Абстрактен телур
Телуръте химичен елемент с атомен номер 52 в периодичната система и атомна маса 127,60; обозначен със символаTe(лат.Tellurium), принадлежи към семейството на металоидите.
За първи път е открит през 1782 г. в златоносните руди на Трансилвания от минния инспектор Франц Йозеф Мюлер (по-късно барон фон Райхенщайн), на територията на Австро-Унгария. През 1798 г. Мартин Хайнрих Клапрот изолира телура и определя неговите най-важни свойства.
2. Произход на името
От латинскиtellus, родителенtelluris, Земя.
3. Да бъдеш сред природата
Съдържанието в земната кора е 1×10 −6% от масата. Известни са около 100 телурови минерала. Най-често срещаните телуриди са мед, олово, цинк, сребро и злато. В много сулфиди се наблюдава изоморфна добавка на телур, но изоморфизмът на Te-S е по-слабо изразен, отколкото в серията Se-S, и ограничена добавка на телур влиза в сулфидите. Сред минералите на телура от особено значение са алтаитът PbTe, силванитът AgAuTe4, калаверитът AuTe2, хеситът Ag2Te, кренеритът (Au, Ag)Te, петцитът Ag3AuTe2, мутманитът (Ag, Au)Te, монбрейтът Au2Te3, нагиагитът [Pb5Au(Te, Sb)]4S5, тетрадимитът Bi2Te2S. Има кислородни съединения на телура, например TeO2 - телурова охра.
Самороден телур също се среща заедно със селен и сяра (японската телурова сяра съдържа 0,17% Te и 0,06% Se).
3.1. Видове депозити
Повечето от споменатите минерали са разработени в нискотемпературни златно-сребърни находища, където обикновено се изолират след основната маса сулфиди заедно със самородно злато, сребърни сулфосоли, оловни и бисмутови минерали. Въпреки развитието на голям брой телурови минерали, по-голямата част от телур, извлечен от промишлеността, е включен в състава на сулфидите.други метали. По-специално, телурът, в малко по-малка степен от селена, е включен в състава на халкопирит от медно-никелови находища с магматичен произход, както и халкопирит, разработен в хидротермални находища на меден пирит. Телурът се намира и в пиритни, халкопиритни, молибденитни и галенитни находища на порфирови медни руди, полиметални находища от алтайски тип, галенит на оловно-цинкови находища, свързани със скарни, сулфидно-кобалтови, антимон-живачни и някои други. Съдържанието на телур в молибденита варира от 8-53 g/t, в халкопирита 9-31 g/t, в пирита до 70 g/t.
4. Разписка
Основният източник са утайки от електролитно рафиниране на мед и олово. Утайката се изпича, телурът остава в сгурията, която се промива със солна киселина. Телурът се изолира от получения разтвор на солна киселина чрез преминаване на серен диоксид SO2 през него.
Добавя се сярна киселина за отделяне на селен и телур. В този случай телурният диоксид TeO2 се утаява, докато H2SeO3 остава в разтвор.
Телурът се редуцира от TeO2 оксид с въглища.
За пречистване на телур от сяра и селен се използва способността му под действието на редуциращ агент (Al) в алкална среда да премине в разтворим динатриев дителлурид Na2Te2:
За да се утаи телур, през разтвора преминава въздух или кислород:
За да се получи телур с висока чистота, той се хлорира.
Полученият тетрахлорид се пречиства чрез дестилация или ректификация. След това тетрахлоридът се хидролизира с вода:
и полученият TeO2 се редуцира с водород:
Телурът е рядък елемент и значителното търсене за малък обем производство определя високата му цена (около 200-300 долара за кг, в зависимост от чистотата), но въпреки това гаматаСферите му на приложение непрекъснато се разширяват.
5. Физични и химични свойства
Телурът е крехко, сребристо-бяло вещество с метален блясък. Червено-кафяво на тънки слоеве, златистожълто на двойки.
Телурът е по-малко активен химически от сярата. Разтворим е в основи, податлив на действие на азотна и сярна киселина, но слабо разтворим в разредена солна киселина. Металният телур започва да реагира с вода при 100 °C и под формата на прах се окислява във въздуха дори при стайна температура, образувайки TeO2 оксид.
При нагряване на въздух телурът изгаря, образувайки TeO2. Това силно съединение е по-малко летливо от самия телур. Следователно, за да се пречисти телурът от оксиди, те се редуцират чрез пускане на водород при 500–600°C.
В разтопено състояние телурът е доста инертен, поради което графитът и кварцът се използват като контейнерни материали за неговото топене.
Известни са 38 нуклида и 18 ядрени изомера на телура с атомни номера от 105 до 142 [5] . Телурът е най-лекият елемент, чиито изотопи претърпяват алфа разпад (изотопи от 106 Te до 110 Te). Атомната маса на телура (127,60 g/mol) надвишава атомната маса на следващия елемент, йод (126,90 g/mol).
В природата се срещат осем изотопа на телур. Пет от тях, 120 Te, 122 Te, 124 Te, 125 Te и 126 Te, са стабилни [5] . Другите три - 123 Te, 128 Te и 130 Te - са радиоактивни. Стабилните изотопи съставляват само 33,3% от общото количество телур, намиращо се в природата, което е възможно поради изключително дългия полуживот на естествените радиоактивни изотопи. Те варират от 6×10 14 до 2,2×10 24 години. Изотопът 128 Te има най-дългия потвърден период на полуразпад от всички радионуклиди - 2,2 × 10 24 години или 2,2 септилиона(квадрилиона - в дълга скала) години, което е около 160 трилиона пъти очакваната възраст на Вселената.
7. Приложение
Телурът се използва при производството на оловни сплави с повишена пластичност и якост (използвани например при производството на кабели). С въвеждането на 0,05% телур загубата на олово за разтваряне под въздействието на сярна киселина се намалява 10 пъти и това се използва при производството на оловни батерии. Важно е също така, че легираното с телур олово не отслабва по време на пластична деформация и това прави възможно да се извърши технологията за производство на токоприемници на акумулаторни плочи чрез студено щанцоване и значително да се увеличи експлоатационният живот и специфичните характеристики на батерията.
7.2. Термоелектрически материали
Неговата роля е голяма и в производството на полупроводникови материали и по-специално телуриди на олово, бисмут, антимон, цезий. През следващите години производството на лантаноидни телуриди, техните сплави и сплави с метални селениди за производството на термоелектрически генератори с много висока ефективност (до 72–78%) ще стане много важно, което ще направи възможно използването им в енергетиката и автомобилната промишленост.
Например, наскоро е открит високо термо-EMF в манган телурид (500 μV/K) и в неговата комбинация с бисмут, антимон и лантанид селениди, което дава възможност не само да се постигне много висока ефективност в термогеродатори, но и за извършване на охлаждане в един етап на полупроводник) до долната част на региона на Cryogenic. Най-добрият материал на основата на телур за производството на полупроводникови хладилници през последните години беше сплав от телур, бисмут и цезий, което направи възможно получаването на рекордохлаждане до -237 °C. В същото време като термоелектричен материал е обещаваща телур-селенова сплав (70% селен), която има коефициент на термо-ЕМП от около 1200 μV/K.
7.3. Полупроводници с тясна междина
Сплавите CMT (кадмий-живак-телур), които имат фантастични характеристики за откриване на радиация от изстрелване на ракети и наблюдение на противника от космоса през атмосферни прозорци, също получиха абсолютно изключително значение (облачността няма значение). MCT е един от най-скъпите материали в съвременната електронна индустрия.
7.4. Високотемпературна свръхпроводимост
Редица системи, съдържащи телур, наскоро откриха съществуването в тях на три (възможно четири) фази, в които свръхпроводимостта не изчезва при температура малко над точката на кипене на течния азот.
7.5. Производство на каучук
Отделна област на приложение на телура е използването му в процеса на вулканизация на каучук.
7.6. Производство на халкогенидни стъкла
Топенето на специални видове стъкло (където се използва под формата на диоксид), в допълнение, някои стъкла на основата на телур са полупроводници (предимството на такива стъкла е прозрачност, плавимост и електрическа проводимост), което от своя страна е намерило приложение при проектирането на специално химическо оборудване (реактори).
7.7. Източници на светлина
Телурът намира ограничено приложение за производството на лампи със своите двойки - те имат спектър, много близък до слънчевия.
Телуровата сплав се използва в презаписваеми компактдискове (по-специално от марката "Verbatim" на Mitsubishi Chemical Corporation) за създаване на деформируем отразяващ слой.
8. Биологична роля
Винаги има следи от телуроткрит в живите организми, неговата биологична роля не е изяснена.
9. Физиологично действие
Телурът и неговите летливи съединения са токсични. Поглъщането причинява гадене, бронхит, пневмония. ПДК във въздуха варира за различни съединения 0,007-0,01 mg/m³, във вода 0,001-0,01 mg/l.
При отравяне телурът се отделя от тялото под формата на отвратително миришещи органотелурови съединения - алкилтелуриди.