Tellurium: Het element
Tellurium is een scheikundig element met symbool Te en atoomnummer 52. Een broos, zwak giftig, zeldzame, zilver-wit metalloide. In de natuur aanwezig in kleine hoeveelheden als elementaire kristallen. Tellurium werd ontdekt in 1782 door Müller von Reichenstein. Klaproth noemde het nieuwe element in 1798 naar het Latijnse woord voor "aarde", Tellus. Tellurium wordt gewonnen als bijproduct van de koper- en loodwinning. Amorf tellurium wordt verkregen door neerslaan uit een oplossing van Telluurzuur (Te(OH 6)). Tellurium is een halfgeleider waarvan de elektrische geleidbaarheid afhankelijk is van de kristalorientatie. De geleidbaarheid stijgt bij blootstelling aan licht. In gesmolten toestand tast tellurium koper, ijzer en roestvaststaal aan.
Bron: Kushboy, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Tellurium in het periodiek systeem
Natuurlijk voorkomende tellurium bestaat uit acht isotopen. Vijf van die isotopen, 122Te, 123Te, 124Te, 125Te en 126Te, zijn stabiel. De andere drie, 120Te, 128Te en 130Te, zijn radioactief. Stabiele isotopen maken 33,2% uit van de natuurlijk voorkomende tellurium. Halfwaardetijd 2,2 × 10↑24 jaar voor 128Te maakt dat deze isotoop de langste halfwaardetijd van alle radionucliden heeft. Tellurium is een van de lichtste elementen dat de bekende alfa verval ondergaat, de isotopen 106Te tot 110Te kunnen deze wijze van verval ondergaan.Algemene eigenschappen
| Naam | Sym bool | Kleur | Atoom nummer | Atoom massa | Catagorie | Groep- blok | Periode | Electron configu ratie |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tellurium | Te | Zilverwitte glans | 52 | 127,60 | Metalloide | Groep 16 P-blok | periode 5 | [Kr] 4d10 5s2 5p4 per schil: 2, 8, 18, 18, 6 |
Fysische eigenschappen
| Fase | Smeltpunt | Kookpunt | Dichtheid g/cm3 rond smeltpunt | Smelt warmte KJ/mol | Verdampings warmte KJ/mol |
|---|---|---|---|---|---|
| Vast | 722,66 K 449,51 °C 841,12 °F | 1261 K 988 °C 1810 °F | Vast 6,24 vloeibaar 5.70 | 17,94 | 114,1 |
Eigenschappen van het atoom
| Oxidatie toestanden | Electro negativiteit Pauling scale | Ionizatie energie kJ/mol | Atomic radius pm | Kristal structuur | Uitzettings coefficient µm/m.K bij kamertemp. | Warmte geleidings vermogen W/m.K | Magnetisme |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6, 5, 4, 2, −2 zwakke zure oxide | 2,1 | 1st: 869.3 2nd: 1790 3rd: 2698 | Empirisch:140 Covalent radius 138+/-4 | Hexagonaal | 18 | 1.97–3.38 | Diamagnetisch |
Mechanische eigenschappen
| Elasticiteitsmodules GPa | Afschuifmodules GPa | Bulkmodules GPa | Mohs hardheid | Brinell hardheid MPa |
|---|---|---|---|---|
| 43 | 16 | 65 | 2,25 | 180-270 |
De stabielste isotopen
| Isotoop | NA (%) | Halveringstijd | Verval via | Vervalenergie (MeV) | Vervalproduct |
|---|---|---|---|---|---|
| 120Te | 0,09 | 2,2x 10↑16 | y, 2β+ | 1,701 | 120Sn |
| 122Te | 2,60 | Stabiel met 70 neutronen | --- | --- | --- |
| 123Te | 0,89 | 9,2x10↑16 | y, ε | 0,051 | 123Sb |
| 124Te | 4,80 | Stabiel met 72 neutronen | --- | --- | --- |
| 125Te | 7,10 | Stabiel met 73 neutronen | --- | --- | --- |
| 126Te | 18,84 | Stabiel met 74 neutronen | --- | --- | --- |
| 128Te | 31,74 | 2,2x10↑24 | y, 2β− | 0,867 | 128Xe |
| 129mTe | synthetisch | 33,6 gagen | β− | 1,60 | 129 J |
| 130Te | 34,08 | 7,9x10↑20 | y, 2β− | 2,528 | 130Xe |
Het voorkomen
Tellurium is een van de zeldzaamste stabiele elementen in de aardkorst. Het wordt soms gevonden in elementaire vorm, maar veel vaker als de telluriden van goud, zoals Calaveriet en krennerite, petzite, Ag3AuTe2 en sylvanite, AgAuTe4.Productie
De voornaamste bron van tellurium is anode slib, geproduceerd tijdens de elektrolytische raffinage van koper. Behandeling van 1000 ton kopererts levert een kilogram tellurium op. Tellurium wordt voornamelijk geproduceerd in de Verenigde Staten, Peru, Japan en Canada.De anode slib bevat seleniden en telluriden van edele metalen: M2Se of M2Te waarin: M = Cu, Ag of Au.
Bij temperaturen van 500 ° C wordt de anode slib geroosterd met natriumcarbonaat onder lucht. De metaalionen worden gereduceerd tot het metaal, terwijl het telluride wordt omgezet in natriumtelluriet:
- M2Te + O2 + Na2CO3 → Na2TeO3 + 2 M + CO2
Tellurium kan worden uitgeloogd uit het mengsel met water en is normaal aanwezig als hydrotelluride HTeO3- in oplossing. Selenides worden eveneens gevormd tijdens dit proces, maar worden gescheiden met zwavelzuur. De hydrotelluride wordt omgezet in onoplosbare telluriumdioxide terwijl Selenides in oplossing blijven:
- HTeO-3 + OH- + H2SO4 → TeO2 + SO2-4 + 2 H2O
De reductie tot het metaal gebeurt door elektrolyse of door de telluriumdioxide- zwaveldioxide reactie in zwavelzuur.
- TeO2 + 2 SO2 + 2H2O → Te + SO2-4 + 4 H +
Commerciele tellurium wordt meestal verkocht als poeder, maar is ook leverbaar als platen, staven, stokken, of blokjes. Men verwacht een tekort aan tellurium in 2025.
Verbindingen
Telluur behoort tot dezelfde chemische groep als zuurstof, zwavel, selenium en polonium (De chalcogeen familie). Het vertoont de oxidatie toestanden -2, 2, 4 en 6, de 4 toestand komt het meest voor.Tellurides
Door reductie van Telurium metaal ontstaan de telluriden en polytelluriden. De -2 oxidatietoestand bestaat in binaire verbindingen zoals zinktelluride (ZnTe), gevormd door verhitting van tellurium met zink. Ontleding van ZnTe met zoutzuur levert Waterstoftelluride (H2Te), een instabiele vorm van de andere chalcogeen hydriden, H2O, H2S en H2Se:
- ZnTe + 2 HCl → ZnCl2 + H2TeH2
Halides
Oxidatietoestand 2 veroorzaakt de dihalogeniden, TeCl2, TeBr2 en TeI2.
- Te + X2 + 2 X- → TeX2-4; Waarin X is Cl, Br of I.
Fluor vormt halogeniden met tellurium: Te2F4 en TeF6. In de +6 oxidatietoestand de -OTeF5 groep die optreedt in een aantal verbindingen zoals HOTeF5, B (OTeF5) 3, Xe (OteF5) 2, Te (OTeF5) 4 andTe (OTeF5) 6.
Toepassingen van tellurium
- De grootste verbruiker van tellurium is de metallurgie, waar het wordt gebruikt in ijzer, koper en lood legeringen. Wanneer toegevoegd aan roestvrij staal en koper maakt het deze metalen beter machinaal bewerkbaar. In lood verbetert het de sterkte en duurzaamheid en verlaagt de corrosieve werking van zwavelzuur.
- Tellurium wordt gebruikt in cadmium (CdTe) zonnepanelen. commerciële productie van CdTe zonnepanelen.
- Gelegeerd met cadmium en kwik om cadmiumkwiktelluride te vormen, een infrarood gevoelig halfgeleidermateriaal.
- Tellurium als tellurium suboxide wordt gebruikt in verschillende soorten herschrijfbare optische schijven, zoals herschrijfbare compact discs (CD-RW), RW Digital Video-schijven (DVD-RW) en herschrijfbare Blu-ray Discs.
- Gebruikt om keramiek.te kleuren.
- De sterke toename van de optische breking na toevoeging van seleniden en telluriden in glas wordt gebruikt bij de vervaardiging van glasvezels voor telecommunicatie. Deze infraroodglas worden veel gebruikt.
- Mengsels van selenium en tellurium worden gebruikt met bariumperoxide als oxidator in de vertraging poeder van elektrische ontstekers.
- Rubber kan gevulcaniseerd met tellurium in plaats van zwavel of seleen, waardoor een betere hittebestendigheid wordt bereikt.
- Telluriet wordt gebruikt om de Corynebacterium diphtheriae, de verwekker van difterie, te identificeren.
