【每日化学-元素】 剧毒的——镉
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镉是性质柔软的蓝白色有毒过渡金属,化学符号为Cd,原子序数为是48。1817年发现。和锌一同存在于自然界中。它是一种吸收中子的优良金属,制成棒条可在原子反应炉内减缓核子连锁反应速率,而且在锌-镉电池中颇为有用。镉能在锌矿找到。镉和锌均可用作电池材料。镉可制作镍镉电池、用于塑胶制造和金属电镀,生产颜料、油漆、染料、印刷油墨等中某些黄色颜料、制作车胎、某些发光电子组件和核子反应炉原件。
镉熔点320.9℃,沸点765℃,密度8650 kg/m3;。有韧性和延展性。镉在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属光泽,加热时表面形成棕色的氧化物层。高温下镉与卤素反应激烈,形成卤化镉。也可与硫直接化合,生成硫化镉。镉可溶于酸,但不溶于碱。镉的氧化态为+1.+2。氧化镉和氢氧化镉的溶解度都很小,它们溶于酸,但不溶于碱。镉可形成多种配离子,如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。
镉的毒性较大,被镉污染的空气和食物对人体危害严重,日本因镉中毒曾出现“痛痛病”。可用多种方法从含镉的烟尘或镉渣(如煤或炭还原或硫酸浸出法和锌粉置换)中获得金属镉。进一步提纯可用电解精炼和真空蒸馏。镉主要用于钢、铁、铜、黄铜和其他金属的电镀,对碱性物质的防腐蚀能力强。镉可用于制造体积小和电容量大的电池。镉的化合物还大量用于生产颜料和荧光粉。硫化镉、硒化镉、碲化镉用于制造光电池。
镉可用于制造合金:镉作为合金组土元能配成很多合金,如含镉0.5%~1.0%的硬铜合金,有较高的抗拉强度和耐磨性。镉(98.65%)镍(1.35%)合金是飞机发动机的轴承材料。很多低熔点合金中含有镉,著名的伍德易熔合金中含有镉达12.5%。2.镉具有较大的热中子俘获截面因此含银(80%)铟(15%)镉(5%)的合金可作原子反应堆的(中子吸收)控制棒。
镉的化合物曾广泛用于制造(黄色)颜料、塑料稳定剂、(电视映像管)荧光粉、杀虫剂、杀菌剂、油漆等。
镉可用于电镀等。镉氧化电位高,故可用作铁、钢、铜之保护膜,广用于电镀防腐上,但因其毒性大,这项用途有减缩趋势。
镉还可用于充电电池:镍—镉和银—镉、锂-镉电池具有体积小、容量大等优点
镉会对呼吸道产生刺激,长期暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈,镉化合物不易被肠道吸收,但可经呼吸被体内吸收,积存于肝或肾脏造成危害,尤以对肾脏损害最为明显。还可导致骨质疏松和软化。
镉中毒有急性、慢性中毒之分。吸入含镉气体可致呼吸道症状,经口摄入镉可致肝、肾症状。镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从外界环境中吸取的,主要通过食物、水和空气而进入体内蓄积下来。镉的吸收和代谢镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入。肺内镉的吸收量约占总进入量的25~40%。每日吸20支香烟,可吸入镉2~4ug。镉经消化道的吸收率,与镉化合物的种类,摄入量及是否共同摄入其它金属有关。例如钙、铁摄入量低时,镉吸收可明显增加,而摄入锌时,镉的吸收可被抑制。吸收入血液的镉,主要与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两大器官,两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计,40~60岁的正常人,体内含镉总量约30mg,其中10mg存于肾,4mg存于肝,其余分布于肺、胰、甲状腺、睾丸、毛发等处。器官组织中镉的含量,可因地区、环境污染情况的不同而有很大差异,并随年龄的增加而增加。进入体内的镉主要通过肾脏经尿排出,但也有相当数量由肝脏经胆汁随粪便排出。镉的排出速度很慢,人肾皮质镉的生物学半衰期是10~30年。
镉及其化合物均有一定的毒性。吸入氧化镉的烟雾可产生急性中毒。中毒早期表现咽痛、咳嗽、胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、无力、发热等症状,严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎,有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量泡沫血色痰,可因急性呼吸衰竭而死亡。用镀镉的器皿调制或存放酸性食物或饮料,饮食中可以含镉,误食后也可引起急性镉中毒。潜伏期短,通常经10~20分钟后,即可发生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。严重者伴有眩晕、大汗、虚脱、上肢感觉迟钝、甚至出现抽搐、休克。一般需经3~5天才可恢复。
2013年07月21日 04点07分 1
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