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càdmio

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Chimica: generalità

sm. [sec. XIX; da cadmia]. Elemento chimico di simbolo Cd, peso atomico 112,411, numero atomico 48, scoperto nel 1817 da F. Stromeyer. L'elemento è costituito in natura da 8 isotopi di numero di massa compreso tra 106-116; sono inoltre noti parecchi isotopi radioattivi ottenuti artificialmente attraverso reazioni nucleari. Nella crosta terrestre il cadmio, che non si rinviene mai allo stato nativo, si trova in piccolissima quantità; i minerali di cadmio, come in particolare la greenokite, CdS, sono assai rari e non si rinvengono mai in concentrazioni utilizzabili industrialmente. Quantità di cadmio assai variabili, ma generalmente comprese tra lo 0,2 e il 3,4%, sono contenute in tutti i minerali dello zinco, e di conseguenza il cadmio viene ricavato quale sottoprodotto della metallurgia dello zinco: nei processi termici, il cadmio, essendo più volatile dello zinco, si accumula sotto forma di ossido nelle prime frazioni della distillazione; nei processi elettrolitici esso si separa invece sotto forma di cemento di cadmio. La raffinazione finale del cadmio si effettua generalmente per via elettrolitica. Il cadmio presenta un aspetto tipicamente metallico e un caratteristico colore bianco leggermente azzurrognolo, lucente, intermedio tra quello dello zinco e quello dell'argento. È relativamente tenero, abbastanza duttile e malleabile, buon conduttore del calore e dell'elettricità; fonde a 320,9 ºC e bolle a 765 ºC alla pressione atmosferica, con un punto di ebollizione quindi particolarmente basso per un elemento a carattere metallico. All'aria anche umida si conserva a lungo inalterato a temperatura ambiente, mentre a temperatura elevata si trasforma rapidamente in ossido; viene inoltre facilmente attaccato dagli acidi forti anche diluiti. Il cadmio viene attualmente usato soprattutto nelle cadmiature, anche se tale uso trova un ostacolo nel prezzo del cadmio, quasi dieci volte più elevato di quello dello zinco. Quantità considerevoli di questo elemento trovano impiego anche nella fabbricazione di apparecchiature elettriche, di accumulatori del tipo alcalino al nichel-cadmio e inoltre nella preparazione di leghe per cuscinetti e per saldatura.

Chimica: i composti del cadmio

Nei suoi composti il cadmio è in pratica sempre bivalente, con la sola eccezione di qualche composto, d'altra parte instabile, del cadmio monovalente, e presenta un comportamento tipicamente metallico. L'ossido di cadmio, CdO, si ottiene ossidando a caldo il metallo all'aria oppure per calcinazione dell'idrossido, del carbonato, del nitrato, ecc.: presenta, a seconda delle modalità di preparazione, un colore che varia dal giallo fino al bruno molto scuro. L'idrossido di cadmio, Cd(OH)2, si separa sotto forma di precipitato di colore bianco aggiungendo idrossido di sodio o di potassio a una soluzione di un sale solubile di cadmio quale il cloruro o il solfato. A differenza dell'idrossido di zinco, è pressoché insolubile in un eccesso di alcali caustico, ma come l'idrossido di zinco si discioglie facilmente in una soluzione acquosa di ammoniaca trasformandosi nel catione complesso Cd(NH3)42+. Gli alogenuri di cadmio si possono ottenere per reazione tra il metallo e il corrispondente alogeno, ovvero disciogliendo l'idrossido o il carbonato di cadmio nella soluzione acquosa dell'idracido corrispondente. Il fluoruro, CdF2, e il cloruro, CdCl2, sono bianchi, il bromuro, CdBr2, e lo ioduro, CdI2, gialli o giallo-verdastri; tutti sono assai solubili in acqua, e dalle soluzioni acquose cristallizzano sotto forma di idrati, come il tetraidrato CdCl2·4H2O che rappresenta la forma commerciale di questo sale. Il solfuro di cadmio, CdS, è un solido di colore giallo più o meno carico a seconda delle modalità seguite nella sua preparazione, insolubile in acqua. Si può ottenere precipitando con una corrente di idrogeno solforato una soluzione neutra o non troppo fortemente acida di un sale di cadmio, ovvero per combinazione diretta degli elementi a temperatura elevata. Il solfuro, opportunamente preparato, trova impiego quale pigmento per vernici, in prodotti diversi e quale semiconduttore usato nella tecnica fotografica per la sua proprietà di variare la propria resistenza al variare della luce incidente. Tra i composti di cadmio il solfato, posto in commercio sotto forma di triidrato, CdSO4·3H2O, costituisce l'intermedio per la preparazione di vari altri composti del cadmio. Il carbonato di cadmio è un solido bianco insolubile in acqua, che precipita aggiungendo del carbonato di sodio a una soluzione di cloruro o di solfato di cadmio. Il cianuro Cd(CN)2 è anch'esso insolubile in acqua ma facilmente solubile nelle soluzioni di cianuri alcalini sotto forma di cianuri complessi, come per esempio quello Na2(CN)4 che costituisce l'elettrolita usato nei processi di cadmiatura.

Tossicologia

Il cadmio e i sali solubili di cadmio sono talora responsabili di avvelenamenti professionali ad andamento acuto o cronico negli operai addetti alla costruzione di apparecchiature elettriche, accumulatori, oscillografi, strumenti per elettrocardiografia, o adibiti alla cadmiatura di cuscinetti per automobili, alla preparazione di rivestimenti antiruggine, ecc. Sintomi dell'intossicazione acuta sono bronchiti, broncopolmoniti, disturbi gastro-intestinali. L'avvelenamento cronico, al quale sono particolarmente sensibili gli individui di sesso femminile, può manifestarsi con un tipico “raffreddore da cadmio”, anosmia, pigmentazione dell'orletto gengivale, proteinuria, dimagramento, lesioni a carico delle ossa.