แคดเมียม

แคดเมียม (อังกฤษ: Cadmium) คือธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 48 และสัญลักษณ์คือ Cd แคดเมียมเป็นโลหะทรานซิชันสีขาว-ฟ้า เป็นธาตุมีพิษ ในธรรมชาติพบอยู่ในแร่สังกะสี แคดเมียมใช้ประโยชน์ในการทำแบตเตอรี่

แคดเมียม เงิน ← → อินเดียม Zn ↑ Cd ↓ Hg
ทั่วไป
ชื่อ, สัญลักษณ์, เลขอะตอม	แคดเมียม, Cd, 48
อนุกรมเคมี	โลหะทรานซิชัน
หมู่, คาบ, บล็อก	12, 5, d
ลักษณะ	silvery gray metallic
มวลอะตอม	112.411 (8) กรัม/โมล
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[Kr] 4d10 5s2
อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน	2, 8, 18, 18, 2
คุณสมบัติทางกายภาพ
สถานะ	ของแข็ง
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)	8.65 ก./ซม.³
ความหนาแน่นของของเหลวที่m.p.	7.996 ก./ซม.³
จุดหลอมเหลว	594.22 K (321.07 °C)
จุดเดือด	1040 K(767 °C)
ความร้อนของการหลอมเหลว	6.21 กิโลจูล/โมล
ความร้อนของการกลายเป็นไอ	99.87 กิโลจูล/โมล
ความร้อนจำเพาะ	(25 °C) 26.020 J/(mol·K)
ความดันไอ P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T K 530 583 654 745 867 1040
คุณสมบัติของอะตอม
โครงสร้างผลึก	hexagonal
สถานะออกซิเดชัน	2 (ออกไซด์เป็นเบสปานกลาง)
อิเล็กโตรเนกาติวิตี	1.69 (พอลิงสเกล)
พลังงานไอออไนเซชัน	ระดับที่ 1: 867.8 กิโลจูล/โมล
	ระดับที่ 2: 1631.4 กิโลจูล/โมล
	ระดับที่ 3: 3616 กิโลจูล/โมล
รัศมีอะตอม	155 pm
รัศมีอะตอม (คำนวณ)	161 pm
รัศมีโควาเลนต์	148 pm
รัศมีวานเดอร์วาลส์	158 pm
อื่น ๆ
การจัดเรียงทางแม่เหล็ก	no data
ความต้านทานไฟฟ้า	(22 °C) 72.7 nΩ·m
การนำความร้อน	(300 K) 96.6 W/(m·K)
การขยายตัวจากความร้อน	(25 °C) 30.8 µm/(m·K)
อัตราเร็วของเสียง (แท่งบาง)	(20 °C) 2310 m/s
มอดุลัสของยัง	50 GPa
โมดูลัสของแรงเฉือน	19 GPa
โมดูลัสของแรงบีบอัด	42 GPa
อัตราส่วนปัวซง	0.30
ความแข็งโมส	2.0
ความแข็งบริเนล	203 MPa
เลขทะเบียน CAS	7440-43-9
ไอโซโทปเสถียรที่สุด
บทความหลัก: ไอโซโทปของแคดเมียม iso NA ครึ่งชีวิต DM DE (MeV) DP 106Cd 1.25% >2.6×1017 y εε - 106Pd 108Cd 0.89% Cd เสถียร โดยมี 60 นิวตรอน 109Cd syn 462.6 d ε 0.214 109Ag 110Cd 12.49% Cd เสถียร โดยมี 62 นิวตรอน 111Cd 12.8% Cd เสถียร โดยมี 63 นิวตรอน 112Cd 24.13% Cd เสถียร โดยมี 64 นิวตรอน 113Cd 12.22% 7.7 E15 y β- 0.316 113In 113mCd syn 14.1 y β- 0.580 113In IT 0.264 - 114Cd 28.73% Cd เสถียร โดยมี 66 นิวตรอน 116Cd 7.49% Cd เสถียร โดยมี 68 นิวตรอน
แหล่งอ้างอิง

การประยุกต์

แคดเมียมส่วนใหญ่ (3 ใน 4 ส่วน) ใช้สำหรับผลิตถ่านไฟฟ้า (โดยเฉพาะ ถ่าน Ni-Cd) และส่วนที่เหลือ (1 ใน 4 ส่วน) ส่วนใหญ่ใช้สำหรับทำสีผง สารเคลือบ และโลหะชุบ และเป็นสารทำให้พลาสติกมีความเสถียร อื่น ๆ มีเช่น

• ใช้ในโลหะผสมบางชนิดที่มีจุดหลอมละลายต่ำ
• เนื่องจากสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (coefficient of friction) ต่ำ และทนทานต่อความล้า จึงใช้ในโลหะผสมสำหรับการรองรับ (bearing alloys)
• แคดเมียม 6% ใช้ในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า
• บัดกรีหลายชนิดมีแคดเมียมผสม
• ใช้เป็นตัวกีดกั้นเพื่อควบคุมการแตกตัวทางนิวเคลียร์
• สารประกอบที่มีแคดเมียมใช้ในตัวฟอสเฟอร์ (phosphor) ของโทรทัศน์ขาวดำ รวมถึงฟอสเฟอร์สีน้ำเงินและสีเขียว สำหรับหลอดภาพของโทรทัศน์สี
• มีเกลือแคดเมียมหลายชนิด โดยที่แคดเมียม ซัลไฟด์เป็นเกลือที่ปรากฏมากที่สุด ซัลไฟด์ใช้เป็นสีเหลืองผง ส่วนแคดเมียม ซีลีไนด์ ใช้เป็นสีแดงผง มักเรียกว่า cadmium red
• ใช้ในสารกึ่งตัวนำบางชนิด เช่น แคดเมียม ซัลไฟด์ แคดเมียม ซีลีไนด์ และแคดเมียม เทลลูไรด์ซึ่งสามารถใช้สำหรับการตรวจจับแสง หรือโซลาร์เซลล์ HgCdTe มีความไวต่ออินฟราเรด
• สารประกอบแคดเมียมบางชนิดใช้ใน PVC เป็นตัวทำเสถียร
• ใช้ในเครื่องตรวจจับนิวตริโนเครื่องแรก
• ใช้บล็อก ช่องแคลเซียมที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า จากการฟลักซิง (fluxing) ไอออนของแคลเซียม ในชีววิทยาโมเลกุล

ความเป็นพิษ

แม่น้ำจินซู (Jinzū River) เคยเกิดการปนเปื้อนของแคดเมียม

แคดเมียมเป็นพิษต่อแบคทีเรียโดยเข้าไปแทนที่ไอออนที่จำเป็นต่อการทำงานของเอนไซม์ เช่น สังกะสี หรือจับกับหมู่ –SH ของเอนไซม์ ทำให้เอนไซม์ไม่ทำงาน^[1] คนที่ได้รับแคดเมียมมากเกินไปจะเป็นโรคอิไต-อิไต^[2]

ผลกระทบที่เข้าสู่ร่างกาย

เมื่อมีการสะสมในระยะยาว จะมีผลกระทบต่อร่างกายดังนี้

1. หากมีการสะสมมากเกินไปในร่างกายจะทำให้คน หรือสัตว์ที่ได้รับสารแคดเมียม มีโอกาสเป็นหมันได้

2. แคดเมียมยังเป็นสารที่ก่อให้เกิดโรคมะเร็งและต่อมลูกหมาก

3. เมื่อแคดเมียมได้เข้าสู่ร่างกายอาจก่อให้เกิดโรคความดันโลหิตสูง

4. การสูดดมแคดเมียมและไปสะสมในร่างกายจะทำให้เกิดการเจ็บปวดที่กระดูก และทำให้เกิดกระดูกผุ ซึ่งส่งผลให้เกิดเป็นโรคอิไตอิไต

5. แคดเมียมสามารถสะสมได้ในร่างกายโดยเฉพาะที่ไต อีกทั้งยังทำลายระบบประสาท เช่น ระบบประสาทการดมกลิ่น และเลือดจาง การรับสารแคดเมียมในระยะสั้น

การรับสารแคดเมียมในระยะสั้นนั้นจะมีอาการดังต่อไปนี้

1. การจับไข้

2. มีอาการหนาวๆร้อนๆ

3. ปวดศีรษะ

4. อาเจียน

ซึ่งหากมีอาการเหล่านี้นาน 20 ชั่วโมงก็จะเกิดอาการแน่นหน้าอก ไอรุนแรง และน้ำลายฟูมปากตามมา ซึ่งผู้ที่มีโอกาสได้รับสารส่วนใหญ่จะเป็นคนงานในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น โรงงานอุตสาหกรรมรถยนต์ มอเตอรไซด์ หรือโรงงานอุตสาหกรรมที่มีการเชื่อมเหล็กที่มีแคดเมียมเป็นองค์ประกอบ ^{[3] [4]}

กฎหมายในการใช้สารแคดเมียม

สารแคดเมียม มีการตั้งกฎหมายการใช้โดยคณะกรรมาธิการยุโรปได้ร่างกฎหมายเรื่องการใช้สารอันตราย โดยจำกัดปริมาณการใช้สารอันตราย เพื่อลดผลกระทบที่มีต่อสุขภาพประชาชนและสิ่งแวดล้อม ซึ่งแคดเมียมจัดเป็นสารอันตรายที่ตรงตามกฎหมายกำหนด โดยการใช้แคดเมียมนั้นมีการจำกัดสารปริมาณสูงสุดได้ 100 (ppm: part permilion) และอนุญาตใช้สารแคดเมียม ในปริมาณสูงสุดมากกว่าปกติได้ในการผลิตสารเคลือบผิวผลิตภัณฑ์ ^[5]

อ้างอิง

1. ขนิษฐา สมตระกูล และ วราภรณ์ ฉุยฉาย. 2554. การฟื้นฟูดินที่มีการปนเปื้อนร่วมกันระหว่างสารประกอบพอลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนกับโลหะหนักด้วยวิธีทางชีวภาพ. วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย. ปีที่ 3 (1), 79 - 89
2. Nogawa, Koji; Kobayashi, E; Okubo, Y; Suwazono, Y (2004). "Environmental cadmium exposure, adverse effects, and preventative measures in Japan". Biometals. 17 (5): 581–587. doi:10.1023/B:BIOM.0000045742.81440.9c. PMID 15688869.^{[ลิงก์เสีย]}
3. www.school.net.th
4. www.wikipedia.org
5. www.exim.go.th