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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Tous les éléments présentés

Cadmium

Le cadmium est un métal bleuté, mou et malléable. Il ternit au contact de l’air. Le cadmium est insoluble dans l’eau, les bases et l’eau pure mais soluble dans les acides. Il se dissout facilement dans l’acide nitrique, même dilué, par exemple mais reste peu soluble dans l’acide chlorhydrique et l’acide sulfurique. Lors de l’ébullition du cadmium, il se dégage des vapeurs jaunes qui sont toxiques. Le cadmium peut être dangereux pour la santé, par exemple être la cause de problèmes rénaux et de pression sanguine élevée.

Le cadmium est un élément très rare à la surface de la Terre. Il est présent dans presque tous les minerais de zinc sous une concentration aux alentours de 0,03 %. On peut le trouver également dans les minerais de plomb ou de cuivre. La production du cadmium métallique provient de la métallurgie du zinc. Pour une tonne de zinc produite, on peut récupérer environ 3 kg de cadmium.

Cristal et cube de cadmium
- Crédit photo : Wikipédia / Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de) — Travail personnel - FAL

Étymologie  : vient du grec « Kadmeia », ville de Grèce ou l’on extrayait un minerai que l’on appelait « cadmie » qui était utilisé pour désigner le carbonate de zinc. Il a aussi des ressemblances avec le mot « calamine », du minerai du même nom.

Origine  : Le cadmium est un élément produit par capture de neutrons dans les noyaux d’éléments du pic du fer. Les neutrons peuvent provenir de la réaction nucléaire qui transforme le néon en magnésium, ou celui qui transforme le carbone 13 en oxygène 16. Ces processus de capture de neutrons peuvent être rapides, comme par exemple lors de la fusion d’étoiles à neutrons, où les neutrons rapides sont capturés et grossissent les noyaux des éléments du pic du fer. La réaction nucléaire peut aussi être une capture lente de neutrons, par exemple dans les étoiles de masse intermédiaire en fin de vie (branche asymptotique des géantes).

Historique  : Le cadmium a été découvert par Friedrich Stromeyer (DE) en 1817. Par la suite, un professeur de chimie analytique de l’Université de Goettingen, Friedrich Tromeyer, sera le premier à en préparer à partir de carbonate de zinc.

Le cadmium dans la vie courante :
Ce métal lourd est utilisé dans la fabrication d’accumulateurs d’énergies comme les batteries ou les piles rechargeables au nickel-Cadmium (NiCd). Les batteries NiCd sont progressivement remplacées notamment par l’alternative Lithium-Ion (Li-Ion), en cause, le caractère cancérigène et toxique pour l’environnement aquatique du cadmium.

Batteries rechargeables nickel-cadmium -
Crédits photo : Wikipédia / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

Les composés du cadmium sont employés comme pigments de peinture car ils donnent une grande variété de couleurs intenses (jaunes, oranges, rouges). Des tableaux de Claude Monet (L’Effet d’automne à Argenteuil et les Nymphéas) sont particulièrement associés aux pigments éclatants de cadmium.

Jaune de cadmium
Crédits photo : Wikipédia / Marco Almbauer — Travail personnel – Domaine Public

Utilisation du cadmium à l’Institut UTINAM :
Le cadmium est principalement utilisé comme revêtement pour protéger un métal de la corrosion. Le cadmiage est une technique qui consiste à plaquer une couche de cadmium sur l’acier, par exemple. On l’utilise amplement dans l’industrie des transports : pour protéger les rivets et les trains d’atterrissage en aéronautique. Or, le cadmium est considéré comme un élément toxique et cancérigène.

Des travaux de recherche sont réalisés afin de trouver des substituts au cadmiage. Il est possible de remplacer les revêtements de cadmium par des revêtements de zinc ou des zincs alliés. Différentes thèses dans ce domaine ont été soutenues à l’Institut UTINAM : revêtements Zn avec particules, revêtements ZnNi, revêtements ZnFe. Industriellement les revêtements de Zn-Ni 12-15% sont employés car ils possèdent des comportements assez voisins des revêtements de cadmium.

Train d’atterrissage : revêtement en cadmium utilisé pour faire barrage à la corrosion -
Crédits photo : wikipédia / Underc.a330.arp.750pix.jpg - domaine public