Реферат Теллур
Телур— хімічний елемент з атомним номером 52 у періодичній системі та атомною масою 127,60; позначається символомTe(лат.Tellurium), відноситься до сімейства металоїдів.
Вперше був знайдений у 1782 році в золотоносних рудах Трансільванії гірським інспектором Францом Йозефом Мюллером (згодом барон фон Рейхенштейн), на території Австро-Угорщини. У 1798 році Мартін Генріх Клапрот виділив телур та визначив найважливіші його властивості.
2. Походження назви
Від латинськогоtellus, родовий відмінокtelluris, Земля.
3. Знаходження у природі
Вміст у земній корі 1×10 −6 % за масою. Відомо близько 100 мінералів телуру. Найбільш часті телуриди міді, свинцю, цинку, срібла та золота. Ізоморфна домішка телуру спостерігається в багатьох сульфідах, проте ізоморфізм Te - S виражений гірше, ніж у ряді Se - S, і в сульфіди входить обмежена домішка телуру. Серед мінералів телуру особливе значення мають алтаїт PbTe, сильваніт AgAuTe4, калаверит AuTe2, гесіт Ag2Te, креннерит (Au, Ag)Te, петцит Ag3AuTe2, мутманіт (Ag, Au)Te, монбреїт Au2Te3, на монбреїт Au2Te3, , тетрадіміт Bi2Te2S. Зустрічаються кисневі сполуки телуру, наприклад, ТеО2 - телурова охра.
Зустрічається самородний телур і разом із селеном та сіркою (японська телуриста сірка містить 0,17 % Ті та 0,06 % Se).
3.1. Типи родовищ
Більшість згаданих мінералів розвинена в низькотемпературних золото-срібних родовищах, де зазвичай виділяються після основної маси сульфідів разом із самородним золотом, сульфосолями срібла, свинцю, і навіть з мінералами вісмуту. Незважаючи на розвиток великої кількості телурових мінералів, головна маса телуру, що видобувається промисловістю, входить до складу сульфідівінших металів. Зокрема, телур у дещо меншій мірі, ніж селен, входить до складу халькопіриту мідно-нікелевих родовищ магматичного походження, а також халькопіриту, розвиненого в мідноколчеданих гідротермальних родовищах. Теллур знаходиться також у складі піриту, халькопіриту, молібденіту та галеніту родовищ порфірових мідних руд, поліметалевих родовищ алтайського типу, галеніту свинцево-цинкових родовищ, пов'язаних зі скарнами, сульфідно-кобальтових, сурм'яно-ртуть. Вміст телуру в молібденіті коливається в межах 8 - 53 г/т, халькопіриті 9 - 31 г/т, у піриті до 70 г/т.
4. Отримання
Основне джерело - шлами електролітичного рафінування міді та свинцю. Шлами піддають випалу, телур залишається в недогарку, який промивають соляною кислотою. З отриманого солянокислого розчину телуру виділяють, пропускаючи через нього сірчистий газ SO2.
Для поділу селену та телуру додають сірчану кислоту. При цьому випадає діоксид телуру ТеО2 а H2SeO3 залишається в розчині.
З оксиду ТеО2 телур відновлюють вугіллям.
Для очищення телуру від сірки та селену використовують його здатність під дією відновника (Al) у лужному середовищі переходити в розчинний дителурид динатрію Na2Te2:
Для осадження телуру через розчин пропускають повітря або кисень:
Для отримання телуру особливої чистоти його хлорують
Тетрахлорид, що утворюється, очищають дистиляцією або ректифікацією. Потім тетрахлорид гідролізують водою:
а ТеО2, що утворився, відновлюють воднем:
Теллур - рідкісний елемент, і значний попит при малому обсязі видобутку визначає високу його ціну (близько 200-300 дол. за кг залежно від чистоти), але, незважаючи на це, діапазонобластей його застосування постійно розширюється.
5. Фізико-хімічні властивості
Теллур - тендітна сріблясто-біла речовина з металевим блиском. У тонких шарах на просвіт червоно-коричневий, у парах золотисто-жовтий.
Хімічно телур менш активний, ніж сірка. Він розчиняється в лугах, піддається дії азотної та сірчаної кислот, але у розведеній соляній кислоті розчиняється слабо. З водою металевий телур починає реагувати при 100 °C, а у вигляді порошку він окислюється на повітрі навіть за кімнатної температури, утворюючи оксид TeO2.
При нагріванні на повітрі телур згоряє, утворюючи TeO2. Це міцне з'єднання має меншу леткість, ніж сам телур. Тому для очищення телуру від оксидів відновлюють проточним воднем при 500-600 °C.
У розплавленому стані телур досить інертний, тому як контейнерні матеріали при його плавці застосовують графіт і кварц.
Відомі 38 нуклідів та 18 ядерних ізомерів телуру з атомними числами від 105 до 142 [5] . Теллур - найлегший елемент, чиї ізотопи схильні до альфа-розпаду (ізотопи від 106 Te до 110 Te). Атомна маса телуру (127,60 г/моль) перевищує атомну масу наступного за ним елемента - йоду (126,90 г/моль).
У природі зустрічається вісім ізотопів телуру. П'ять з них, 120 Te, 122 Te, 124 Te, 125 Te і 126 Te стабільні [5] . Інші три - 123 Te, 128 Te і 130 Te - радіоактивні. Стабільні ізотопи становлять лише 33,3% від загальної кількості телуру, що зустрічається в природі, що є можливим завдяки надзвичайно довгим періодам напіврозпаду природних радіоактивних ізотопів. Вони становлять від 6×1014 до 2,2×1024 років. Ізотоп 128 Te має найдовший підтверджений період напіврозпаду з усіх радіонуклідів - 2,2×10 24 років або 2,2 септилліону(квадрилліона - за довгою шкалою) років, що приблизно в 160 трильйонів разів більше за оцінний вік Всесвіту.
7. Застосування
Телур застосовується у виробництві сплавів свинцю з підвищеною пластичністю та міцністю (застосовуваних, наприклад, при виробництві кабелів). При введенні 0,05% телуру втрати свинцю на розчинення під впливом сірчаної кислоти знижуються в 10 разів, і це використовується при виробництві свинцево-кислотних акумуляторів. Так само важливо та обставина, що легований телуром свинець при обробці пластичною деформацією не розміцнюється, і це дозволяє вести технологію виготовлення струмовідводів акумуляторних пластин методом холодної висікання і значно збільшити термін служби та питомі характеристики акумулятора.
7.2. Термоелектричні матеріали
Також велика його роль у виробництві напівпровідникових матеріалів та, зокрема, телуридів свинцю, вісмуту, сурми, цезію. Дуже важливе значення найближчими роками набуде виробництво телуридів лантаноїдів, їх сплавів і сплавів із селенідами металів для виробництва термоелектрогенераторів з досить високим (до 72—78 %) ККД, що дозволить застосувати їх в енергетиці та автомобільній промисловості.
Так, наприклад, нещодавно виявлено дуже високу термо-ЕРС в телуриді марганцю (500 мкВ/К) і в його поєднанні з селенідами вісмуту, сурми і лантаноїдів, що дозволяє не тільки досягти високого ККД в термогенераторах, але й здійснити вже в одному ступені напівпровідникового. холодильника охолодження до області кріогенних (температурний рівень рідкого азоту) температур і навіть нижче. Кращим матеріалом на основі телуру для виробництва напівпровідникових холодильників в останні роки став сплав телуру, вісмуту та цезію, який дозволив отримати рекорднеохолодження до -237 °C. У той самий час, як термоелектричний матеріал, перспективний сплав теллур-селен (70 % селену), що має коефіцієнт термо-ЕРС близько 1200 мкВ/К.
7.3. Вузькозонні напівпровідники
Цілком виняткове значення також отримали сплави КРТ (кадмій-ртуть-телур), які мають фантастичні характеристики для виявлення випромінювання від стартів ракет і спостереження за противником з космосу через атмосферні вікна (не має значення хмарність). КРТ є одним із найдорожчих матеріалів у сучасній електронній промисловості.
7.4. Високотемпературна надпровідність
Ряд систем, що мають у своєму складі телур, нещодавно виявили існування в них трьох (можливо чотирьох) фаз, надпровідність у яких не зникає при температурі трохи вище температури кипіння рідкого азоту.
7.5. Виробництво гуми
Окремою сферою застосування телуру є його використання у процесі вулканізації каучуку.
7.6. Виробництво халькогенідних стекол
Варінні спеціальних марок скла (де він застосовується у вигляді двоокису), крім того, деякі скла на основі телуру є напівпровідниками (гідність таких стекол — прозорість, легкоплавкість та електропровідність), що, у свою чергу, знайшло застосування у конструюванні спеціальної хімічної апаратури (реакторів) ).
7.7. Джерела світла
Обмежене застосування телур знаходить для ламп з його парами — вони мають спектр, дуже близький до сонячного.
Сплав телуру застосовується в компакт-дисках, що перезаписуються (зокрема, фірми Mitsubishi Chemical Corporation марки «Verbatim») для створення деформованого відбиваючого шару.
8. Біологічна роль
Мікрокількості телуру завждимістяться у живих організмах, його біологічна роль не з'ясована.
9. Фізіологічна дія
Телур та його леткі сполуки токсичні. Попадання в організм спричиняє нудоту, бронхіти, пневмонію. ГДК у повітрі коливається для різних сполук 0,007-0,01 мг/м³, у воді 0,001-0,01 мг/л.
При отруєння теллур виводиться з організму у вигляді телурорганічних сполук, що огидно пахнуть, — алкілтелуридів.