Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
காட்மியம் (Cd) இன் நிஜ-உலகப் பயன்பாடுகள்
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Chemistry - Elements - Cadmium - Cd - Applications - Toxicity - Environment - Metals
காட்மியம் (Cd) என்பது 48 அணு எண் கொண்ட மென்மையான, வெள்ளி-வெள்ளை நிறமுடைய, கம்பியாக நீளும் மற்றும் தகடாக விரியும் ஒரு இடைநிலை உலோகம் ஆகும். இதன் மதிப்புமிக்க பண்புகள் இருந்தபோதிலும், அதன் குறிப்பிடத்தக்க நச்சுத்தன்மை கடுமையான சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகள் காரணமாக பல பயன்பாடுகளில் அதன் பயன்பாட்டைக் குறைத்துள்ளது.
தொழில்துறைப் பயன்பாடுகள்
காட்மியம் பல முக்கிய தொழில்களில் பயன்பாட்டைக் காண்கிறது, முதன்மையாக அதன் தனித்துவமான மின்வேதியியல், நிறமி மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு பண்புகள் காரணமாக.
1. ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய மின்கலங்கள்
- நிக்கல்-காட்மியம் (NiCd) மின்கலங்கள்: வரலாற்று ரீதியாக, NiCd மின்கலங்கள் ஒரு முக்கியப் பயன்பாடாக இருந்தன. அவை நீண்ட சுழற்சி ஆயுள், குறைந்த வெப்பநிலையில் உறுதியான செயல்பாடு மற்றும் அதிக மின்சாரத்தை வழங்கும் திறன் ஆகியவற்றிற்காகப் போற்றப்பட்டன. அவை கையடக்க மின்னணுவியல், சக்தி கருவிகள் மற்றும் மருத்துவ உபகரணங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. சுற்றுச்சூழல் கவலைகள் மற்றும் NiMH மற்றும் Li-ion மின்கலங்கள் போன்ற குறைந்த நச்சுத்தன்மை கொண்ட மாற்று வழிகள் வந்ததால் அவற்றின் பயன்பாடு கணிசமாகக் குறைந்துள்ளது.
2. நிறமிகள்
- துடிப்பான நிறங்கள்: காட்மியம் சேர்மங்கள், குறிப்பாக காட்மியம் சல்பைடுகள் (CdS) மற்றும் சல்போசெலனைடுகள் (CdSe), விதிவிலக்காக பிரகாசமான மற்றும் நிலையான மஞ்சள், ஆரஞ்சு மற்றும் சிவப்பு நிறமிகளை (எ.கா., காட்மியம் மஞ்சள், காட்மியம் சிவப்பு) உற்பத்தி செய்வதற்காகப் புகழ் பெற்றவை. இந்த நிறமிகள் சிறந்த ஒளி நிலைத்தன்மை, வெப்ப எதிர்ப்பு மற்றும் இரசாயன நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றை வழங்குகின்றன.
- பயன்பாடுகள்: அவை உயர் செயல்திறன் கொண்ட வண்ணப்பூச்சுகள், மட்பாண்டங்கள், கண்ணாடி மற்றும் சிறப்பு பிளாஸ்டிக்குகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அங்கு நிற நிலைப்புத்தன்மை மிக முக்கியமானது, இருப்பினும் அவற்றின் பயன்பாடு நச்சுத்தன்மை காரணமாக பெருகிய முறையில் கட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
3. மின்முலாம் பூசுதல் மற்றும் பூச்சுகள்
- அரிப்பு எதிர்ப்பு: காட்மியம் பூச்சு சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பை வழங்குகிறது, குறிப்பாக உப்பு மற்றும் கடல்சார் சூழல்களில், மற்றும் அதிக வெப்பநிலைகளிலும். இது ஒரு தியாகப் பூச்சாக செயல்பட்டு அடிப்படையிலுள்ள எஃகுப் பொருளைப் பாதுகாக்கிறது.
- குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகள்: வரலாற்று ரீதியாக, துரு மற்றும் அழுத்த அரிப்பு விரிசல்களுக்கு எதிராக சிறந்த பாதுகாப்பிற்காக விமான பாகங்கள், இராணுவ வன்பொருள்கள் மற்றும் ஃபாஸ்டென்னர்களில் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.
4. பிளாஸ்டிக்குகளுக்கான நிலைப்படுத்திகள்
- PVC நிலைப்படுத்தல்: காட்மியம் ஸ்டீரேட்டுகள் மற்றும் பிற காட்மியம் சேர்மங்கள் ஒரு காலத்தில் பாலிவினைல் குளோரைடு (PVC) பிளாஸ்டிக்குகளுக்கு பயனுள்ள வெப்பம் மற்றும் ஒளி நிலைப்படுத்திகளாக இருந்தன. அவை புற ஊதா ஒளி மற்றும் வெப்பத்திற்கு ஆளானதால் ஏற்படும் PVC தயாரிப்புகளின் சிதைவு மற்றும் நிறமாற்றத்தைத் தடுத்தன. இந்த பயன்பாடு பல பிராந்தியங்களில் பெரும்பாலும் நிறுத்தப்பட்டுள்ளது.
5. சூரிய மின்கலங்கள்
- காட்மியம் டெல்லூரைடு (CdTe) மெல்லிய-படல சூரிய மின்கலங்கள்: CdTe என்பது மெல்லிய-படல ஒளிமின்னழுத்த சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முக்கிய குறைக்கடத்திப் பொருள். இந்த சூரிய மின்கலங்கள் பாரம்பரிய சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சூரிய மின்கலங்களுடன் ஒப்பிடும்போது போட்டித்தன்மை வாய்ந்த மாற்றும் திறன்களையும் குறைந்த உற்பத்தி செலவையும் வழங்குகின்றன, இது பெரிய அளவிலான சூரிய ஆற்றல் உற்பத்தியில் ஒரு முக்கியமான அங்கமாக அமைகிறது.
அன்றாடப் பயன்பாடுகள்
பல நுகர்வோர் பயன்பாடுகள் நிறுத்தப்பட்டிருந்தாலும், சில தயாரிப்புகள் வரலாற்று ரீதியாக அல்லது இன்றும் எப்போதாவது காட்மியத்தைக் கொண்டுள்ளன.
1. ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய மின்கலங்கள்
- பழைய கையடக்க மின்னணுவியல்: NiCd மின்கலங்கள் ஒரு காலத்தில் பழைய மாடல்களின் கம்பியில்லா தொலைபேசிகள், ரிமோட்-கண்ட்ரோல் பொம்மைகள் மற்றும் ஆரம்பகால கையடக்க இசைக்கருவிகளில் பொதுவானவையாக இருந்தன.
- சக்தி கருவிகள்: பல பழைய சக்தி கருவிகள் (துளைப்பான்கள், திருகுதிருகிகள்) அவற்றின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் அதிக மின்னோட்ட வெளியீட்டிற்காக NiCd மின்கலப் பொட்டலங்களை நம்பி இருந்தன.
2. வண்ணப் பொருட்கள்
- கலைஞர் வண்ணப்பூச்சுகள்: தொழில்முறை தர கலைஞர் வண்ணப்பூச்சுகள் இன்றும் சில சமயங்களில் காட்மியம் நிறமிகளை (காட்மியம் சிவப்பு, மஞ்சள், ஆரஞ்சு) அவற்றின் உயர்ந்த பிரகாசம், ஒளிபுகாத்தன்மை மற்றும் ஒளி நிலைத்தன்மைக்காகப் பயன்படுத்துகின்றன, கலைஞர்களால் அவற்றின் நீடித்த தன்மைக்காக இவை மதிக்கப்படுகின்றன.
- பழைய மட்பாண்டங்கள் மற்றும் கண்ணாடிப் பொருட்கள்: சில பழங்கால மட்பாண்ட பூச்சுகள் மற்றும் வண்ணக் கண்ணாடித் துண்டுகள் காட்மியம் நிறமிகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை தனித்துவமான துடிப்பான வண்ணங்களை வழங்குகின்றன.
3. கலப்புலோகக் காரணி
- வெள்ளி சாலிடர்கள்: காட்மியம் சில வெள்ளி சாலிடர்களில் ஒரு கலப்புலோகக் காரணியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது, அவற்றின் உருகுநிலையைக் குறைக்கவும் மற்றும் பாய்வுப் பண்புகளை மேம்படுத்தவும், குறிப்பாக சிறப்புத் தொழில்துறை சாலிடரிங் செயல்பாடுகளில்.
- ஆபரணங்கள்: சில ஆபரண கலப்புலோகங்களில் குறைந்த செறிவுகளில் இதே போன்ற பண்புகளுக்காக எப்போதாவது பயன்படுத்தப்பட்டது, இருப்பினும் நச்சுத்தன்மை கவலைகள் காரணமாக இந்த நடைமுறை இப்போது அரிதாகிவிட்டது.
உயிரியல் பங்கு மற்றும் நச்சுத்தன்மை
காட்மியம் ஒரு அத்தியாவசியமற்ற கன உலோகம் ஆகும், இது குறிப்பிடத்தக்க உயிரியல் ஆபத்துகளைக் கொண்டுள்ளது.
1. உயிரியல் பங்கு
- அத்தியாவசியமற்ற தனிமம்: காட்மியத்திற்கு தாவரங்கள், விலங்குகள் அல்லது மனிதர்களில் எந்த அறியப்பட்ட நன்மை பயக்கும் உயிரியல் பங்கும் அல்லது அத்தியாவசியச் செயல்பாடும் இல்லை. இது முற்றிலும் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தது.
2. நச்சுத்தன்மை மற்றும் சுகாதார ஆபத்துகள்
- உயிரியல் குவிப்பு: காட்மியம் உயிருள்ள உயிரினங்களால் எளிதில் உறிஞ்சப்பட்டு, முதன்மையாக சிறுநீரகங்கள், கல்லீரல் மற்றும் எலும்புகளில் குவிகிறது. மனிதர்களில் இது மிக நீண்ட உயிரியல் அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது (10-30 ஆண்டுகள்), அதாவது இது நீண்ட காலத்திற்கு உடலில் தங்கியிருந்து, நாள்பட்ட வெளிப்பாடு விளைவுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.
- நச்சுத்தன்மைக்கான வழிமுறை: காட்மியம் துத்தநாகம் மற்றும் கால்சியம் போன்ற அத்தியாவசிய உலோக அயனிகளைப் போல செயல்பட்டு, நொதி செயல்முறைகளில் தலையிட்டு, செல்லுலார் செயல்பாடுகளை சீர்குலைத்து, ஆக்சிஜனேற்ற அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தும்.
- முக்கிய சுகாதார விளைவுகள்:
- சிறுநீரக பாதிப்பு: நாள்பட்ட வெளிப்பாடு சிறுநீரக குழாய் பாதிப்பை ஏற்படுத்தி, புரதக்கழிவு (proteinuria) மற்றும் இறுதியில் சிறுநீரக செயலிழப்புக்கு வழிவகுக்கும்.
- எலும்பு நோய்: இது கால்சியம் வளர்சிதை மாற்றத்தில் தலையிட்டு, ஆஸ்டியோமலாசியா (எலும்புகள் மென்மையாதல்) மற்றும் ஆஸ்டியோபோரோசிஸ் (எலும்புகள் பலவீனமடைதல்) ஆகியவற்றிற்கு வழிவகுக்கும். ஜப்பானின் “இடை-இடை” நோயில் கடுமையான வழக்குகள் காணப்பட்டன.
- புற்றுநோய் உருவாக்கம்: காட்மியம் மனித புற்றுநோய்க்காரணியாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது நுரையீரல் புற்றுநோய் மற்றும் புரோஸ்டேட் மற்றும் சிறுநீரக புற்றுநோயுடன் தொடர்புடையது.
- இனப்பெருக்க நச்சுத்தன்மை: கருவுறுதல் மற்றும் வளர்ச்சி செயல்முறைகளை பாதிக்கலாம்.
- சுவாச விளைவுகள்: காட்மியம் புகை அல்லது தூசியை உள்ளிழுப்பது கடுமையான நுரையீரல் பாதிப்பை ஏற்படுத்தும்.
- சுற்றுச்சூழல் தாக்கம்: தொழில்துறை நடவடிக்கைகள், கழிவு எரிப்பு மற்றும் பாஸ்பேட் உரங்களிலிருந்து வரும் காட்மியம் மாசுபாடு மண் மற்றும் தண்ணீரைக் contaminate செய்து, சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளுக்கு ஆபத்தை விளைவித்து உணவுச் சங்கிலியில் நுழையலாம்.
புவியியல் செழிப்பு
காட்மியம் பூமியின் மேலோட்டில் ஒப்பீட்டளவில் அரிதான ஒரு தனிமம் ஆகும்.
1. அரிதான தன்மை
- மேலோட்டுச் செழிப்பு: இது பூமியின் மேலோட்டில் தோராயமாக 0.1 முதல் 0.5 பிபிஎம் (ppm) செறிவுகளில் இருப்பதாக மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இது குறைந்த அளவு செழிப்பான உலோகங்களில் ஒன்றாகும்.
2. தோற்றம் மற்றும் முக்கிய வளங்கள்
- துணை-தயாரிப்பு சுரங்கம்: காட்மியம் அரிதாகவே அதன் இயற்கை வடிவத்தில் அல்லது பொருளாதார ரீதியாக லாபகரமான முதன்மைப் படிவுகளாகக் காணப்படுகிறது. இது கிட்டத்தட்ட மற்ற உலோகங்களின் தாதுக்களில், முக்கியமாக துத்தநாகத்தின் தாதுக்களில், ஒரு சிறிய அங்கமாகவே காணப்படுகிறது.
- முதன்மை ஆதாரம்: காட்மியத்தின் மிக முக்கியமான ஆதாரம் ஸ்பேலரைட் (ZnS) ஆகும், இது துத்தநாகத்தின் முக்கிய தாது. காட்மியம் சல்பைடு (CdS) பெரும்பாலும் ஸ்பேலரைட் படிக அமைப்பிற்குள் ஒரு அசுத்தமாக ஏற்படுகிறது.
- பிரித்தெடுத்தல்: துத்தநாகம், ஈயம் மற்றும் சில சமயங்களில் தாமிரத் தாதுக்களை உருக்குதல் மற்றும் சுத்திகரிக்கும் போது காட்மியம் ஒரு துணை-தயாரிப்பாக மீட்கப்படுகிறது.
- முக்கிய உற்பத்திப் பகுதிகள்: பெரிய துத்தநாகச் சுரங்க மற்றும் சுத்திகரிப்பு செயல்பாடுகளைக் கொண்ட நாடுகள் பொதுவாக காட்மியத்தின் மிகப்பெரிய உற்பத்தியாளர்களாகும். முக்கிய பிராந்தியங்களில் சீனா, பெரு, ஆஸ்திரேலியா மற்றும் அமெரிக்கா ஆகியவை அடங்கும்.