Cadmi(II) oxide

hợp chất hóa học

Cadmi(II) oxide là một hợp chất vô cơcông thức hóa học CdO. Nó là một trong những tiền chất chính của các hợp chất cadmi khác. Nó kết tinh trong mạng tinh thể lập phương như natri chloride, với các trung tâm cationanion bát diện.[11] Nó xuất hiện trong tự nhiên dưới dạng monteponit, một khoáng chất hiếm. Cadmi(II) oxide có thể được tìm thấy dưới dạng bột vô định hình không màu hoặc ở dạng tinh thể màu nâu hoặc đỏ.[12] Cadmi(II) oxide là chất bán dẫn loại n[13] có độ rộng dải là 2,18 eV (2,31 eV) ở nhiệt độ phòng (298 K).[14]

Cadmi(II) oxide
Oxid kademnatý.JPG
Mẫu cadmi(II) oxide
NaCl polyhedra.png
Cấu trúc của cadmi(II) oxide giống natri chloride
Danh pháp IUPACCadmium oxide
Tên khácCadmic oxide
Cadmi monoxide
Nhận dạng
Số CAS1306-19-0
PubChem14782
Số EINECS215-146-2
Số RTECSEV1925000
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
InChI
ChemSpider14099
Thuộc tính
Công thức phân tửCdO
Khối lượng mol128,4104 g/mol
Bề ngoàibột không màu (dạng alpha)
tinh thể đỏ nâu (dạng beta)[1]
Mùikhông mùi
Khối lượng riêng8,15 g/cm³ (tinh thể),
6,95 g/cm³ (vô định hình)[2]
Điểm nóng chảy 900–1.000 °C (1.170–1.270 K; 1.650–1.830 °F)
(vô định hình, phân hủy)[3]
Điểm sôi 1.559 °C (1.832 K; 2.838 °F) (thăng hoa)[3]
Độ hòa tan trong nước4,8 mg/L (18 ℃)[4]
Độ hòa tantan trong acid loãng
tan chậm trong muối amoni
không tan trong kiềm
Áp suất hơi0,13 kPa (1000 ℃)
2,62 kPa (1200 ℃)
61,4 kPa (1500 ℃)[5]
BandGap2,18 eV
ElectronMobility531 cm²/V·s
MagSus-3,0·10-5 cm³/mol
Độ dẫn nhiệt0,7 W/m·K
Chiết suất (nD)2,49
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thểLập phương, cF8
Nhóm không gianFm3m, No. 225
Hằng số mạnga = 4,6958 Å
Nhiệt hóa học
Entanpi
hình thành
ΔfHo298
-258 kJ/mol[5][6]
Entropy mol tiêu chuẩn So29855 J/mol·K[6]
Nhiệt dung43,64 J/mol·K[4]
Các nguy hiểm
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
4
0
 
Điểm bắt lửakhông bắt lửa
PEL[1910.1027] TWA 0,005 mg/m³ (tính theo Cd)[7]
LD5072 mg/kg (đường miệng, chuột)[8]
72 mg/kg (đường miệng, chuột)[9][9]
RELCa[7]
IDLHCa [9 mg/m³ (tính theo Cd)][7]
Ký hiệu GHSGHS06: ToxicGHS08: Health hazardThe environment pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)[10]
Báo hiệu GHSNguy hiểm
Chỉ dẫn nguy hiểm GHSH330, H341, H350, H361, H372, H410[10]
Chỉ dẫn phòng ngừa GHSP201, P260, P273, P281, P284, P310[10]
Các hợp chất liên quan
Anion khácCadmi(II) sulfide
Cadmi(II) selenide
Cadmi(II) teluride
Cation khácKẽm oxide
Thủy ngân(II) oxide
Hợp chất liên quanCadmi(I) oxide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☑Y kiểm chứng (cái gì ☑YKhôngN ?)

Sản xuất và cấu trúcSửa đổi

Vì các hợp chất cadmi thường được tìm thấy cùng với quặng kẽm, nên cadmi(II) oxide là sản phẩm phụ phổ biến của quá trình luyện kẽm.[15] Nó được tạo ra bằng cách đốt nóng cadmi trong không khí. Nhiệt phân các hợp chất cadmi khác, chẳng hạn như nitrat hoặc cacbonat, cũng tạo ra oxide này. Khi tinh khiết, nó có màu đỏ, nhưng CdO thường có nhiều màu khác nhau do xu hướng hình thành cấu trúc biến dạng bởi các chỗ trống anion.[16] Cadmi(II) oxide được điều chế thương mại bằng cách oxy hóa hơi cadmi trong không khí.[17]

Sử dụngSửa đổi

Cadmi(II) oxide được sử dụng trong bể mạ cadmi, điện cực cho pin lưu trữ, muối cadmi, chất xúc tác, men gốm, phosphor và nematocide.[12] Các ứng dụng chính của cadmi(II) oxide là một thành phần cho bể mạ điện, thiết bị quang điện tử và trong các chất màu.[18]

Dây dẫn trong suốtSửa đổi

CdO được sử dụng làm vật liệu dẫn điện trong suốt,[19] được chế tạo thành màng dẫn điện trong suốt từ năm 1907 bởi Karl Baedeker.[20] Cadmi(II) oxide ở dạng màng mỏng đã được sử dụng trong các ứng dụng như diode quang, bán dẫn quang, chất quang điện, điện cực trong suốt, tinh thể lỏng, máy dò hồng ngoại và lớp phủ chống phản xạ.[21] Các hạt CdO cỡ miChromiet chịu sự kích thích của dải băng tần khi tiếp xúc với ánh sáng UV-A và cũng có tính chọn lọc trong quá trình phân hủy phenol bằng ánh sáng.[22]

Mạ cadmiSửa đổi

Hầu hết quá trình mạ điện thương mại của cadmi được thực hiện bằng cách lắng đọng điện từ bể cyanide. Các bể chứa cyanide này bao gồm cadmi(II) oxide và natri cyanide trong nước, có thể tạo thành cadmi(II) cyanidenatri hydroxide. Một công thức điển hình là 32 g/L cadmi(II) oxide và 75 g/L natri cyanide. Nồng độ cadmi có thể thay đổi tới 50%. Chất tăng trắng thường được thêm vào bể và quá trình mạ được thực hiện ở nhiệt độ phòng với cực dương cadmi có độ tinh khiết cao.[23]

Khả năng phản ứngSửa đổi

CdO là một oxide base và do đó có thể phản ứng với acid để tạo ra các dung dịch Cd(H2O)62+. Khi xử lý bằng các dung dịch kiềm mạnh, Cd(OH)2−
4
được tạo ra. Một lớp cadmi(II) oxide mỏng hình thành trên bề mặt của cadmi trong không khí ẩm ở nhiệt độ phòng.[12] Cadmi cũng sẽ bị oxy hóa ở nhiệt độ phòng để tạo thành CdO.[23] Hơi cadmi và hơi nước sẽ tạo thành CdO và hydro trong một phản ứng thuận nghịch.

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. ISBN 0-07-049439-8.
  2. ^ “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards”. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2007.
  3. ^ a b “INCHEM: Chemical Safety Information from Intergovernmental Organizations”. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2007.
  4. ^ a b http://chemister.ru/Database/properties-en.php?dbid=1&id=500
  5. ^ a b Cadmium oxide trong Linstrom Peter J.; Mallard William G. (chủ biên); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov
  6. ^ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. tr. A21. ISBN 0-618-94690-X.
  7. ^ a b c “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0087”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
  8. ^ http://chem.sis.nlm.nih.gov/chemidplus/rn/1306-19-0
  9. ^ a b “Cadmium compounds (as Cd)”. Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  10. ^ a b c Bản dữ liệu Cadmi(II) oxide của Sigma-Aldrich, truy cập lúc {{{Datum}}} (PDF).
  11. ^ Wells, A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6
  12. ^ a b c Lewis, Richard J., Sr., Hawley's condensed chemical dictionary, 13th ed., 1997, tr. 189.
  13. ^ T. L. Chu; Shirley S. Chu (1990). “Degenerate cadmium oxide films for electronic devices”. Journal of Electronic Materials. 19 (9): 1003–1005. Bibcode:1990JEMat..19.1003C. doi:10.1007/BF02652928.
  14. ^ S. K. Vasheghani Farahani; và đồng nghiệp (2013). “Temperature dependence of the direct bandgap and transport properties of CdO”. Applied Physics Letters. 102 (2): 022102. Bibcode:2013ApPhL.102b2102V. doi:10.1063/1.4775691.
  15. ^ “Cadmium and compounds fact sheet”. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 12 năm 2006. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2007.
  16. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry.
  17. ^ Hampel, C. A.; Hawley, G. G. (1973). The encyclopedia of Chemistry (ấn bản 3). tr. 169.
  18. ^ Clifford A. Hampel and Gessner G. Hawley, The encyclopedia of Chemistry, 3rd Ed., 1973, tr. 169.
  19. ^ Varkey, A (1994). “Transparent conducting cadmium oxide thin films prepared by a solution growth technique”. Thin Solid Films. 239 (2): 211. Bibcode:1994TSF...239..211V. doi:10.1016/0040-6090(94)90853-2.
  20. ^ Dou, Y (1998). “N-type doping in CdO ceramics: a study by EELS and photoemission spectroscopy”. Surface Science. 398: 241. Bibcode:1998SurSc.398..241D. doi:10.1016/S0039-6028(98)80028-9.
  21. ^ Lokhande, B (2004). “Studies on cadmium oxide sprayed thin films deposited through non-aqueous medium”. Materials Chemistry and Physics. 84 (2–3): 238. doi:10.1016/S0254-0584(03)00231-1.
  22. ^ Karunakaran, C; Dhanalakshmi, R (2009). “Selectivity in photocatalysis by particulate semiconductors”. Central European Journal of Chemistry. 7 (1): 134. doi:10.2478/s11532-008-0083-7.
  23. ^ a b Clifford A. Hampel, Rare Metals Handbook, 1954, tr. 87–103.