Cádmio (Cd)

Principais propriedades

O cádmio é um metal branco-azulado, mole e maleável, que pode ser cortado com facilidade e funde a temperatura relativamente baixa para um metal de transição. Assemelha-se ao zinco em muitos aspectos, sendo seu vizinho no mesmo grupo, mas é mais denso e menos reativo.

Apresenta praticamente sempre o estado de oxidação mais dois. Seus sulfetos e selenetos têm cores fortes que variam do amarelo ao vermelho profundo, e o elemento é um bom absorvedor de nêutrons, propriedade que lhe garante lugar na engenharia nuclear. Ligas de cádmio com outros metais podem fundir em temperaturas surpreendentemente baixas.

Ocorrência na natureza

A abundância do cádmio na crosta terrestre é baixa, de cerca de um décimo de parte por milhão. Minerais próprios como a greenoquita existem, mas são raros e sem importância econômica. Na prática, o elemento está sempre acompanhando o zinco, cujos minérios sulfetados o contêm em pequena proporção por causa da semelhança química entre os dois metais.

Processo de obtenção

Praticamente todo o cádmio do mundo é subproduto da metalurgia do zinco: durante o processamento dos concentrados, o elemento se concentra em poeiras e em soluções intermediárias, das quais é recuperado e depois refinado. Essa dependência tem uma consequência importante: a oferta não responde à demanda, e sim ao volume de zinco produzido, o que faz do controle de resíduos de cádmio um problema ambiental permanente para o setor.

Aplicações

As baterias de níquel-cádmio, antes muito difundidas em ferramentas e equipamentos portáteis, foram progressivamente substituídas e hoje têm uso restrito por regulação ambiental. Pigmentos de sulfeto e seleneto de cádmio produzem amarelos, laranjas e vermelhos de grande intensidade e estabilidade, valorizados em pintura artística e em plásticos de engenharia. Filmes finos de telureto de cádmio constituem uma das tecnologias fotovoltaicas comerciais mais utilizadas em usinas solares. O elemento também aparece em barras de controle e proteção de reatores nucleares, em estabilizantes, em revestimentos anticorrosivos de uso aeronáutico e em pontos quânticos empregados em telas e em pesquisa.

Importância biológica

O cádmio não desempenha nenhuma função biológica conhecida em seres humanos e é tóxico mesmo em quantidades pequenas. O organismo tem grande dificuldade em eliminá-lo: o metal se acumula sobretudo nos rins e no fígado, com permanência estimada em décadas, e compete com o zinco em enzimas essenciais. Plantas absorvem cádmio do solo com relativa facilidade, o que faz de alimentos como arroz, folhosas e cacau vias possíveis de exposição em áreas contaminadas.

Riscos e precauções

O cádmio é classificado como cancerígeno para humanos e figura entre os metais de maior preocupação toxicológica. A exposição prolongada danifica os rins e enfraquece os ossos, quadro que ficou tragicamente documentado em uma região do Japão, no século XX, quando efluentes de mineração contaminaram águas de irrigação e provocaram uma doença marcada por dores intensas e fraturas. Fumo de tabaco é uma fonte relevante de exposição na população geral, e a inalação de fumos metálicos em soldagem ou fundição é um risco ocupacional grave. Normas internacionais restringem o uso do metal em produtos de consumo, e baterias e equipamentos que o contenham devem ir para coleta específica. Em qualquer contexto de exposição possível, consulte a ficha de informações de segurança e profissionais de saúde ocupacional habilitados.

História da descoberta

Friedrich Stromeyer descobriu o elemento em 1817 ao investigar por que certas amostras de carbonato de zinco adquiriam coloração amarela ao serem aquecidas, suspeita de adulteração que levou farmacêuticos alemães a pedir sua análise. O que ele encontrou foi um metal desconhecido, presente como impureza. Karl Samuel Leberecht Hermann chegou a conclusão semelhante de maneira independente e na mesma época, estudando materiais parecidos.

Origem do nome

Vem de cadmia, nome latino dado a minérios e resíduos de zinco, derivado do grego kadmeia, expressão associada na tradição antiga à figura mitológica de Cadmo, a quem se atribuía a introdução da metalurgia na Grécia.

Isótopos relevantes

¹¹⁴Cd (cerca de 29%), ¹¹²Cd, ¹¹¹Cd, ¹¹⁰Cd e ¹¹³Cd em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• Amarelos e vermelhos de cádmio integraram a paleta de pintores modernistas por sua intensidade e resistência ao desbotamento.
• A meia-vida biológica do cádmio no corpo humano é contada em décadas, o que torna a exposição crônica especialmente perigosa.
• Usinas solares de grande porte usam painéis de telureto de cádmio, tecnologia que exige protocolos rigorosos de reciclagem no fim da vida útil.