Телурът е
Телур / Телур (Te), 52
[Kr] 4d 10 5s 2 5p 4
2,1 [1] (скала на Полинг)
Телур- химичен елемент от 16-та група (според остарялата класификация - основната подгрупа на VI група, халкогени), от 5-ти период в периодичната система, има атомен номер 52; обозначен със символаTe(лат.Tellurium), принадлежи към семейството на металоидите.
Съдържание
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.
произход на името
От латинскиtellus, родителенtelluris, Земя.
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 телуровите минерали, алтаит (PbTe), силванит (AgAuTe4), калаверит (AuTe2), хесит (Ag2Te), кренерит [(Au, Ag)Te], петцит (Ag3AuTe2), мутманит [(Ag, Au)Te], монбрейт (Au2Te3), нагиагит ([Pb5Au(Te, Sb)]4S5), te тра димит (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).
Видове депозити
Повечето от споменатите минерали са разработени в нискотемпературни златно-сребърни находища, където обикновено се изолират след основната маса сулфиди заедно с самороднизлатни, 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 на 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.
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, Zn) 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 на малко количество продукция определя високата му цена (около $200-300 на кг, в зависимост от чистотата), но въпреки това обхватът на неговите приложения непрекъснато се разширява.
Физикохимични характеристики
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 известни 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. Шест от тях, 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te и 126 Te, са стабилни [5] [6] . Останалите два, 128 Te и 130 Te, са радиоактивни, като и двата претърпяват двойно бета разпадане, превръщайки се съответно в ксенонови изотопи 128 Xe и 130 Xe. Стабилните изотопи съставляват само 33,3% от общото количество телур,естествено срещащи се, което е възможно благодарение на изключително дългия полуживот на естествено срещащите се радиоактивни изотопи. Те варират от 7,9·10 20 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 [7] години, което е около 160 трилиона пъти очакваната възраст на Вселената.
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.
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.
Така например наскоро беше открит много висок термо-ЕМП в манганов телурид (500 μV / K) и в комбинацията му с бисмут, антимон и лантаноидни селениди, което прави възможно не само постигането на много висока ефективност в термогенераторите, но и охлаждането в един етап на полупроводниковия хладилникдо зоната на криогенни (температурно ниво на течен азот) температури и дори по-ниски. Най-добрият материал на основата на телур за производството на полупроводникови хладилници през последните години е сплав от телур, бисмут и цезий, което направи възможно постигането на рекордно охлаждане 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.
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.
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.
Производство на каучук
Отделна област на приложение на телура е използването му в процеса на вулканизация на каучук.
Производство на халкогенидни стъкла
Телурът се използва при топенето на специални видове стъкло (където се използва под формата на диоксид), специални стъкла, легирани с редкоземни метали, се използват като активни тела в оптични квантови генератори.
В допълнение, някои стъкла на основата на телур са полупроводници, свойство, което намира приложение в електрониката.
Впроектиране на специално химическо оборудване (реактори).
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.
Биологична роля
Телурът винаги се съдържа в следи от живите организми и неговата биологична роля не е изяснена.
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. Канцерогенността на телура не е потвърдена. [8]
Като цяло съединенията на телура са по-малко токсични от съединенията на селена.
В случай на отравяне телурът се отделя от тялото под формата на отвратително миришещи летливи органотелурови съединения - алкилтелуриди, главно диметил телурид (CH3) 2Te. Тяхната миризма наподобява миризмата на чесън, следователно, когато дори малки количества телур попаднат в тялото, въздухът, издишан от човек, придобива тази миризма, което е важен симптом на отравяне с телур. [9] [10] [11]