1.

Einleitung

Cadmium, chemisches Symbol Cd, silberweißes metallisches Element mit der Ordnungszahl 48, das zu den Übergangsmetallen gehört und zusammen mit Zink, Quecksilber und Ununbium in der zweiten Nebengruppe des Periodensystems steht.

Der Name Cadmium leitet sich vom griechischen Wort kadmeia ab, der antiken Bezeichnung für Zinkerze, die bei der Verarbeitung mit Kupfererzen Messing ergaben. Cadmium wurde 1817 von dem deutschen Chemiker Friedrich Stromeyer bei der Untersuchung von cadmiumhaltigem Zinkerz aus einem Industrieofen entdeckt. Cadmium ist für Lebewesen sehr giftig.

2.

Vorkommen und Eigenschaften

Cadmium gehört zu den seltenen Elementen der Erdkruste; unter den Krustengesteinen steht es an 65. Stelle. Das Schwermetall kommt in der Natur nur gebunden vor. Zu den Cadmiumerzen zählen die seltenen Mineralien Greenockit (CdS) und Otavit (CdCO₃), die fast immer als Begleiter von Zinkblende (ZnS) und Galmei (ZnCO₃) auftreten. Daher wird Cadmium vor allem bei der Verarbeitung dieser Zinkerze gewonnen. Getrennt werden Cadmium und Zink durch fraktionierte Destillation.

Cadmium ist ein relativ weiches Metall, das sich zu Blechen walzen und zu Drähten ausziehen lässt. Beim starken Erhitzen verbrennt es an der Luft mit hellem, rotem Licht und bildet Cadmiumoxid (CdO). Wie Zink wird auch Cadmium an feuchter Luft passiviert, d. h., es reagiert mit Sauerstoff, Kohlendioxid und der Luftfeuchtigkeit (Wasser) zu Cadmiumoxid und basischem Cadmiumcarbonat. Beide überziehen die Metalloberfläche mit einer dünnen Schicht und verhindern so eine Fortsetzung der Reaktion:

6Cd + 3O2 + 2CO2 + 2H2O → 2CdO + 2CdCO3 + 2Cd(OH)2.

Oxidierende Säuren wie Salpetersäure lösen Cadmiummetall auf, nichtoxidierende Säuren wie Salzsäure (siehe Chlorwasserstoff) greifen es schwer an. In Alkalien ist das Schwermetall unlöslich. Cadmium schmilzt bei 321 °C, siedet bei 765 °C und besitzt eine Dichte von 8,64 Gramm pro Kubikzentimeter sowie eine Atommasse von 112,40 u.

3.

Verbindungen

In seinen Verbindungen kommt Cadmium fast ausschließlich mit der Oxidationsstufe +2 vor, z. B. als Cadmiumoxid (CdO), Cadmiumsulfid (CdS) und Cadmiumdichlorid (CdCl₂). Zu den seltenen Verbindungen mit der Oxidationsstufe +1 zählt das an der Luft instabile Cadmium(I)-bis(tetrachloroaluminat) (Cd₂[AlCl₄]₂). Neben diesen anorganischen Substanzen gibt es auch Cadmiumverbindungen mit organischen Resten oder Liganden (siehe Koordinationschemie).

4.

Giftigkeit

Cadmium und seine Verbindungen sind für den Organismus sehr giftig. Beim Menschen wird das Schwermetall über die Atemwege, die Augen und den Magen-Darm-Kanal aufgenommen. Es schädigt neben Lunge, Magen, Darm, Leber und Nieren auch das Zentralnerven- und das Immunsystem sowie die Knochen. Außerdem kann Cadmium zu Unfruchtbarkeit führen und steht im Verdacht, Krebs auszulösen.

5.

Verwendung

Der Großteil des industriell erzeugten oder recycelten Cadmiums kommt als Korrosionsschutz, z. B. für Stahl, und in wieder aufladbaren Batterien (Nickel-Cadmium-Akkus) zum Einsatz. Weil das Metall gute Absorptionseigenschaften gegenüber niederenergetischen Neutronen besitzt, wird es zu Regelstäben für die Reaktortechnik verarbeitet (siehe Kernenergie). In geringem Umfang dienen Cadmiumverbindungen auch zur Produktion von Kunststoffen. Da Cadmium sehr giftig ist, wird es zunehmend durch andere, weniger gefährliche Produkte ersetzt. So soll in der Europäischen Union (EU) die Verwendung von Cadmium in Akkus spätestens ab 2007 nicht mehr erlaubt sein. Für die Nutzung solcher Akkus in schnurlosen Elektrowerkzeugen gibt es eine Übergangsregelung.