روی نوترون های حرارتی کار می کردند. تنها سال ها بعد مشخص شد که راکتورهای نوترونی سریع هم برای انرژی و هم برای به دست آوردن سوخت هسته ای - پلوتونیوم-239 - امیدوارکننده تر هستند. و کادمیوم در برابر نوترون های سریع ناتوان است و آنها را به تاخیر نمی اندازد.

بنابراین، نقش کادمیوم در ساخت راکتور را نباید اغراق کرد. و همچنین به دلیل اینکه خواص فیزیکی و شیمیایی این فلز (استحکام، سختی، مقاومت در برابر حرارت - نقطه ذوب آن تنها 321 درجه سانتیگراد است) چیزهای زیادی برای دلخواه باقی می گذارد. و همچنین به این دلیل که بدون اغراق، نقشی که کادمیوم در فناوری هسته ای ایفا کرده و دارد بسیار مهم است.

کادمیوم اولین ماده اصلی بود. سپس بور و ترکیبات آن شروع به ایفای نقش های اصلی کردند. اما به دست آوردن کادمیوم در مقادیر زیاد آسانتر از بور است: کادمیوم به عنوان محصول جانبی تولید روی و سرب به دست آمده و به دست می آید. در پردازش سنگ معدن چند فلزی، آن، آنالوگ روی، همیشه عمدتاً در کنسانتره روی ظاهر می شود. و کادمیوم حتی راحت تر از روی کاهش می یابد و نقطه جوش کمتری دارد (به ترتیب 767 و 906 درجه سانتیگراد). بنابراین در دمای حدود 800 درجه سانتی گراد جداسازی روی و کادمیوم کار سختی نیست.

کادمیوم نرم، چکش خوار و به راحتی قابل ماشینکاری است. این همچنین مسیر او را به سمت فناوری اتمی تسهیل و تسریع کرد. گزینش پذیری بالای کادمیوم، حساسیت آن به نوترون های حرارتی نیز به نفع فیزیکدانان بود. و با توجه به ویژگی اصلی عملکرد - سطح مقطع جذب نوترون های حرارتی - کادمیوم یکی از اولین مکان ها را در بین تمام عناصر سیستم تناوبی - انبار 2400 اشغال می کند. (به یاد بیاورید که سطح مقطع جذب توانایی "گرفتن" نوترون است که در واحدهای معمولی انبار اندازه گیری می شود.)

کادمیوم طبیعی از هشت ایزوتوپ (با اعداد جرمی 106، 108، 110، 111، 112، 113، 114 و 116) تشکیل شده است و سطح مقطع جذب مشخصه ای است که در آن ایزوتوپ های یک عنصر می تواند بسیار متفاوت باشد. در مخلوط طبیعی ایزوتوپ های کادمیوم، "نوترون خوار" اصلی ایزوتوپی با عدد جرمی 113 است. سطح مقطع جذب فردی آن بسیار زیاد است - 25000 انبار!

با اتصال یک نوترون، کادمیوم-113 به رایج ترین (28.86 درصد مخلوط طبیعی) ایزوتوپ عنصر شماره 48 - کادمیوم-114 تبدیل می شود. سهم خود cad-mium-113 تنها 12.26 درصد است.

متأسفانه، جداسازی هشت ایزوتوپ کادمیوم بسیار دشوارتر از جداسازی دو ایزوتوپ بور است.

میله های کنترل و اضطراری تنها محل "سرویس هسته ای" عنصر شماره 48 نیستند. توانایی آن در جذب نوترون های انرژی های کاملاً تعریف شده به مطالعه طیف انرژی پرتوهای نوترونی حاصل کمک می کند. با کمک یک صفحه کادمیوم که در مسیر پرتو نوترونی قرار می گیرد، مشخص می شود که این پرتو چقدر همگن است (از نظر مقادیر انرژی)، کسر نوترون های حرارتی موجود در آن چقدر است و غیره.

زیاد نیست، اما وجود دارد

و در نهایت - در مورد منابع کادمیوم. مواد معدنی خودش به قول خودشان یکی دو و اشتباه محاسبه کرده است. تنها یکی از آنها، گرینوکیت CdS کمیاب، که خوشه تشکیل نمی دهد، به اندازه کافی مورد مطالعه قرار گرفته است. دو کانی دیگر از عنصر شماره 48 - otavite CdCO 3 و monteponite CdO - بسیار کمیاب هستند. اما کادمیوم با مواد معدنی خود "زنده" نیست. کانی‌های روی و کانه‌های چند فلزی یک پایه مواد خام نسبتاً قابل اعتماد برای تولید آن هستند.

آبکاری کادمیوم

همه قلع گالوانیزه را می شناسند، اما همه نمی دانند که نه تنها گالوانیزه، بلکه از آبکاری کادمیوم نیز برای محافظت از آهن در برابر خوردگی استفاده می شود. پوشش کادمیوم در حال حاضر فقط به صورت الکترولیتی اعمال می شود، اغلب در شرایط صنعتی از حمام سیانید استفاده می شود. پیش از این، آهن و سایر فلزات با غوطه ور کردن محصولات در کادمیوم مذاب، کادمیوم اندود می شدند.

علیرغم خواص مشابه کادمیوم و روی، پوشش کادمیوم دارای چندین مزیت است: در برابر خوردگی مقاوم تر است، یکنواخت و صاف کردن آن آسان تر است. علاوه بر این، کادمیوم، بر خلاف روی، در یک محیط قلیایی پایدار است. قلع کادمیوم به طور گسترده ای استفاده می شود؛ از دسترسی به آن فقط برای تولید ظروف غذا محروم است، زیرا کادمیوم سمی است. پوشش های کادمیمی ویژگی جالب دیگری نیز دارند: در جو مناطق روستایی نسبت به جو نواحی صنعتی در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند. اگر محتوای انیدریدهای گوگردی یا سولفوریک در هوا افزایش یابد، چنین پوششی به ویژه به سرعت از بین می رود.

کادمیوم در آلیاژها

حدود یک دهم تولید کادمیوم در جهان صرف تولید آلیاژها می شود. آلیاژهای کادمیوم عمدتاً به عنوان مواد ضد اصطکاک و لحیم کاری استفاده می شوند. یک ترکیب آلیاژی شناخته شده از 99٪ Cd و 1٪ Ni برای ساخت یاتاقان هایی که در موتورهای خودرو، هواپیما و دریایی در دماهای بالا کار می کنند استفاده می شود. از آنجایی که کادمیوم به اندازه کافی در برابر اسیدها از جمله اسیدهای آلی موجود در روان کننده ها مقاوم نیست، گاهی اوقات آلیاژهای دارای پایه کادمیوم با ایندیم پوشش داده می شوند.

آلیاژ مس با افزودن های کوچک کادمیوم امکان ساخت سیم های مقاوم در برابر سایش را در خطوط حمل و نقل الکتریکی فراهم می کند. مس با افزودن کادمیوم تقریباً از نظر هدایت الکتریکی با مس خالص تفاوتی ندارد ، اما از نظر استحکام و سختی به طور قابل توجهی از آن پیشی می گیرد.

آکومولاتور AKN و سلول عادی وستون

در بین منابع جریان شیمیایی مورد استفاده در صنعت، جایگاه برجسته ای متعلق به باتری های نیکل کادمیوم (NAC) است. صفحات منفی چنین باتری هایی از شبکه های آهنی با اسفنج کادمیوم به عنوان عامل فعال ساخته شده اند. صفحات مثبت با اکسید نیکل پوشیده شده اند. الکترولیت محلول هیدروکسید پتاسیم است. باتری های قلیایی نیکل کادمیوم از نظر قابلیت اطمینان بیشتر با باتری های سرب (اسیدی) متفاوت هستند. بر اساس این جفت باتری های بسیار فشرده برای موشک های هدایت شونده نیز ساخته می شود. فقط در این مورد، شبکه های آهنی، بلکه نیکلی به عنوان پایه نصب می شوند. عنصر شماره 48 و ترکیبات آن در منبع جریان شیمیایی دیگری استفاده می شود. در ساخت عنصر وستون معمولی هم آمالگام کادمیوم و هم بلورهای سولفات کادمیوم و هم محلولی از این نمک کار می کنند.

در مورد سمیت کادمیوم

اطلاعات در مورد سمیت کادمیوم نسبتاً متناقض است. در عوض، این واقعیت که کادمیوم سمی است غیرقابل انکار است: دانشمندان در مورد درجه خطر کادمیوم بحث می کنند. موارد مسمومیت کشنده با بخارات این فلز و ترکیبات آن شناخته شده است - بنابراین چنین بخارهایی خطر جدی دارند. اگر وارد معده شود، کادمیوم هم مضر است، اما موارد مسمومیت کشنده با ترکیبات کادمیوم که همراه غذا وارد بدن شده اند، برای علم ناشناخته است. ظاهراً این به دلیل دفع فوری سم از معده است که توسط خود بدن انجام می شود. با این حال، در بسیاری از کشورها استفاده از پوشش های کادمیوم برای ساخت ظروف مواد غذایی توسط قانون ممنوع است.