કેડમિયમ (Cd): એક પરિચય
કેડમિયમ, રાસાયણિક પ્રતીક Cd દ્વારા નિયુક્ત, એક નરમ, ચાંદી-સફેદ, નમ્ર ધાતુ છે જેનો પરમાણુ ક્રમાંક 48 છે. તે ઝીંક અને પારો સાથે, આવર્ત કોષ્ટકના જૂથ 12 માં આવેલું છે. તેના મૂળભૂત સ્વરૂપમાં, કેડમિયમ કેટલાક અનન્ય રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે જે સમજવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
પાણી સાથે પ્રતિક્રિયાશીલતા
સામાન્ય તાપમાને પાણી સાથે કેડમિયમ સામાન્ય રીતે ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલતા દર્શાવે છે.
- રૂમના તાપમાને: ઠંડા અથવા ગરમ પાણી સાથે રૂમના તાપમાને કેડમિયમ ધાતુ પ્રતિક્રિયા આપતી નથી.
- વરાળ સાથે: જ્યારે ઉચ્ચ તાપમાને (સામાન્ય રીતે લાલ ગરમી સુધી) ગરમ કરવામાં આવે છે અને વરાળના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે કેડમિયમ પ્રતિક્રિયા કરીને કેડમિયમ ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન ગેસ બનાવે છે. આ પ્રતિક્રિયા નીચેના રાસાયણિક સમીકરણ દ્વારા દર્શાવી શકાય છે:
Cd(s) + H₂O(g) → CdO(s) + H₂(g)
હવામાં પ્રતિક્રિયાશીલતા
કેડમિયમ અને હવા વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સંપર્કના સંજોગો પર આધાર રાખે છે.
- શુષ્ક હવામાં: કેડમિયમ રૂમના તાપમાને શુષ્ક હવામાં સ્થિર રહે છે, જેમાં ન્યૂનતમ ઝાંખપ જોવા મળે છે.
- ભેજવાળી હવામાં: સમય જતાં, ભેજવાળી હવાની હાજરીમાં, કેડમિયમ ઓક્સાઇડ (CdO) નું એક પાતળું, રક્ષણાત્મક સ્તર સપાટી પર બની શકે છે, જે વધુ ઓક્સિડેશનને અવરોધી શકે છે.
- ગરમ કરવા પર: જ્યારે કેડમિયમને હવામાં ખૂબ ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, જેનાથી કેડમિયમ ઓક્સાઇડનો ભૂરો ધુમાડો ઉત્પન્ન થાય છે. આ પ્રતિક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક છે:
2Cd(s) + O₂(g) → 2CdO(s)
ઝેરીપણું
કેડમિયમ મનુષ્યો અને અન્ય જીવંત જીવો માટે અત્યંત ઝેરી છે. ઓછી સાંદ્રતામાં પણ સંપર્ક ગંભીર સ્વાસ્થ્ય સમસ્યાઓ તરફ દોરી શકે છે.
- સંચય: કેડમિયમ શરીરમાં, મુખ્યત્વે કિડની અને લીવરમાં, લાંબા ગાળા સુધી જમા થાય છે. તેની જૈવિક અર્ધ-આયુષ્ય ખૂબ લાંબી છે, એટલે કે તે ખૂબ ધીમે ધીમે ઉત્સર્જન થાય છે.
- સ્વાસ્થ્ય અસરો: ક્રોનિક સંપર્ક કિડનીને નુકસાન, હાડકાંનું ખનિજકરણ (જેમ કે ઓસ્ટિઓમલાસિયા જેવી સ્થિતિઓ તરફ દોરી જાય છે), અને શ્વસન સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે. તેને માનવ કાર્સિનોજેન તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
- ભારતમાં પર્યાવરણીય ચિંતા: કેડમિયમ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ, પિગમેન્ટ ઉત્પાદન અને નિકલ-કેડમિયમ બેટરી ઉત્પાદન જેવા ઉદ્યોગોના ઔદ્યોગિક પ્રવાહ દ્વારા પર્યાવરણમાં પ્રવેશી શકે છે. ઔદ્યોગિક વિસ્તારોની નજીક કૃષિ જમીન અને જળ સંસ્થાઓનું દૂષણ, જ્યારે તે ખાદ્ય શૃંખલામાં પ્રવેશે છે ત્યારે નોંધપાત્ર સ્વાસ્થ્ય જોખમો ઊભા કરી શકે છે.
કિરણોત્સર્ગીતા
તેના કુદરતી રીતે બનતા આઇસોટોપ્સમાં, કેડમિયમને કિરણોત્સર્ગી તત્વ માનવામાં આવતું નથી. કેડમિયમના સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં આઇસોટોપ્સ સ્થિર છે. જ્યારે કેડમિયમના કેટલાક કૃત્રિમ, અત્યંત દુર્લભ આઇસોટોપ્સ કિરણોત્સર્ગીતા દર્શાવી શકે છે, ત્યારે તે તત્વની સામાન્ય સમજણ માટે સંબંધિત નથી.
જ્વલનશીલતા
સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં બલ્ક કેડમિયમ ધાતુ સરળતાથી જ્વલનશીલ નથી. જો કે, બારીક વિભાજિત પાવડર સ્વરૂપમાં, અથવા જ્યારે ખૂબ ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કેડમિયમ હવામાં સળગી શકે છે અને બળી શકે છે. જ્યારે તે બળે છે, ત્યારે તે કેડમિયમ ઓક્સાઇડના ઝેરી ધુમાડા ઉત્પન્ન કરે છે.
કેડમિયમ સંકળાયેલી એક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા
કેડમિયમ વિવિધ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. એક નોંધપાત્ર ઉદાહરણ એ હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ ગેસ સાથે કેડમિયમ સલ્ફાઇડ (CdS) બનાવવા માટેની તેની પ્રતિક્રિયા છે. કેડમિયમ સલ્ફાઇડ એક તેજસ્વી પીળો રંગદ્રવ્ય છે જે ઐતિહાસિક રીતે પેઇન્ટમાં ઉપયોગમાં લેવાતો હતો, જોકે ઝેરીપણાની ચિંતાને કારણે તેનો ઉપયોગ ઘટ્યો છે.
Cd²⁺(aq) + H₂S(g) → CdS(s) + 2H⁺(aq)
આ પ્રતિક્રિયામાં, કેડમિયમ આયનો (સામાન્ય રીતે દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય કેડમિયમ ક્ષારમાંથી) હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને અદ્રાવ્ય કેડમિયમ સલ્ફાઇડને અવક્ષેપિત કરે છે, જે તેના વિશિષ્ટ પીળા રંગ દ્વારા ઓળખાય છે.