cadmio

Elemento chimico, di simbolo Cd, numero atomico 48, peso atomico 112,41 di cui sono noti gli isotopi stabili ¹⁰⁶₄₈Cd, ¹⁰⁸₄₈Cd, ¹¹⁰₄₈Cd, ¹¹¹₄₈Cd, ¹¹²₄₈Cd, ¹¹³₄₈Cd, ¹¹⁴₄₈Cd, ¹¹⁶₄₈Cd.

Caratteristiche

Il c. appartiene, insieme a zinco e mercurio, al gruppo II B del sistema periodico. Il suo nome deriva da quello della città di Cadmo, vicina a Tebe dove veniva estratto. È un metallo bianco argenteo, duttile, malleabile, di densità 8,65 g/cm³, fonde a 321 °C e bolle a 766 °C. Reagisce facilmente con gli acidi minerali, è insolubile negli alcali, all’aria umida si ossida lentamente ricoprendosi di uno strato di ossido che lo preserva da ulteriore attacco. Nei suoi sali si comporta da bivalente, soltanto in qualche composto compare nella forma monovalente (per es. nell’ossido Cd₂O), ha inoltre la proprietà di formare ioni complessi, per es. Cd(NH₃)₄⁺².

Produzione e impieghi

Non è economicamente conveniente produrre il c. direttamente dai minerali che lo contengono perché in essi è presente in percentuali modeste rispetto a quelle di altri metalli, quali zinco, piombo e rame. Risulta invece assai vantaggioso ricuperare il c. dai sottoprodotti dei processi metallurgici di questi ultimi elementi. Importanti fonti di recupero del c. sono, per es., le polveri ottenute per raffreddamento dei fumi provenienti dall’arrostimento di minerali solforati di piombo o zinco, i prodotti di testa dell’ultima colonna impiegata nel processo di raffinazione termica dello zinco per distillazione frazionata ecc. Un metodo di preparazione largamente utilizzato è la precipitazione, tramite aggiunta di polvere di zinco, del c. contenuto come impurezza nella soluzione di solfato di zinco da inviare alle celle di elettrolisi. Si separa, così, un residuo ricco di c. (fino al 20%, riferito al prodotto secco), utilizzato per ottenere c. di elevata purezza tramite un procedimento elettrolitico.

Il c. viene impiegato per la fabbricazione di leghe da saldare in unione a Pb, Bi e Sn, per la fabbricazione di leghe per conduttori elettrici in unione a Ni, Cu, Ag e per la protezione contro la corrosione di utensili metallici (cadmiatura); entra anche nella composizione di leghe per molle usate in orologeria, di leghe antifrizione e di amalgami in odontotecnica; in unione con l’argento, il rame e l’oro, forma leghe usate in gioielleria ecc. I più forti produttori di c. sono USA, Giappone, Russia, Germania e Canada.

La cadmiatura consiste nel rivestimento con un sottile strato di c. metallico di manufatti di ferro, acciaio, rame (e relative leghe) e, in qualche caso, di leghe di alluminio o zinco. Si procede prevalentemente per via elettrolitica, usando gli oggetti da ricoprire come catodi in un cella contenente adatti elettroliti. In qualche caso si può originare lo strato protettivo usando il sistema a spruzzo, ovvero eseguendo una immersione nel metallo liquido: in questo secondo caso si preferisce impiegare una lega c.-zinco (82,5% Cd) per oggetti di ferro o di acciaio, mentre, per fili di rame, si può operare con cadmio puro. La cadmiatura possiede, rispetto alla zincatura, di cui è però più costosa, il pregio di un aspetto più brillante e duraturo e inoltre di una maggiore resistenza agli agenti atmosferici e agli alcali.

Composti

Ossido di c. Ossido del c. bivalente, ha formula CdO. Esiste in forma cristallina cubica e come polvere amorfa, di colore dal bruno al giallo bruno e nero bruno, a seconda del metodo di preparazione. È insolubile in acqua e in alcali, solubile negli acidi e nelle soluzioni di sali ammonici; per azione dell’ossido di carbonio o dell’idrogeno si riduce nell’ossido Cd₂O, che al disopra di 300 °C è instabile. Si ottiene per ossidazione a temperatura elevata del metallo con l’ossigeno dell’aria o per decomposizione del carbonato o del nitrato; è impiegato nei bagni elettrolitici per la cadmiatura, come pigmento per vernici, come ricoprente per polveri luminescenti e come catalizzatore nella deidrogenazione degli alcol ecc.

Solfato di c. Sale dell’acido solforico, ha formula CdSO₄. È noto nella forma anidra e in numerose forme idrate: CdSO₄•H₂O, 3CdSO₄•8H₂O, CdSO₄•4H₂O, CdSO₄•7H₂O. Il sale idrato 3CdSO₄•8H₂O è solido cristallino, trasparente, incolore, inodore, solubile in acqua, solubile in alcol; è impiegato in medicina, specialmente in oculistica (congiuntiviti e leucoma); la soluzione satura costituisce l’elettrolito della pila Weston e di altre pile campioni.

Aspetti medici

L’inalazione acuta di fumi di c. (cadmiosi) provoca una polmonite interstiziale con insufficienza respiratoria, spesso mortale.