कॅडमियम (Cd): एक परिचय
कॅडमियम, ज्याला रासायनिक चिन्ह Cd ने दर्शविले जाते, हे 48 अणुक्रमांक असलेले एक मऊ, चांदी-पांढरे, तन्य धातू आहे. हे आवर्त सारणीच्या गट 12 मध्ये जस्त आणि पारा यांच्यासोबत येते. त्याच्या मूलद्रव्य स्वरूपात, कॅडमियम काही अद्वितीय रासायनिक गुणधर्म दर्शविते जे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे.
पाण्याशी अभिक्रियाशीलता
सामान्य तापमानावर कॅडमियम साधारणपणे पाण्याशी कमी अभिक्रियाशीलता दर्शविते.
- सामान्य तापमानावर: कॅडमियम धातू थंड किंवा गरम पाण्याशी अभिक्रिया करत नाही.
- वाफेसोबत: जेव्हा उच्च तापमानाला (विशेषतः रक्त-तांबड्या उष्णतेला) गरम केले जाते आणि वाफेच्या संपर्कात येते, तेव्हा कॅडमियम अभिक्रिया करून कॅडमियम ऑक्साईड आणि हायड्रोजन वायू तयार करते. ही अभिक्रिया खालील रासायनिक समीकरणाने दर्शविली जाऊ शकते:
Cd(s) + H₂O(g) → CdO(s) + H₂(g)
हवेसोबत अभिक्रियाशीलता
हवेसोबत कॅडमियमची आंतरक्रिया संपर्काच्या परिस्थितीवर अवलंबून असते.
- कोरड्या हवेत: कॅडमियम सामान्य तापमानावर कोरड्या हवेत स्थिर राहते, कमीत कमी कलंकित होते.
- दमट हवेत: कालांतराने, दमट हवेच्या उपस्थितीत, कॅडमियम ऑक्साईडचा (CdO) एक पातळ, संरक्षक थर पृष्ठभागावर तयार होऊ शकतो, ज्यामुळे पुढील ऑक्सिडेशनला अडथळा येऊ शकतो.
- गरम केल्यावर: जेव्हा कॅडमियमला हवेत तीव्रतेने गरम केले जाते, तेव्हा ते सहजपणे ऑक्सिडाइज होते, ज्यामुळे तपकिरी रंगाचा कॅडमियम ऑक्साईडचा धूर तयार होतो. ही अभिक्रिया उष्णतादायी (एक्झोथर्मिक) आहे:
2Cd(s) + O₂(g) → 2CdO(s)
विषारीपणा
कॅडमियम मानवांसाठी आणि इतर सजीवांसाठी अत्यंत विषारी आहे. कमी सांद्रतेतही संपर्क झाल्यास गंभीर आरोग्य समस्या उद्भवू शकतात.
- संचय: कॅडमियम शरीरात, प्रामुख्याने मूत्रपिंड आणि यकृतामध्ये, दीर्घकाळ साठून राहते. त्याचे जैविक अर्धायुष्य खूप लांब आहे, याचा अर्थ ते खूप हळू शरीरातून बाहेर टाकले जाते.
- आरोग्यावर परिणाम: दीर्घकाळ संपर्क झाल्यास मूत्रपिंडाचे नुकसान, हाडांचे डिमिनरलायझेशन (ऑस्टिओमॅलेशियासारख्या स्थितीकडे नेणारे) आणि श्वसनाचे आजार होऊ शकतात. याला मानवी कार्सिनोजेन (कर्करोगकारक) म्हणूनही वर्गीकृत केले आहे.
- भारतातील पर्यावरणीय चिंता: इलेक्ट्रोप्लेटिंग, रंगद्रव्य उत्पादन आणि निकेल-कॅडमियम बॅटरी उत्पादन यांसारख्या उद्योगांमधून औद्योगिक सांडपाण्याद्वारे कॅडमियम पर्यावरणात प्रवेश करू शकते. औद्योगिक क्षेत्रांजवळील कृषी माती आणि जलस्रोतांचे दूषितीकरण, जेव्हा ते अन्नसाखळीत प्रवेश करते, तेव्हा गंभीर आरोग्य धोके निर्माण करू शकते.
किरणोत्सर्गीपणा
त्याच्या नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या समस्थानकांमध्ये, कॅडमियमला किरणोत्सर्गी मूलद्रव्य मानले जात नाही. कॅडमियमचे सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणारे समस्थानके स्थिर आहेत. जरी कॅडमियमचे काही कृत्रिम, अत्यंत दुर्मिळ समस्थानके किरणोत्सर्गीत्व दर्शवू शकतात, तरीही ते मूलद्रव्याच्या सामान्य समजासाठी प्रासंगिक नाहीत.
ज्वलनशीलता
सामान्य परिस्थितीत मोठ्या प्रमाणात कॅडमियम धातू सहज ज्वलनशील नसतो. तथापि, अतिशय बारीक पावडरच्या स्वरूपात किंवा खूप उच्च तापमानाला गरम केल्यावर, कॅडमियम हवेत पेट घेऊ शकते आणि जळू शकते. ते जळाल्यावर, कॅडमियम ऑक्साईडचा विषारी धूर तयार होतो.
कॅडमियमचा समावेश असलेली रासायनिक अभिक्रिया
कॅडमियम विविध रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेते. एक उल्लेखनीय उदाहरण म्हणजे हायड्रोजन सल्फाइड वायूशी अभिक्रिया करून कॅडमियम सल्फाइड (CdS) तयार करणे. कॅडमियम सल्फाइड हे एक तेजस्वी पिवळे रंगद्रव्य आहे जे ऐतिहासिकदृष्ट्या रंगांमध्ये वापरले जात असे, जरी विषारीपणाच्या चिंतेमुळे त्याचा वापर कमी झाला आहे.
Cd²⁺(aq) + H₂S(g) → CdS(s) + 2H⁺(aq)
या अभिक्रियेत, कॅडमियम आयन (सामान्यतः द्रावणातील विद्रव्य कॅडमियम क्षारातून) हायड्रोजन सल्फाइडशी अभिक्रिया करून अविद्रव्य कॅडमियम सल्फाइड अवक्षेपित करतात, जे त्याच्या विशिष्ट पिवळ्या रंगाने ओळखले जाते.