Hidróxido de cadmio: qué es, estructura, propiedades, usos y riesgos
¿Qué es el hidróxido de cadmio?
El hidróxido de cadmio (Cd(OH)2) es una sustancia de origen inorgánico, caracterizada por encontrarse en estado de agregación sólido, en forma de cristales de color blanco. Se trata de una sustancia de naturaleza iónica, con una estructura cristalina de tipo hexagonal, constituyendo un hidróxido cuyo comportamiento es anfótero.
En este sentido, el hidróxido de cadmio se puede producir de diferentes maneras como, por ejemplo, a través del tratamiento de la sal conocida como nitrato de cadmio con la base fuerte hidróxido de sodio.
Este hidróxido es empleado en numerosas aplicaciones, entre las cuales figura el proceso conocido como recubrimiento o chapado de cadmio, aunque también es ampliamente utilizado en la preparación de otras sales de este metal de transición.
Por otro lado, la exposición a este compuesto puede acarrear riesgos para la salud, debido a que se absorbe mediante el contacto con la piel y a través de las vías respiratorias. Cabe destacar que es considerado como una sustancia carcinógena.
Estructura del hidróxido de cadmio
El hidróxido de cadmio está constituido únicamente por dos iones: cadmio (Cd2+) e hidroxilo (OH–), formando así un compuesto iónico de fórmula molecular Cd(OH)2.
La estructura de este compuesto es bastante similar a la del hidróxido de magnesio (Mg(OH)2), puesto que sus cristales poseen un ordenamiento molecular que obedece a la simetría de tipo hexagonal, según las celdas unitarias que los conforman.
Del mismo modo, se puede producir esta sustancia mediante el tratamiento del nitrato del metal cadmio (Cd(NO3)2) con una cantidad determinada de hidróxido de sodio (NaOH), según la siguiente ecuación:
Cd(NO3)2 + 2NaOH → Cd(OH)2 + 2NaNO3
A pesar de que exhibe similitudes con el hidróxido de cinc, se considera que el Cd(OH)2 posee características de mayor basicidad.
Además, como el cadmio pertenece al bloque d de la tabla periódica, solía ser considerado como metal de transición, así que este y otros hidróxidos de metales similares, como el cinc, son considerados como hidróxidos de metales de transición.
En esta clase de especies químicas, el oxoanión de mayor tamaño es el hidróxido, y el elemento de mayor masa molar o peso molecular que no se halla en el oxoanión resulta ser uno de los metales de transición.
Propiedades del hidróxido de cadmio
Entre las propiedades más destacadas del hidróxido de cadmio se encuentran:
-Es una especie iónica perteneciente a los compuestos inorgánicos, cuya estructura es cristalina y posee un ordenamiento hexagonal.
-Su fórmula molecular se describe como Cd(OH)2 y su peso molecular o masa molar es de aproximadamente 146,43 g/mol.
-Posee un comportamiento anfótero, es decir, puede actuar como ácido o base dependiendo de la reacción química y el medio en que se lleve a cabo esta.
-Su densidad es de aproximadamente 4,79 g/cm3 y se considera soluble en sustancias ácidas de baja concentración (diluidas).
-Es capaz de formar un compuesto de coordinación de carácter aniónico cuando es tratado con una solución concentrada de hidróxido de sodio.
-También puede formar compuestos de coordinación con iones de amonio, tiocianato o cianuro al añadirse a soluciones que contengan estas especies iónicas.
-Suele experimentar deshidratación (pérdida de moléculas de agua) cuando es sometido a calentamiento, formando óxido de cadmio (CdO).
-Al ser calentado también puede sufrir descomposición térmica, pero esta ocurre solo entre los 130 y 300 °C.
-Posee numerosas aplicaciones, entre ellas destaca su utilización como componente fundamental en baterías de almacenamiento.
-Exhibe una solubilidad apreciable cuando se encuentra en soluciones alcalinas.
Usos del hidróxido de cadmio
El hidróxido de cadmio es empleado en un gran número de aplicaciones, como las que se mencionan a continuación.
En la fabricación de los dispositivos conocidos como baterías de almacenamiento, este compuesto químico es empleado como componente anódico indispensable en el proceso.
De manera similar, este hidróxido es una especie fundamental cuando se lleva a cabo la técnica de recubrimiento de cadmio en determinados materiales.
También en la preparación de ciertas sales de cadmio, aunque el procedimiento no es tan sencillo como sucede con la producción del hidróxido.
Por otro lado, cuando se descargan los dispositivos conocidos como acumuladores de plata-cadmio (Ag-Cd) y de níquel-cadmio (Ni-Cd) se genera este compuesto, según la reacción que se muestra a continuación:
Cd + 2NiO(OH) + 2H2O → Cd(OH)2 + Ni(OH)2
Luego, cuando ocurre la recarga, este hidróxido se transforma en la forma metálica del cadmio mediante un producto intermedio que se encuentra disuelto, y de esta manera se pueden generar otros productos.
En aplicaciones más recientes, se ha empleado en la producción de cables de dimensiones nanométricas, con una estructura unidimensional para examinarse como electrodo alternativo de película fina en supercondensadores.
Riesgos del hidróxido de cadmio
La exposición directa al hidróxido de cadmio posee ciertos riesgos asociados, ya sea por vía oral, inhalación o contacto dérmico; puede tener efectos como, por ejemplo, la generación de vómito y diarrea.
En cuanto a los efectos de la inhalación crónica de los vapores producidos por este, se encuentran determinadas enfermedades pulmonares, como enfisema y bronquitis, e incluso se pueden presentar edemas pulmonares o neumonitis de causas químicas.
Otra consecuencia de la exposición prolongada a esta sustancia es la acumulación de cadmio en ciertos órganos, como los riñones o el hígado, ocasionando lesiones y daño permanente, debido a que este compuesto provoca que se excrete una mayor cantidad de proteínas moleculares que son de carácter vital en el organismo.
Del mismo modo, puede suceder la pérdida o disminución de la densidad ósea o el envenenamiento por cadmio.
Además de estos efectos, esta molécula se combina con el receptor de estrógeno y produce su activación, lo cual puede causar la estimulación del desarrollo en algunas clases de células cancerígenas.
Igualmente, esta especie química ocasiona otras repercusiones estrogénicas, tales como la incapacitación de la función reproductiva en los seres humanos y, como su estructura posee gran afinidad con la del cinc, el cadmio puede interferir en algunos de sus procesos biológicos.
Referencias
- Wikipedia. (s.f.). Cadmium hydroxide. Recuperado de en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemistry, Ninth edition. Mexico: McGraw-Hill
- Ravera, M. (2013). Cadmium in the Environment. Recuperado de books.google.co.ve
- Garche, J., Dyer, C. K. y Moseley, P. T. (2013). Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. Obtenido de books.google.co.ve
- Collins, D. H. (2013). Batteries 2: Research and Development in Non-Mechanical Electrical Power Sources. Recuperado de books.google.co.ve