Cadmio

El cadmio es un metal pesado, el cual se ubica dentro de la tabla periódica en el grupo 12 entre la Plata y el Indio. Su número atómico es 48, su masa atómica es de 112,411 y se representa con el símbolo Cd.

El cadmio es un elemento poco abundante en el planeta y generalmente se obtiene como un subproducto del Zinc, elemento con el cual comparte algunas propiedades. El uso más común de este elemento es en la fabricación de baterías de cadmio y níquel.

Este elemento fue descubierto en 1817 por el químico alemán Friedrich Strohmeyer, quien lo detectó entre el carbonato de zinc. Esto llevó a su descubridor a llamarlo Cadmio, una traducción del antiguo nombre con el cual era conocido el carbonato de zinc.

Características y propiedades

Ya que es un producto que se encuentra casi siempre combinado con el zinc, el cadmio no puede obtenerse en estado puro de la naturaleza.

También pueden encontrarse en pequeñas cantidades en el agua, el suelo y algunos tipos de legumbres.

El cadmio es uno de los metales más tóxicos que existe.

Cadmio puro

Debido a sus propiedades similares a la de otros elementos, es catalogado como un metal de transición, encontrándose en el bloque “d” de la tabla periódica.

Presenta una coloración blanquecina azulada.

Al poseer bajos puntos de fusión y ebullición, es común que se utilice en aleaciones de bajo punto de y en galvanoplastias a modo de recubrimiento.

Se trata de un material con propiedades similares al estaño y el zinc.

A pesar de que es un material poco abundante en la corteza terrestre, algunos países como Estados Unidos, Bélgica, México, Corea y Canadá cuentan con importantes territorios ricos en este elemento.

Propiedades físicas

  • Su punto de ebullición se sitúa a los 767 °C, y su punto de fusión a los 321 °C.
  • Organolépticamente, el cadmio es un metal de color blanquecino azulado, blando, inodoro y textura cristalina.
  • Físicamente, es un buen conductor térmico y eléctrico.
  • Su densidad es de 8650 kg/m3.
  • Suele encontrarse en estado sólido bajo temperaturas normales en el medio ambiente.

Propiedades químicas

  • El cadmio es un metal pesado altamente tóxico y bioacumulable. Siendo un agente nocivo para la salud y un potencial causante de cáncer.
  • Las sustancias más comunes que contienen cadmio son el hidróxido de cadmio, el cloruro de cadmio y el óxido de cadmio.
  • Es usual que el cadmio llegue a un estado de oxidación con el +2, sin embargo, también se puede oxidar en un estado +1.
  • La greenockita es una forma mineral formada por el sulfuro de cadmio.
  • Atómicamente, posee 48 protones, 48 electrones y 64 neutrones.

Propiedades mecánicas

  • El cadmio es un metal altamente maleable sin necesidad de someterlo a altas temperaturas, por lo que tiene múltiples usos en la fabricación.

Usos y aplicaciones

Se estima que casi ¾ partes del cadmio, es empleado en la fabricación de baterías de níquel-cadnio, por lo que es éste su principal uso.

Batería recargable de Cadmio y Níquel

En la construcción de piezas que estarán sometidas a fatiga, es común que se utilicen aleaciones con cadmio para aprovechar su alta maleabilidad y bajo coeficiente de fricción.

Distintos compuestos de cadmio se empleen para crear pigmentos de distintos colores y reactivos químicos. Estos generalmente se aplican a vidrios, porcelanas y pinturas fluorescentes.

Hace algunas décadas, el cadmio se empleaba para algunos componentes de la pantalla de televisores.

En la fabricación de plásticos como el PVC y el PHD, se usa el cadmio como estabilizador. De esta manera se evita la rápida degradación de estos materiales frente a la exposición a los rayos solares y la intemperie.

Algunas fábricas dedicadas a la construcción de alarmas de seguridad contra incendios, utilizan aleaciones de cadmio para crear fusibles térmicos que se activen a temperaturas concretas.

Reactor Nuclear

Dentro de la industria nuclear, el cadmio se utiliza para recubrir reactores nucleares y barras de control. Esto, gracias a que éste puede absorber de gran manera el isótopo 113.

En la industria pirotécnica, el cadmio se usa para la lograr algunos colores en fuegos artificiales.

En el área de la salud, el sulfato de cadmio se emplea como astringente.

Habitualmente el cloruro de cadmio se emplea para crear galvanizados fluorescentes.

Dónde se encuentra

El cadmio se puede encontrar en el suelo, el agua y en la atmósfera. Naturalmente se conoce que son liberadas al ambiente, grandes cantidades de este. Aproximadamente 25 mil toneladas anuales. Gran cantidad va a parar en los ríos, debido a la descomposición de rocas.

Sulfuro de Cadmio

Otra pequeña parte de cadmio se libera en la atmosfera gracias a los incendios forestales, residuos industriales y urbanos, quema de combustibles fósiles y la actividad volcánica.

El cadmio es un mineral que se refina en más de 35 países. Con una gran parte de este siendo tratado en Europa, Japón y Estados Unidos.

En cuanto a los exportadores de cadmio, están calculadas de acuerdo a su valor en el mercado, teniendo a Corea del Sur como el principal expendedor con $9,1 millones.

Seguido de Canadá con $3,46 millones, Kazajistán $2,91 millones, Japón con ganancias de $2,89 millones y por último con $2,36 millones China.

Hablando de las importaciones, las de menor valor son realizadas por Estados Unidos y Suecia por menos de $2 millones cada uno, y el más alto China con $12 millones.

Obtención

En todo el continente existen pequeños yacimientos de cadmio, esto a pesar de ser un elemento muy difícil de encontrar.

Por ello, se dice que este metal pesado no se consigue a partir de minerales específicos, sino que, comúnmente, resulta como subproducto de la metalurgia de extracción, fundición y refinación del zinc.

La cantidad de cadmio disponible en menas está estrechamente ligada a la producción del zinc, constituyendo aproximadamente el 0.4% de esta última.

Proceso de refinación del Cadmio

También puede obtenerse, aunque en menor medida, de la fabricación del cobre y el plomo. En estos minerales se encuentra presente en proporciones del 0,3 al 0,5%.

Para separar el cadmio del zinc, el plomo y el cobre estos se precipitan con sulfatos o a través de la destilación.

Todos los métodos usados para recuperar el cadmio necesitan disolver el material que lo contiene. Luego le sigue el desplazamiento y la purificación.

Estos procesos se agrupan en electromotrices, en el que el cadmio, en forma de esponja metálica, se traslada de soluciones purificadas por un metal menos noble.

Otras fuentes secundarias serian el reciclado de acero y hierro, mediante los cuales se consigue el 10% del cadmio consumido

Quién lo descubrió

El nombre de este elemento proviene del griego kadmeia o calamina, que es la forma en que era llamado en un principio el carbonato de zinc.

Friedrich Stromeyer

Este metal fue descubierto en 1817, por el químico alemán Friedrich Strohmeyer, en su Alemania natal.

Strohmeyer lo halló y catalogó como una impureza en algunas muestras de carbonato de zinc.

Particularmente, se dio cuenta de que, al calentarlas, las muestras cambiaban de color, característica que no posee el carbonato de zinc puro.

El químico fue tan persistente que decidió continuar la investigación, con lo que consiguió aislar el elemento tostándolo para luego reducir el sulfuro.

Un dato curioso del cadmio, es que se considera de los más raros elementos metálicos.