Cadmio

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Cadmio
¬ęCd¬Ľ redirige aqu√≠. Para otras acepciones, v√©ase CD (desambiguaci√≥n).
Plata ‚Üź Cadmio ‚Üí Indio
Zn
  Hexagonal.svg
 
48
Cd
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
‚ÜĎ
Cd
‚Üď
Hg
Tabla completa ‚ÄĘ Tabla extendida
Apariencia
Plateado gris met√°lico
Cd,48.jpg
Información general
Nombre, s√≠mbolo, n√ļmero Cadmio, Cd, 48
Serie química Metales de transición
Grupo, período, bloque 12, 5, d
Masa atómica 112,411 u
Configuración electrónica [Kr]4d10 5s2
Dureza Mohs 2
Electrones por nivel 2, 8, 18, 18, 2 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 155 pm
Electronegatividad 1,69 (Pauling)
Radio atómico (calc) 161 pm (Radio de Bohr)
Radio iónico {{{radio_iónico}}}
Radio covalente 148 pm
Radio de van der Waals 158 pm
Estado(s) de oxidación 2
√ďxido Levemente b√°sico
1.ª Energía de ionización 867,8 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1631,4 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 3616 kJ/mol
4.ª Energía de ionización {{{E_ionización4}}} kJ/mol
5.ª Energía de ionización {{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Energía de ionización {{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Energía de ionización {{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª Energía de ionización {{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Energía de ionización {{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Energía de ionización {{{E_ionización10}}} kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 8650 kg/m3
Punto de fusi√≥n 594,22 K
Punto de ebullici√≥n 1041 K
Punto de inflamabilidad {{{P_inflamabilidad}}} K
Entalpía de vaporización 100 kJ/mol
Entalpía de fusión 6,192 kJ/mol
Presión de vapor 14,8 Pa a 597 K
Temperatura cr√≠tica  K
Presi√≥n cr√≠tica  Pa
Volumen molar m3/mol
Varios
Estructura cristalina Hexagonal
N¬į CAS 7440-43-9
N¬į EINECS 231-152-8
Calor específico 233 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 13,8 × 106 S/m
Conductividad térmica 96,8 W/(K·m)
Velocidad del sonido 2310 m/s a 293.15 K (20 ¬įC)
Isótopos más estables
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
108Cd 0,89% Estable con 60 neutrones
109Cd Sintético 462,6 d e 0,214 109Ag
110Cd 12,49% Estable con 62 neutrones
111Cd 12,8% Estable con 63 neutrones
112Cd 24,13% Estable con 64 neutrones
113Cd Sintético 7,7 × 1015 a ß- 0,316 113In
113Cd Sintético 14,1 a ß-
TI
0,580
0,264
113In
 
114Cd 28,73% Estable con 66 neutrones
116Cd 7,49% Estable con 68 neutrones
Nota: unidades seg√ļn el SI y en CNPT, salvo indicaci√≥n contraria.

Es uno de los metales más tóxicos. Normalmente se encuentra en menas de zinc y se emplea especialmente en pilas.

Contenido

Características principales

Cadmio puro

El cadmio es un metal blanco azulado, d√ļctil y maleable. Se puede cortar f√°cilmente con un cuchillo. En algunos aspectos es similar al zinc.

La toxicidad que presenta es similar a la del mercurio; posiblemente se enlace a residuos de cisteína. La metalotioneína, que tiene residuos de cisteína, se enlaza selectivamente con el cadmio.

Su estado de oxidaci√≥n m√°s com√ļn es el +2. Puede presentar el estado de oxidaci√≥n +1, pero es muy inestable.

Efectos en la salud

El cadmio puede ser encontrado mayoritariamente en la corteza terrestre. Este siempre ocurre en combinaci√≥n con el zinc. El cadmio tambi√©n se consiste en las industrias como inevitable subproducto de extracciones de zinc, plomo y cobre. La toma por los humanos de cadmio tiene lugar mayormente a trav√©s de la comida. Los alimentos que son ricos en cadmio pueden en gran medida incrementar la concentraci√≥n de cadmio en los humanos. Ejemplos son pat√©s, champi√Īones, mariscos, mejillones, cacao y algas secas. Una exposici√≥n a niveles significativamente altas ocurren cuando la gente fuma. El humo del tabaco transporta el cadmio a los pulmones. Cuando la gente respira el cadmio, √©ste puede da√Īar severamente los pulmones. Esto puede incluso causar la muerte. Otros efectos sobre la salud que pueden ser causados por el cadmio son:

  • diarreas, dolor de est√≥mago y v√≥mitos severos,
  • fractura de huesos,
  • fallos en la reproducci√≥n y posibilidad incluso de infertilidad,
  • da√Īo al sistema nervioso central,
  • da√Īo al sistema inmune,
  • des√≥rdenes psicol√≥gicos,
  • posible da√Īo en el ADN o desarrollo de c√°ncer.

Efectos ambientales

De forma natural grandes cantidades de cadmio son liberadas al ambiente, sobre 25.000 toneladas al a√Īo. La mitad de este cadmio es liberado en los r√≠os a trav√©s de la descomposici√≥n de rocas, tambi√©n es liberado al aire a trav√©s de incendios forestales y volcanes. El resto es liberado por las actividades humanas, como es la manufacturaci√≥n.

Las aguas residuales con cadmio, procedentes mayoritariamente de las industrias, terminan en suelos. Las causas de estas corrientes de residuos son, por ejemplo, la producci√≥n de zinc, minerales de fosfato y las bioindustrias del esti√©rcol. El cadmio de las corrientes residuales puede tambi√©n entrar en el aire a trav√©s de la quema de residuos urbanos y de la quema de combustibles f√≥siles. En 2007, debido a las regulaciones, s√≥lo una peque√Īa cantidad de cadmio entra en el agua a trav√©s del vertido de aguas residuales de casas o industrias.

Aplicaciones

Aproximadamente tres cuartas partes del cadmio producido se emplea en la fabricación de baterías. Especialmente en las baterías de níquel-cadmio. Una parte importante se emplea en galvanoplastia (como recubrimiento). Algunas sales se emplean como pigmentos. Por ejemplo, el sulfuro de cadmio se emplea como pigmento amarillo. Se emplea en algunas aleaciones de bajo punto de fusión. Debido a su bajo coeficiente de fricción y muy buena resistencia a la fatiga, se emplea en aleaciones para cojinetes. Muchos tipos de soldaduras contienen este metal. En barras de control en fisión nuclear. Algunos compuestos fosforescentes de cadmio se emplean en televisores. Se emplea en algunos semiconductores. Algunos compuestos de cadmio se emplean como estabilizantes de plásticos como el PVC. Se aplica tambien como pigmento en la fabricación de pintura, como el acrílico, óleo, etc.

Historia

El cadmio (en lat√≠n, cadmia, y en griego kadmeia, que significa "calamina", el nombre que recib√≠a antiguamente el carbonato de zinc) fue descubierto en Alemania en 1817 por Friedrich Stromeyer, quien observ√≥ que algunas muestras de calamina con impurezas cambiaban de color cuando se calentaban, mientras que la calamina pura no lo hac√≠a; encontr√≥ el nuevo elemento como impureza en este compuesto de zinc. Durante unos cien a√Īos Alemania fue el principal productor de este metal.

Abundancia y obtención

Es un elemento escaso en la corteza terrestre. Las minas de cadmio son dif√≠ciles de encontrar, y suelen estar en peque√Īas cantidades. Suele sustituir al zinc en sus minerales debido a su parecido qu√≠mico. Se obtiene generalmente como subproducto; el cadmio se separa del zinc precipit√°ndolo con sulfatos o mediante destilaci√≥n. Generalmente el zinc y el cadmio est√°n en sus minerales como sulfuros, al tostarlos se obtiene una mezcla de √≥xidos y sulfatos, y el cadmio se separa aprovechando la mayor facilidad para reducirlo.

El mineral más importante de zinc es la esfalerita, (Zn, Fe)S, siendo el mineral análogo de cadmio la greenockita, CdS. Además de obtenerse de la minería y metalurgia de sulfuros de zinc, también se obtiene, en menor medida, de los de plomo y cobre. Existen otras fuentes secundarias: del reciclado de chatarra de hierro y acero se obtiene aproximadamente el 10% del cadmio consumido.

Toxicidad del cadmio

El cadmio es un metal pesado que produce efectos t√≥xicos en los organismos vivos, aun en concentraciones muy peque√Īas.

La exposición al cadmio en los humanos se produce generalmente a través de dos fuentes principales: la primera es la vía oral (por agua e ingestión de alimentos contaminados.) La segunda vía es por inhalación. La población fumadora es la más expuesta al cadmio, porque los cigarrillos lo contienen.

Algunos órganos vitales son blanco de la toxicidad del cadmio. En organismos sobreexpuestos, el cadmio ocasiona graves enfermedades al actuar sobre dichos órganos. Existen actualmente algunas descripciones de posibles mecanismos de toxicidad del cadmio. Sin embargo, la implicación real que este elemento tiene como agente tóxico ha sido poco estudiada, por lo que se considera que debe ser monitoreado. Es de gran importancia llevar a cabo estudios para profundizar en los factores de riesgo y así realizar medidas preventivas en la población.

El cadmio es un elemento que se encuentra de manera natural en la corteza terrestre. El cadmio puro es un metal blando, de un brillo muy parecido al de la plata, pero en esta forma no es muy com√ļn encontrarlo en el ambiente. Este metal se encuentra m√°s a menudo combinado con otros elementos (tales como ox√≠geno, cloro o azufre) formando compuestos. Todos estos compuestos son s√≥lidos estables que no se evaporan (s√≥lo el √≥xido de cadmio tambi√©n se encuentra en el aire en forma de peque√Īas part√≠culas.)

Una gran parte del cadmio utilizado con fines industriales es obtenido como un producto a partir del fundimiento de rocas que contienen zinc, plomo o cobre. El cadmio tiene muchas aplicaciones en la industria, pero es utilizado con más frecuencia en la elaboración de pigmentos, pilas eléctricas y plásticos.

Peque√Īas cantidades de cadmio se encuentran naturalmente en el aire, en el agua, en el suelo y en la comida. Para muchas personas, la comida es la principal causa de exposici√≥n al cadmio, debido a que muchos alimentos tienden a absorberlo y a retenerlo. Por ejemplo, las plantas toman el cadmio del suelo, los peces lo toman del agua, etc.

La aplicación de ciertos fertilizantes o de excremento de animales en el suelo destinado al cultivo de alimentos puede aumentar su nivel de cadmio lo cual, a su vez, causa un aumento en el nivel de cadmio de los productos. El cadmio no se encuentra en cantidades preocupantes en el agua; sin embargo, puede contaminarla cuando ésta viaja a través de las tuberías (que muchas veces están soldadas con materiales que lo contienen) o cuando entra en contacto con desechos químicos.

La fuente m√°s importante de descarga de cadmio al medio ambiente es la quema de combustibles f√≥siles (como carb√≥n o petr√≥leo) o la incineraci√≥n de la basura dom√©stica com√ļn. El cadmio tambi√©n contamina el aire cuando se funden rocas para extraer zinc, cobre o plomo. Trabajar o vivir cerca de una de estas fuentes contaminantes puede resultar en una sobreexposici√≥n al cadmio.

Fumar es otra importante fuente de cadmio. Como muchas plantas, el tabaco contiene cadmio, algo del cual es inhalado en el humo. Muchos fumadores tienen alrededor del doble de cadmio en sus organismos que los no fumadores.

El cadmio entra al torrente sanguíneo por absorción en el estómago o en los intestinos luego de la ingestión de comida o agua, o por absorción en los pulmones después de la inhalación. Muy poco cadmio entra al cuerpo a través de la piel. Usualmente sólo es absorbido por la sangre alrededor del 1 al 5% del cadmio que es ingerido por la boca, mientras que se absorbe alrededor del 30 al 50% del que es inhalado.

Un fumador que consuma un paquete de cigarros por día puede absorber, durante ese lapso, casi el doble del cadmio absorbido por un no fumador.

De cualquier forma, una vez que el cadmio se absorbe es fuertemente retenido; así que incluso bajas dosis de este metal pueden constituir un nivel significativo en el organismo si la exposición se prolonga durante un largo periodo.

Una vez absorbido el cadmio, es transportado por el torrente circulatorio hasta el h√≠gado, en donde se une a una prote√≠na de bajo peso molecular. Peque√Īas cantidades de ese complejo prote√≠na-cadmio pasan continuamente del h√≠gado al torrente sangu√≠neo, para ser transportado a los ri√Īones y filtrado a trav√©s de los glom√©rulos, para posteriormente ser reabsorbido y almacenado en las c√©lulas tubulares del ri√Ī√≥n. Este √ļltimo √≥rgano excreta del 1 al 2% del cadmio tomado directamente de las fuentes ambientales, lo que provoca una gran acumulaci√≥n de cadmio en los ri√Īones. La concentraci√≥n del metal en el ri√Ī√≥n es aproximadamente 10 mil veces m√°s alta que en el torrente sangu√≠neo. La excreci√≥n fecal del metal representa una m√≠nima cantidad de cadmio no absorbido en el sistema gastrointestinal. Por otra parte, se estima que la vida biol√≥gica del cadmio en los humanos var√≠a entre 13 y 40 a√Īos.

No se sabe que el cadmio tenga alg√ļn efecto ben√©fico. M√°s bien puede causar algunos efectos adversos en la salud. Aunque las exposiciones prolongadas son extremadamente raras actualmente, la ingesti√≥n de altas dosis es causa de severas irritaciones del est√≥mago, v√≥mito y diarrea y su inhalaci√≥n causa graves irritaciones en los pulmones.

Causan mayor preocupación los efectos de las exposiciones bajas al cadmio y a largo plazo. Algunos efectos de varios niveles y duraciones de exposición son los siguientes:

En personas que han estado expuestas a un exceso de cadmio en su dieta o por el aire se ha observado un da√Īo en los ri√Īones. Esta enfermedad renal normalmente no es mortal, pero puede ocasionar la formaci√≥n de c√°lculos y sus efectos en el sistema √≥seo se manifiestan a trav√©s de dolor y debilidad.

En trabajadores de f√°bricas, en donde el nivel de concentraci√≥n de cadmio en el aire es alto, han sido observados severos da√Īos en los pulmones, tales como enfisema.

En animales expuestos durante largos periodos al cadmio por inhalación, se ha observado la aparición de cáncer de pulmón. Estudios en seres humanos también sugieren que una inhalación prolongada de cadmio puede resultar en incrementar el riesgo de contraer cáncer pulmonar, como en el caso de los fumadores. No hay evidencia de que la ingestión de cadmio por la vía oral sea causante de cáncer.

Ha sido tambi√©n observada alta presi√≥n arterial en animales expuestos al cadmio. A√ļn no se sabe si la exposici√≥n al cadmio desempe√Īa un papel importante en la hipertensi√≥n humana.

Otros tejidos tambi√©n son da√Īados por exposici√≥n al cadmio (en animales o humanos) incluyendo al h√≠gado, los test√≠culos, el sistema inmunol√≥gico, el sistema nervioso y la sangre. Efectos en la reproducci√≥n y el desarrollo han sido observados en animales expuestos al cadmio, pero no han sido reportados a√ļn en seres humanos.

Es importante tomar medidas preventivas para regular las descargas de cadmio al ambiente. Asimismo, se debe proteger a las personas que por una otra causa se encuentren sobreexpuestas a este metal. Debe también considerarse aumentar la información acerca del cadmio a la población en general.

A pesar de que son claras las evidencias de la toxicidad del cadmio, a√ļn no se realizan estudios formales acerca de las consecuencias reales que tiene la acci√≥n de este metal sobre los organismos vivos, especialmente en el humano. Es muy posible que algunos de nuestros padecimientos (tales como el c√°ncer, enfermedades renales, hep√°ticas, pulmonares, etc.), est√©n ligados con la exposici√≥n prolongada al cadmio. La investigaci√≥n ayudar√≠a, adem√°s, a profundizar en los mecanismos b√°sicos de da√Īo y permitir√≠a un mejor entendimiento de la toxicidad del cadmio y su posible tratamiento.

Recientemente, en un estudio se ha comprobado su relación con el cáncer de mama en mujeres con alto contenido de cadmio en la orina.

Véase también

Enlaces externos


Wikimedia foundation. 2010.


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