Il cadmio è un metallo appartenente al Gruppo 12 e al 5° Periodo della tavola periodica degli elementi, con configurazione elettronica [Kr] 4d10 5s2. Scoperto nel 1817 dal chimico tedesco Friedrich Stromeyer, il cadmio viene estratto come sottoprodotto dell’industria dello zinco, del piombo e del rame, essendo presente in minerali che contengono zinco.
Caratteristiche del Cadmio
Indice Articolo
Proprietà Chimiche
Il cadmio ha principalmente numero di ossidazione +2, ma in alcuni casi può presentare numero di ossidazione +1. Forma diversi sali poco solubili, tra cui l’arseniato Cd3(AsO4)2, il carbonato CdCO3, l’idrossido Cd(OH)2, il solfuro di cadmio CdS e il fosfato Cd3(PO4)2. Reazioni del Cadmio
Il cadmio reagisce con l’ossigeno per produrre ossido di cadmio secondo l’equazione: 2 Cd(s) + O2(g) → 2 CdO(s). In presenza di arsenico in fase gassosa a 700 °C, forma il solfuro di arsenico Cd3As2(s). Reazioni con gli Alogen
Il cadmio reagisce con il fluoro per formare fluoruro di cadmio solido (CdF2(s)). Inoltre, in presenza di cloro o bromo in soluzione, forma rispettivamente l’ione cadmio e il bromuro di cadmio, mentre con lo iodio in soluzione si ottiene l’ione Cd2+. In generale, il cadmio presenta un’interessante chimica che lo rende oggetto di studio e ricerca in diversi campi scientifici.
La Chimica dell’Ioduro di Cadmio
La formazione dell’ioduro di cadmio avviene in due diverse reazioni in fase gassosa a seconda delle condizioni di pressione e temperatura. A temperature elevate e ad alta pressione, la reazione coinvolge Cd(g) e I2(g) per produrre CdI2(g). Se la reazione avviene ad alta pressione e temperatura, si forma anche l’ioduro di cadmio (I) in presenza di Cd(g) e I2(g), generando CdI(g).
Reazione con Ammoniaca
Il Cd2+ in soluzione reagisce con ammoniaca per formare un precipitato di idrossido di cadmio. In presenza di un eccesso di ammoniaca, il precipitato si solubilizza per dare il complesso tetrammino cadmio (II).
Cd2+(aq) + 2 NH3(aq) + 2 H2O(l) ⇌ Cd(OH)2(s) + 2 NH4+(aq)
Cd(OH)2(s) + 4 NH3(aq) ⇌ [Cd(NH3)4]2+(aq) + 2 OH-(aq)
Altre Reazioni
L’acido solfidrico reagisce con lo ione cadmio per formare un precipitato di solfuro di cadmio di colore giallo-arancio. Il solfuro è solubile in acido nitrico secondo la seguente reazione:
Cd2+(aq) + H2S(aq) → CdS(s) + 2 H+(aq)
CdS(s) + HNO3(aq) + 6 H+(aq) → Cd2+(aq) + 2 NO(g) + 3 S(s) + 4 H2O(l)
Usi e Applicazioni
Il solfuro di cadmio, noto come “giallo cadmio”, viene utilizzato come pigmento per la sua brillantezza e durevolezza nel tempo ed è stato apprezzato da artisti come Matisse, Monet e van Gogh. Altri composti come il “rosso cadmio”, costituito da seleniuro di cadmio e solfuro di cadmio, vengono impiegati come pigmenti per la varietà di tonalità che possono produrre.
Il solfuro di zinco e cadmio trova impiego per le sue proprietà fluorescenti, mentre l’ossido di cadmio viene utilizzato nei bagni di cadmiatura, nell’elettrodo per batterie, come catalizzatore e negli smalti ceramici.
Il Cd(OH)2 è utilizzato negli elettrodi delle batterie Ni-Cd e nei settori ferroviario e aereo.
Implicazioni sulla Salute e l’Ambiente
Nonostante le molteplici applicazioni industriali e chimiche del cadmio, negli ultimi anni si è ridotto drasticamente il suo impiego a causa della sua tossicità. L’intossicazione da cadmio è prevalentemente di tipo cronico e può causare danni a ossa, reni, cuore, con rischi di sviluppare patologie tumorali. La presenza di cadmio nel terreno, nelle acque e successivamente nei vegetali e negli animali costituisce un pericolo per la salute umana, richiedendo pertanto una limitazione dell’uso di questo elemento e di altri metalli come il piombo e il mercurio per ridurre l’impatto negativo sull’ambiente e sulla catena alimentare.
