Cadmiumoxid

Kristallstruktur
(c) Goran tek-en, CC BY-SA 4.0
_ Cd2+ 0 _ O2−
Allgemeines
Name	Cadmiumoxid
Andere Namen	Cadmium(II)-oxid Cadmiummonoxid
Verhältnisformel	CdO
Kurzbeschreibung	rotbrauner, geruchloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1306-19-0 EG-Nummer 215-146-2 ECHA-InfoCard 100.013.770 PubChem 14782 ChemSpider 14099 Wikidata Q196661
Eigenschaften
Molare Masse	128,41 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	6,95 g·cm−3 (amorph)[1] 8,15 g·cm−3 (kristallin)[1]
Schmelzpunkt	700 °C (Sublimation kristallin)[2] >1230 °C (amorph)[2]
Siedepunkt	1559 °C (Sublimation amorph)[2]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser (49 mg·l−1 bei 20 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 330​‐​341​‐​350​‐​361fd​‐​372​‐​410 P: 201​‐​273​‐​304+340​‐​308+310 [1]
Zulassungs­verfahren unter REACH	besonders besorgnis­erregend: krebs­erzeugend (CMR), ernst­hafte Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit gelten als wahrscheinlich[4]
MAK	aufgehoben, da cancerogen[1] Schweiz: 0,002 mg·m−3 (gemessen als alveolengängiger Staub)[5]
Toxikologische Daten	72 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Cadmiumoxid ist eine chemische Verbindung des Cadmiums und zählt zu den Oxiden. Es kommt in zwei unterschiedlichen Formen als amorphes Pulver oder kristalline Verbindung vor, die sich in ihren Eigenschaften deutlich unterscheiden.

Vorkommen

Cadmiumoxid kommt in der Natur in Form des seltenen Minerals Monteponit vor.^[6]

Gewinnung und Darstellung

Cadmiumoxid lässt sich durch die Oxidation von Cadmiumdampf mit Sauerstoff oder von Cadmiumschmelzen mit anderen Oxidationsmitteln gewinnen.^[7]

${\displaystyle \mathrm {2\ Cd+O_{2}\longrightarrow 2\ CdO} }$

Alternativen sind die thermische Zersetzung von Cadmiumcarbonat oder Cadmiumnitrat. Auch beim Rösten von Cadmiumsulfid entsteht Cadmiumoxid.^[8]

Eigenschaften

Cadmiumoxid

Amorphes Cadmiumoxid ist ein gelbes, je nach Partikelgröße auch braunes bis schwarzes Pulver mit einer Dichte von 6,95 g·cm⁻³. Es ist leicht reduzierbar und in Wasser und Basen unlöslich. Löslich ist es in verdünnten Säuren, Ammoniak, Ammoniumsalz-Lösungen sowie Natriumcyanidlösung. Beim starken Erhitzen in einer Sauerstoffatmosphäre wandelt es sich in das kristalline Cadmiumoxid um. Dieses ist dunkelrot, beim Erhitzen ändert sich die Farbe jedoch zu Schwarz.^[7]

Cadmiumoxid kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe Fm3m (Raumgruppen-Nr. 225)Vorlage:Raumgruppe/225 mit dem Gitterparameter a = 4,695 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[6] Die Struktur entspricht damit der Natriumchloridstruktur. Es handelt sich bei Cadmiumoxid wie bei Zinkoxid um ein nichtstöchiometrisches Oxid, bei dem ein geringer Unterschuss an Oxidionen im Vergleich zu den Cadmiumionen herrscht. Dies wird – im Gegensatz zu Zinkoxid, bei dem zusätzliche Zinkionen in tetraedrischen Zwischengitterplätzen vorhanden sind – durch Fehlstellen im Oxidgitter verursacht. Durch unterschiedliche Anzahl an Fehlstellen je nach Temperatur wird auch die typische Farbänderung verursacht.^[9]

Cadmiumoxid ist ein II-VI-Verbindungshalbleiter mit einem für ein Salz geringen spezifischen Widerstand von 5,5·10⁻³ Ω · cm bei 0 °C^[7] und einer Bandlücke von 2,16 eV.^[10]

Verwendung

Cadmiumoxid wird als Glaszusatz für Anlaufgläser, spezielle Farbgläser, die ihre Färbung erst nach einer Temperung (Wärmebehandlung) annehmen, und als Hydrierungs- und Dehydrierungskatalysator in der organischen Synthesechemie verwendet. Legiert mit Silber, schützt es die Oberfläche von hochbelasteten elektrischen Relaiskontakten.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h} Eintrag zu Cadmiumoxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2020. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b c} Günter Hommel: Handbuch der gefährlichen Güter. Vol. 3 Merkblätter 803-1205, 3. Auflage, Springer, 1999, ISBN 978-3-5406-6592-2, Blatt 826 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
3. ↑ Eintrag zu Cadmium oxide im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
4. ↑ Eintrag in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 17. Juli 2014.
5. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 1306-19-0 bzw. Cadmiumoxid), abgerufen am 2. November 2015.
6. ↑ ^{a b} Monteponit in: Anthony et al.: Handbook of Mineralogy, 1990, 1, 101 (pdf).
7. ↑ ^{a b c} Karl-Heinz Schulte-Schrepping, Magnus Piscator: Cadmium and Cadmium compounds. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2002, doi:10.1002/14356007.a04_499.
8. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1492.
9. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1764.
10. ↑ P. H. Jefferson, S. A. Hatfield, T. D. Veal, P. D. C. King, C. F. McConville, J. Zúñiga–Pérez, V. Muñoz–Sanjosé: Bandgap and effective mass of epitaxial cadmium oxide. In: Appl. Phys. Lett. 92, S. 022101, doi:10.1063/1.2833269.