Cd/Cadmium
chemisch-element
Exact wat je zoekt

48

Cd/Cadmium

Het zilverachtige cadmium behoort tot de toxische ‘zware metalen’. Het wordt opgenomen door planten en accumuleert in ons lichaam. Cadmium verstoort de werking van de nieren en kan kanker veroorzaken. Het gebruik van cadmiumverbindingen, bijvoorbeeld als pigment voor felgekleurde bierkratten (cadmiumsulfide), is aan banden gelegd. Metallisch cadmium wordt nog wel toegepast in batterijen en in de metaalindustrie. Cadmium heeft een relatief laag smelt- en kookpunt en wordt toegepast in legeringen die bij een zeer lage temperatuur smelten (onder andere in sprinklersystemen). Verbindingen van cadmium met zwavel en telluur zijn halfgeleiders voor onder andere zonnepanelen.

Symbool

Cd

Protonen/elektronen

48

Groep

10

Isotopen

106Cd, 108Cd, 110Cd, 111Cd, 112Cd, 113Cd, 114Cd, 116Cd

Periode

5

Elektronenconfiguratie

[Kr] 4d105s2

Blok

d

Elektronencofiguratie Bohr

2,8,18,18,2

Bij kamertemperatuur

vast

Elektronegativiteit

1,7 (Pauling)

Dichtheid

8690 kg m-3

Atoomstraal

149 . 10-12 m

Smeltpunt

321 oC (594 K)

Relatieve atoommassa

112.411

Kookpunt

767  oC (1040 K)

Soortelijke warmte

234 J kg-1K-1

Warmtegeleidingscoëfficiënt

92 W m-1 K-1

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Zonnecellen

Zonnecellen met cadmiumtelluride (CdTe) en cadmiumsulfide (CdS) zijn vooral in grote, multi-kilowatt systemen aan een opmars bezig. Ze concurreren in deze toepassing zowel in prijs als efficiëntie met de bekende zonnepanelen gebaseerd op silicium. De cellen zijn opgebouwd uit meerdere dunne lagen, desgewenst aangebracht op een flexibel dragermateriaal.

Sprinkler

Cadmium heeft al een relatief laag smeltpunt, maar in combinatie met andere metalen zijn legeringen te maken die bij nog veel lagere temperaturen vloeibaar worden. In sprinklerinstallaties gebruikt men een smeltdraad of smeltplaatje uit een mengsel van bismut, lood, cadmium, en tin in een verhouding van ongeveer 4:2:1:1 Bij een temperatuur rond 50 °C smelt het metaal en stroomt het water door de sprinkler-sproeikop.

Kernreactor regelstaaf

Cadmium (113Cd) heeft een goed adsorptievermogen voor neutronen en is daardoor – gelegeerd met andere metalen zoals indium, zilver en seleen – geschikt als regelstaaf in kernreactoren. Ook staven van cadmiumfluoride (CdF2) worden gebruikt om de neutro­nen dichtheid te regelen.

Lichtmeter

Lichtmeters (bijvoorbeeld in de fotografie) zijn gebaseerd op materialen die elektronen afgeven als er licht opvalt, of waarvan de weerstand verandert. Cadmiumsulfide (CdS), -selenide (CdSe) en -telluride (CdTe) zijn halfgelei­der­materialen die hiervoor geschikt zijn. Cadmiumsulfide wordt vanwege deze eigenschap ook toegepast in fotokopieermachines.

Oplaadbare batterij

In de oplaadbare nikkel-cadmium batterij vindt de stroomlevering plaats via de volgende reac­tie:

Cd + 2 NiO(OH) + 2 H2O   Cd(OH)2 + 2 Ni(OH)2 (in 20 % KOH)Bij opladen verloopt de reactie in omgekeerde volgorde. De ontladingsspanning bedraagt ca. 1,2 V.

Voor toepassingen waarbij een iets hogere spanning vereist is en wat meer vermogen is de batterij minder geschikt. Een nadeel is ook het “geheugen” van de batterij, dat er voor zorgt dat bij voortdurend te vroeg opladen de effectieve gebruikstijd sterk terugloopt. De batterij heeft daarom flink terrein moeten prijsgeven aan de nikkel-metaal hydride en de lithium-ion batterij.

Bescherming tegen corrosie

Net als zink beschermt een dun laagje cadmium het onderliggende metaal tegen oxidatie. Vooral in veeleisende toepassingen, zoals bevestigingsmaterialen in de luchtvaart geeft men de voorkeur aan cadmium boven zink vanwege de superieure eigenschappen.

Pigment: email, keramiek, olieverf

Cadmiumsulfide (CdS) is een geel pigment, bekend als cadmiumgeel. Het zeer stabiel en lichtecht. Schilders als Van Gogh, Monet en Matisse maakten er gebruik van. Het kwam pas in de tweede helft van de negentiende eeuw beschikbaar. De aanwezigheid van het pigment in schilderijen van een eerdere datum duidt op vervalsing.

Het gebruik van cadmiumsulfide in verf en kunststof (denk aan de bekende gele bierkratten) is teruggedrongen vanwege de gezondheidsrisico’s.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

  • Elektrische contacten (met Ag, Cu of Zn)
  • Laag smeltende legeringen voor soldeer (cadmium is een zeer zacht metaal; het is gemakkelijk met een mes te snijden)

In verbindingen

  • Halfgeleiders  (CdO, CdSe, CdTe)
  • Katalysator voor het hydrogeneren onverzadigde vetten (CdO)

Naam

De naam cadmium is afgeleid van het Griekse kadmeia of het Latijnse cadmia, de oude naam voor calamien of gal­mei. Dat is een zinkerts gedolven in de buurt van de stad Thebe en vernoemd maar de stichter van die stad, Kadmos (afstammeling van Zeus en broer van Europa). Cadmium is voor het eerst aange­trof­fen in zinkerts.

Ontdekking

De Duitse chemicus Friedrich Stromeyer (foto) ontdekte cadmium in 1817 in calamien (zinkcarbonaat). Omdat de kleur van sommige kristallen wat afweek, (lichtgeel i.p.v. wit) vermoedde men dat er sporen ijzer aanwezig waren. Bij onderzoek bleek het mineraal geen ijzer te bevatten, maar een tot dan onbe­kend element.

Voorkomen

Cadmium heeft een aandeel van 1,5.10-5 % van de aardkost (op basis van gewicht). Het staat op plaats 66e in de rangorde van voorkomen.

De belangrijkste mineralen zijn greenockiet (CdS, foto) en otaviet (CdCO3). De meeste zinkertsen bevatten ook cadmium. De EU heeft met de Critical Raw Materials Act in 2022 het element cadmium op de lijst van schaarse en strategische grondstoffen gezet.

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in Rusland, Kazachstan, China, Japan, Namibië, Canada, Mexico en Australië. In Duitsland en Frankrijk wordt op zeer be­scheiden schaal cadmium gewonnen; vroeger ook in België, samen met de exploitatie van zinkerts.

Het merendeel van het geproduceerde cadmium is afkomstig uit zink-, lood- en koperertsen, en uit vliegas.

Bereiding

Vroeger

Cadmium is uit calamien te bereiden door isolatie van het cadmiumoxide (na behandeling met ammonium­car­bonaat en zinkcarbo­naat). Dit is vervolgens te reduceren met koolstof (bij circa 900 °C).

Tegenwoordig

Cadmium wordt vooral bereid uit zinkertsen, die kleine hoeveelheden cadmiumverbindingen bevatten. Na roosten van het erts wordt de verkregen stof gesmolten en scheidt men de cadmium- en zink ver­bindingen. Na het oplossen van cadmiumsulfaat in zwavelzuur is via elektrolyse metallisch cadmium te verkrijgen. Daarbij wordt een loden anode gebruikt en een roterende aluminium katho­de.

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Cadmium - Periodic Videos
Filmpje
Cadmium - Periodic Videos
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen cadmium
Afbeelding
Elektronenschillen cadmium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Cadmium verschillende vormen
Afbeelding
Cadmium verschillende vormen
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Cadmium stukjes
Afbeelding
Cadmium stukjes
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Cadmium staaf
Afbeelding
Cadmium staaf
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Cadmium - Royal Society of Chemistry
Podcast
Cadmium - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je hoeft geen nerd of slimbo te zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je hoeft geen nerd of slimbo te zijn
Proef de sfeer bij de opleiding Chemie in Rotterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Studie
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Scheikunde ontdek je pas tijdens het studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Chemie
Studie
Scheikunde ontdek je pas tijdens het studeren
De studie scheikunde iets voor jou?
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bètavakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Vicky vond de bètavakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Inge studeert nu verder aan de TU Eindhoven Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Techniek & Ontwerp
Studie
Inge studeert nu verder aan de TU Eindhoven
Daarvoor rondde ze met succes de hbo-opleiding Applied Science af.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Risheet doet twee hbo-opleidingen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Risheet doet twee hbo-opleidingen
Hij vertelt hoe hij de hbo-opleidingen BML en Chemie combineert.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon In het eerste jaar deed ik een project over bier Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
In het eerste jaar deed ik een project over bier
Livai was nog maar 16 jaar toen hij begon met Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is alles op kleine schaal Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is alles op kleine schaal
Adinda neemt je mee naar de hbo-opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Wij studeren Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Wij studeren Chemische Technologie
Valerie en Roel geven je een rondleiding bij hun opleiding.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje