Властивості телуру

ТЕЛУР [Tellurium; від лат. tellus (tellus) – Земля], Ті – хім. елемент VI групи періодичної системи елементів; ат. н. 52, ат. м. 127,60. Блискуче сріблясто-сіре крихка речовина з металевим блиском. У з’єднаннях виявляє ступеня окислення -2, +4 і +6. Природний В складається з восьми стабільних ізотопів з масовими числами 120,122-126, 128 і 130. Відомі 16 радіоактивних ізотопів з періодом напів-розпаду від 2 до 154 днів. Найбільш поширені важкі ізотопи з масовими числами 128 і 130. Т. відкрив (+1782) угор. дослідник Ф. Мюллер фон Рейхенштейн. Телур відноситься до розсіяним рідкісних елементів, його вміст в земній корі 10-7%. Міститься в багатьох мінералах з золотом, сріблом, платиною, міддю, залізом, свинцем, вісмутом, в сульфідних мінералах. Кристалічна решітка Т. гексагональна з періодами а – 4,4570 А і с = 5,9290 А. Щільність (т-pa 20р С) 6,22 г / см3; / пл 449,5 ° С; tкип 990 ± 2 ° С.
Відома «аморфна» модифікація Т. (порошок темно-коричневого кольору), необоротно переходить у кристалічну при нагріванні. Температурний коеф. лінійного розширення полікристалічного Т. (16-17) 10-6 град-1, у коеф. теплопровідності (т-ра 20 ° С) 0,014 кал / см X X сек х град; питома теплоємність (т-ра 25 ° С) 0,048 кал / г х град. Т.- напівпровідник з шириною забороненої зони 0,34 ев. Електропровід-ність Т. залежить від чистоти і ступеня досконалості кристала. У найбільш чистих зразках вона дорівнює ~ 0,02 ом-1 х см-1. Рухливість електронів +1700, рухливість дірок +1200 см2 / в х сек. При плавленні Т. переходить в металевий стан. Т. диамагнитен, питома магнітна сприйнятливість – 0,3 • 10-6 см3 / г (при кімнатній т-рі). Твердість за шкалою Мооса 2,0-2,5; СР мікротвердість 58 кгс / мм2, модуль норм, пружності 4200 кгс / мм2, коеф. стисливості (т-ра 30 ° С) 1,5-10 6 см2 / кгс. Монокристали Т. з орієнтацією по (0001) крихко руйнуються при напрузі 14 кгс / мм2.
За хім. св-вам Т. нагадує сірку я. селен, але менш активний. При кімнатній т розчині не окислюється на повітрі, при нагріванні згоряє з утворенням двоокису Те02 – білого кристалічного речовини, мало розчинної у воді. Відомі також окисли Тео і Те03, менш стійкі, ніж Те02. При звичайних умовах Т. дуже повільно взаємодіє з водою з виділенням водню і утворенням іншої сірчаної к-ті з утворенням розчину TeS03 червоного кольору; при розведенні водою протікає зворотна реакція з виділенням телуру. Т. розчиняється в азотної к-ті з утворенням теллурістий к-ти Н2Те03, в розведеною соляної к-ті розчиняється слабо.
У лугах телур розчиняється повільно. З воднем утворює теллурістий водень Н2Те – безбарвний газ з неприємним запахом, конденсується при т-рі -2 ° С і затвердевающий при т-рі -51,2 ° С, нестійке з’єднання, легко розкладається під дією навіть слабких окислювачів. Стабільних при звичайних умовах сульфідів Т. не утворює, з’єднання TeS2 стійко при т-рі до -20 ° С. З селеном Т. утворює безперервні тверді розчини. Відомі галогеніди складу ТеХв (тільки фторид), ТеХ4 і ТеХ2, к-які отримують безпосередньою взаємодією елементів. При кімнатній т-рі все галогеніди – тверді речовини, частково розкладаються водою; тільки TeFe – безбарвний газ з неприємним запахом. При нагріванні Т. реагує з багатьма металами, утворюючи теллуріди.
Сировиною для одержання Т. служать шлами міднонікелевого і сірчанокислотного произова, а також продукти, одержувані при рафінуванні свинцю. Анодні шлами переробляють кислотним або лужним способом, переводячи Т. в чотирьохвалентний стан і потім відновлюючи його сірчистим газом з розчинів у концеітріров. соляної к-ті чи електролітично. Крім того, матеріали, що містять Т., можна переробляти хлорним методом. Телур високої чистоти отримують сублімацією і зонної перекристаллизацией (найбільш ефективний спосіб глибокого очищення, що дозволяє отримувати речовина чистотою 99,9999%).
З’єднання Т. токсичні, їх дія на організм людини подібно до дії сполук селену і миш’яку. Найбільш сильною отрутою є теллурістий водень. Гранично допустима концентрація Т. в повітрі 0,01 мг / мв, Т. застосовують при вулканізації каучуку, в произове свинцевих кабелів (добавка до 0,1% Ті покращує хутро. Св-ва свинцю). З’єднання Т. використовують в скляної пром-сті (для фарбування скла та порцеляни) та у фотографії. Широке застосування отримав Т. у синтезі напівпровідникових сполук. З’єднання Т.- основний матеріал для произова термоелементів.
Телур відноситься до розсіяних елементів (утримання їх у земній корі становить 1 ⋅ 10⁻⁷%. Телур рідко утворює самостійні мінерали. Зазвичай він зустрічається в природі у вигляді домішок до сульфідів, а також у самородної сірці. Основними джерелами телуру і селену служать відходи сірчанокислого виробництва, що накопичуються в пилових камерах, а також опади (шлами), що утворюються при електролітичної очищенню міді. У шламі, в числі інших домішок, міститься також селенід срібла Ag2Se і деякі теллуріди. При випалюванні шламу утворюються оксид телуру TeO2, а також оксиди важких металів . Телур відновлюється з оксидів TeO2 при дії на них сірчистого газу у водному середовищі:
TeO2 + H2O = H2TeO3
H2SeO3 + 2SO2 + H2O = Se + 2H2SO4
Телур, як і селен, утворює аллотропические модифікації – кристалічний і аморфний. Кристалічний телур – сріблясто – сірого кольору, крихкий, легко розтирається в порошок. Його електропровідність незначна, але при висвітленні збільшується. Аморфний телур – коричневого кольору, менш стійкий, ніж аморфний селен і при 25 град. переходить в кристалічний.
За хімічними властивостями телур має значну схожість з сіркою. Він горить на повітрі (зеленувато – синім), утворюючи відповідні оксиди TeO2. На відміну від SO2 оксид телуру є кристалічною речовиною і погано розчинний у воді.
Телур безпосередньо з воднем не з’єднує. При нагріванні взаємодіє з багатьма металами, утворюючи відповідні солі (теллуріди), наприклад K2Te. Телур навіть при звичайних умовах реагує з водою:
Te + 2H2O = TeO2 + 2H2
Як сірка і селен, телур окислюється до відповідних кислот H2TeO4, але при більш жёськіх умовах і дії інших окислювачів:
Te + 3H2O2 (30%) = H6TeO6
У киплячих водних розчинах лугів телур, подібно сірці, повільно розчиняється:
3Te + 6KOH = 6K2Te + K2TeO3 + 3H2O
Телур вживається головним чином, як напівпровідниковий матеріал.
Властивості телуру
Теллуроводород може бути отриманий дією на теллуріди розведеними кислотами:
Na2Te + H2SO4 = Na2SO4 + H2Te
Теллуроводород при нормальних умовах являє собою безбарвний газ з характерними неприємними запахами (більше неприємний ніж запах H2S, але сірководень більш отруйний, а теллуроводород менш отруйний). Гідриди телуру проявляють відновні властивості в більшій мірі, ніж сірководень, а розчинність H2Te у воді приблизно така ж як і у сірководню. Водні розчини гідридів виявляють явно виражену кислу реакцію внаслідок дисоціації їх у водних розчинах за схемою: H2Te ↔ H + HTe⁺ ↕ H + Te²⁺
В ряду O – S – Se – Te радіуси їх іонів Е²⁺ утримувати іон водню. Це підтверджується досвідченими даними, що підтвердило теллуроводородная кислота є більш сильною ніж сірководнева кислота.
В ряду O – S – Se – Te здатність до термічної дисоціації гідридів збільшується: найважче розкласти воду при нагріванні, а гідриди телуру нестійкі і розкладається навіть при слабкому нагріванні.
Сіль теллуроводородной кислоти (теллуріди) за своїми властивостями близькі до сульфідів. Їх отримують подібно сульфидам, дією теллурводорода на розчинні солі металів.
Теллуріди схожий з сульфідами відносно розчинності у воді і в кислотах. Наприклад, при пропущенні теллурводорода через водний розчин Cu2SO4 виходить телурид міді:
H2Te + CuSO4 = H2SO4 + CuTe
З киснем Te утворює сполуки TeO2 і TeO3 вони утворюються при згорянні телуру на повітрі, при випалюванні теллуридов, також при спалюванні гідридів телуру:
Te + O2 = TeO2
2ZnTe + 3O2 = 2ZnO + 2TeO2
2H2Te + 3O2 = 2H2O + 2TeO2
TeO2 – кислотні оксиди (ангідриди). При розчиненні у воді утворюють, відповідно, теллурістий кислоту:
TeO2 + H2O = H2TeO3
Ця кислота дисоціює у водному розчині дещо слабше, ніж сірчиста кислота. Теллурістий кислота у вільному вигляді не отримана і існує тільки у водних розчинах.
У той час як сполуки сірки зі ступенем окислення 4+ в хімічних реакціях переважно виступають як відновників, з підвищенням ступеня окислення сірки до 6 +, TeO2 і відповідні їм кислоти проявляють головним чином окисні властивості, відновлюючись відповідно до Te. Ці способом на практиці отримують телур у вільному вигляді:
H2TeO3 + 2SO2 + H2O = 2H2SO4 + Te
Відновні властивості теллурістий кислота проявляє лише при взаємодії з сильними окислювачами:
3H2TeO3 + HClO3 = 3H2TeO4 + HCl
Вільна телурових кислота H2TeO4 – зазвичай виділяється як кристаллогидрата H2TeO4 • 2H2O яку записують як H6TeO6. У ортотеллурной кислоті H6TeO6 атоми водню здатні частково або повністю заміщатися атомами металів, утворюючи солі Na6TeO6.
Телурових кислота – безбарвна кристалічна речовина, добре розчинна у воді, вона за своїми властивостями вельми слабка як кислота. Окисні властивості у неї виражені сильніше ніж у сірчаної кислоти. Телурових кислота окисляє соляну кислоту HCl по реакції:
H2SeO4 + 2HCl = H2SeO3 + H2O + Cl2
Ангідриди телурової кислоти TeO3 отримують різними шляхами.
Оксид телуру (IV) утворюється при нагріванні телурової кислоти до 300 ° C (при більш сильному нагріванні TeO3 розкладається на TeO2 і O2): 300 ° C
H2TeO4 → TeO3 + H2O> 300 ° C
2TeO3 → 2TeO2 + O2
TeO3 – порошок жовтуватого кольору, не розчиняється ні у воді, ні в розведених розчинах кислот і лугів, а тільки в концентрованих водних розчинах лугів:
TeO3 + 2KOH = K2TeO4 + H2O
Пожежо – вибухонебезпечність речовин.
Te – телур, горюча речовина. Ат. маса 127,6; температура плавлення 449,8 ° C. Дисперсність зразка менше 44 мкм. Темп. самовоспл: аерогелю 340 ° C, аерозависі 550 ° C.
TeH2 – теллуроводород, горючий газ. Мол. маса 129, 62; плотн. сжіжеенного газу 2570кг / м³ при температурі – 20 ° C; плавлення – 51 ° C; ТІМП. кипіння від -2 до -3 ° C; щільність по повітрю 4,49; у воді розчинний але нестійкий; йде розкладання теллроводорода на елементи.

Посилання на основну публікацію