Silber Zink  Quecksilber Indium  
 Cadmium                                      48Cd
 engl. cadmium; griech. kadmia ("Galmei" = Zinkcarbonat)
 
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Relat. Atommasse   
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte    
Härte (Mohs)     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
  
  
  
  
  
  
 
112,414    
48    
320,9 °C    
767 °C    
2, 1    
8,69 g/cm³   
   
1,69 (Pauling)     
[Kr]4d105s2   
Cd-106: 1,25%   
Cd-108: 0,89%   
Cd-110: 12,49%   
Cd-111: 12,80%   
Cd-112: 24,13%   
Cd-113: 12,22%   
Cd-114: 28,73%   
Cd-116: 7,49%
 

     

Film

23 sek
Beim Erhitzen von Cadmium entsteht rotbraunes, giftiges Cadmium(II)-oxid.
    
GHS-Piktogramme  
   Gefahr
Gefahren (H-Sätze) 
H 330, 341, 350, 361fd, 
372, 410  (Pulver stabilisiert)



CAS-Nummer 
7440-43-9 

 
  
 
 
 
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Im reinen Zustand glänzt Cadmium silbrig. Unter normalen Umständen ist das Schwermetall an der Luft beständig, es verliert aber nach einiger Zeit seinen Glanz, da es an der Oberfläche mit Kohlenstoffdioxid eine gräuliche Schicht bildet. Das weiche Cadmium lässt sich mit einem Messer nicht ganz so gut schneiden wie Blei. Die Schmelz- und Siedetemperatur ist relativ niedrig, Cadmium kann mit einem gewöhnlichen Brenner leicht zum Schmelzen gebracht werden. Cadmiumdämpfe sind wie Quecksilberdämpfe stark toxisch, von der Schmelze gehen aber noch weitere Gefahren aus: Beim Verbrennen von Cadmiumpulver bildet sich bei roter Flamme ein brauner Rauch, der aus toxischem Cadmium(II)-oxid besteht. Diese Reaktion findet auch statt, wenn das kompakte Metall erhitzt wird und die entstehenden Dämpfe mit dem Luftsauerstoff reagieren. 
  
2 Cd  +  O2 reagiert zu  2 CdO       ΔHR = -517 kJ/mol 
  
 
 Erhitzen eines Cadmiumstücks im Reagenzglas
 
Cadmium erhitzen
 
 Beim Erhitzen des Cadmiums reagieren bereits die Dämpfe
 mit dem Luftsauerstoff zu rotbraunem, toxischem Cadmium(II)-oxid.
 
 
In Salzsäure und Schwefelsäure löst es sich nur ganz langsam, in Salpetersäure dagegen schnell unter Bildung von Cadmiumnitrat auf. Im Gegensatz zum Zink wird es von Laugen nicht angegriffen. Mit Halogenen reagiert erhitztes Cadmium zu den entsprechenden Halogeniden:  
  
Cd  +  Cl2 reagiert zu  CdCl2       ΔHR = -391 kJ/mol 
   
Toxikologie 
Cadmium ist ein problematisches Schwermetall. Aber auch alle wasserlöslichen Cadmiumverbindungen sind stark toxisch und umweltgefährlich. Eine Ausnahme bildet das chemisch stabile und wasserunlösliche Cadmiumsulfoselenid, das als gelbes und rotes Pigment verwendet wird und nur beim Erhitzen giftige Reaktionsprodukte freisetzt. Kompaktes Cadmium ist an der Luft ebenfalls beständig, solange es nicht erhitzt wird. Daher gehen von Cadmiumpigmenten und vom kompakten Metall nicht so große Gefahren aus, wie bei der chronischen Aufnahme von gelösten Ionen über die Nahrung. Belastet sind oft Leber, Pilze, Muscheln, Meeresfrüchte, Wurzelgemüse, Weizen oder bestimmte Fischsorten. Das Schwermetall gelangt bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Umwelt oder es fällt als Abfallprodukt bei der metallverarbeitenden Industrie an.
  
Eine akute Vergiftung äußert sich in erhöhtem Speichelfluss, Übelkeit, Erbrechen und Krämpfen. Das Einatmen von cadmiumhaltigem Rauch in Ziegeleien führt zu Kopfschmerzen und zu Degenerationen an den Schleimhäuten. Bei höheren Konzentrationen besteht akute Lebensgefahr. Bei regelmäßiger Aufnahme kleinerer Mengen durch die Nahrung reichern sich die Cadmium-Ionen in den inneren Organen wie Leber oder Niere an und schädigen diese. Bei den 1946 bei der Bevölkerung in Japan diagnostizierten Cadmiumvergiftungen traten schwere Skelettdeformationen und Eisenmangelerscheinungen auf. Cadmium-Ionen konkurrieren in der Knochensubstanz mit den Calcium-Ionen und wirken dadurch knochenschädigend. Die wasserlöslichen Cadmium-Verbindungen sind erbgutschädigend und krebserzeugend. Sie beeinträchtigen die Fruchtbarkeit und schädigen das Kind im Mutterleib. Raucher weisen in ihrem Blut einen deutlich erhöhten Cadmiumgehalt auf.
  
Vorkommen 
Häufigkeit   selten

In elementarer Form kommt Cadmium in der Natur nur sehr selten vor. Gediegen Cadmium ist seit 1979 ein anerkanntes Mineral. Der Greenockit  ist ein Cadmiummineral, das für die technische Gewinnung von Cadmium keine Bedeutung besitzt, da es sehr selten ist.
Die Gewinnung von Cadmium erfolgt aus Nebenprodukten bei der Zinkverhüttung. Die Zinkblende enthält bis zu 0,5 Prozent Cadmium, der Zinkspat sogar bis zu fünf Prozent Anteil. Wichtige Vorkommen der cadmiumhaltigen Zinkerze liegen in den USA, in Kanada, China, Peru, Mexiko, Australien oder Russland.
  
 
 Greenockit aus Kärnten

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 Der Greenockit ist ein natürlich vorkommendes Cadmiumsulfid.

 
Geschichte 
Das Element wurde im Jahre 1817 fast gleichzeitig von dem deutschen Apotheker Carl Samuel Hermann (1765-1846) in Schönebeck bei einer Analyse des Zinkoxids und von dem deutschen Chemiker Friedrich Strohmeyer (1776-1835) im Zinkcarbonat entdeckt. Nachdem das Element zunächst verschiedene Namen wie Melinum, Klaprothium oder Junonium erhielt, setzte sich der von Strohmeyer vorgeschlagene Name Cadmium nach dem griechischen Wort kadmia (Galmei, Zinkspat) durch. 
  
Herstellung     
Cadmium fällt als Nebenprodukt bei der Zinkverhüttung beim Rösten der Zinkblende an. Der auftretende Flugstaub wird angereichert und mit Schwefelsäure versetzt. Nach einer Ausfällung der anderen Metalle gibt man Zinkstaub hinzu, wobei ein cadmiumhaltiger Zement ausfällt. Aus diesem kann das Cadmium durch Destillation bei etwa 400°C abgetrennt werden. Aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes von Cadmium kann man diese Eigenschaft direkt beim Rösten ausnutzen: Das Cadmium verflüchtigt sich zuerst und wird zu Cadmiumoxid verbrannt. Durch eine nachfolgende Reduktion mit Koks erhält man ein Gemisch aus Zink und Cadmium, aus dem das reine Cadmium durch eine erneute Destillation abgetrennt werden kann.  
   
Beim Nassverfahren gibt man in die wässrige Zinksulfat-Lösung Zinkstaub, wobei das edlere Cadmium ausfällt. Der so erhaltene Cadmiumschwamm wird zu Cadmiumoxid oxidiert und danach mit Schwefelsäure versetzt:  
  
2 Cd  +  O2 reagiert zu  2 CdO   
CdO  +  H2SO4 reagiert zu  CdSO4  + H2O   
  
Durch eine Elektrolyse der Cadmiumsulfat-Lösung scheidet sich schon relativ reines, 99,99%iges Cadmium an den Aluminiumkathoden ab. Durch ein Zonenschmelzverfahren kann man hochreines Cadmium herstellen. Zunehmend wird Cadmium heute auch durch Recycling aus Industrieabfällen gewonnen. 
  
Verwendung 
Ein großer Anteil des Cadmiums dient zum Galvanisieren oder Bedampfen von Eisen als wirksamer Rostschutz. Ein weiterer Anteil wird für Elektroden in Akkumulator-Batterien eingesetzt, zum Beispiel in Ag-Cd- oder Ni-Cd-Akkumulatoren. Cadmiumhaltige Akkus sind heute in Europa - mit Ausnahme von bestimmten Spezialanwendungen - verboten. So setzte Deutschland im Jahr 2009 ein Batteriegesetz um, das Beschränkungen für den Einsatz von Cadmium und Quecksilber in Batterien festsetzt.  
  
 
Querschnitt und Aufbau eines Nickel-Cadmium-Akkus
 
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Die in Schichten angeordneten Elektroden werden durch Separatoren getrennt, als Elektrolyt dient Kaliumhydroxid. Das Cadmium bildet die negative Elektrode, Nickel(III)-oxidhydroxid die positive.
 
  
Cadmium-Legierungen mit Kupfer, Nickel und Silber sind wichtige Lagermetalle, Legierungen mit Zinn, Blei und Bismut werden für niedrig schmelzende Lote eingesetzt, zum Beispiel im Woodschen Metall. Cadmiumsulfoselenid Cd(S,Se) oder Cadmium-Zinksulfid (Cd,Zn)S sind aufgrund ihrer guten chemischen Beständigkeit und ihrer Lichtechtheit gelbe oder rote Pigmente. Vermischt man Cadmiumgelb mit Chromoxidhydratgrün, entsteht eine grüne Farbe, die sich für Tarnanstriche eignet, da sie auf Luftaufnahmen nicht vom grünen Gras unterscheidbar ist. Cadmiumseifen, die Cadmiumsalze von Fettsäuren, dienen als Stabilisatoren für Kunststoffe, zum Beispiel für PVC.  
 
Copyright: Thomas Seilnacht
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