Ik wil alles weten

Tellurium

Pin
Send
Share
Send


Tellurium (chemisch symbool te, atoomnummer 52) is een relatief zeldzaam chemisch element dat tot de groep metalloïden behoort - de chemische eigenschappen ervan liggen tussen die van metalen en niet-metalen. Zilverachtig van kleur, het lijkt op tin, maar chemisch is het nauwer verwant aan selenium en zwavel.

Dit element wordt voornamelijk gebruikt in legeringen. Wanneer het bijvoorbeeld aan lood wordt toegevoegd, verbetert het de sterkte en duurzaamheid van het metaal; wanneer gelegeerd met roestvrij staal en koper, maakt het ze werkbaarder. Wanneer het gelegeerd is met zowel cadmium als kwik, vormt het een voor infrarood gevoelige halfgeleider. Bovendien wordt het gebruikt in keramiek, glazen en stralen caps. Bismuth-telluride is nuttig voor thermo-elektrische apparaten en cadmium-telluride heeft potentiële toepassingen in fotovoltaïsche cellen voor zonne-energie. Wanneer zink wordt toegevoegd aan cadmiumtelluride, is het product uitermate geschikt voor gebruik in vaste-stofdetectoren voor röntgenstralen en gammastralen.

Tellurium en zijn verbindingen moeten echter als giftig worden beschouwd en moeten met zorg worden behandeld. Blootstelling aan zelfs kleine hoeveelheden tellurium kan een garlicky geur in iemands adem, zweet en urine genereren. Bijkomende symptomen van blootstelling aan het element of zijn verbindingen (bij relatief hoge concentraties) zijn hoofdpijn, kortademigheid, zwakte, huiduitslag, een metaalachtige smaak in de mond en blauwzwarte markeringen op de vingers, nek, gezicht en tandvlees. De dood kan optreden door longoedeem. Een persoon die wordt blootgesteld aan telluurverbindingen moet medische hulp krijgen.

Voorkomen en productie

In de natuur wordt tellurium soms in zijn elementaire vorm aangetroffen, maar het wordt vaker gevonden als telluriden van goud en zilver, zoals de mineralen calaverite, krennerite, petzite en sylvanite. Telluriumverbindingen zijn de enige chemische verbindingen van goud die in de natuur worden gevonden. Maar in tegenstelling tot goud, wordt tellurium zelf ook gevonden in combinatie met andere elementen, waarbij metaalzouten worden gevormd.

De belangrijkste bron van tellurium is afkomstig van anodeslib dat wordt geproduceerd tijdens de elektrolytische raffinage van blisterkoper. Bovendien is het een component van stof afkomstig van het raffineren van lood door hoogovens. Tellurium wordt voornamelijk geproduceerd in de Verenigde Staten, Canada, Peru en Japan.

Tellurium van commerciële kwaliteit, dat niet giftig is bij correct gebruik, wordt meestal in de handel gebracht als min 200-mesh poeder, maar het is ook verkrijgbaar als platen, blokken, stokken en klonten.

Geschiedenis

Tellurium (van het Latijnse woord vertel ons, wat 'aarde' betekent, werd in 1782 ontdekt door de Hongaar Franz-Joseph Müller von Reichenstein (Müller Ferenc) in Transsylvanië. Een andere Hongaarse wetenschapper, Pál Kitaibel, ontdekte het element onafhankelijk in 1789, maar hij gaf later de eer aan Müller. Het werd in 1798 genoemd door Martin Heinrich Klaproth die het eerder had geïsoleerd.

De jaren 1960 brachten groei in thermo-elektrische toepassingen voor tellurium, evenals het gebruik ervan in vrij verspanend staal, dat het dominante gebruik werd.

Opvallende kenmerken

Tellurium kristal.

In het periodiek systeem bevindt tellurium zich in groep 16 (voorheen groep 6A), tussen selenium en polonium. Samen met zwavel, selenium en polonium is het een lid van de zuurstoffamilie van elementen, ook wel het chalcogenen. Bovendien ligt het in periode vijf, tussen antimoon en jodium.

In zijn zuivere en kristallijne toestand heeft tellurium een ​​zilverwitte kleur en een metaalachtige glans. Wanneer het element wordt neergeslagen uit een oplossing van telluurzuur (H2TeO3) of telluurzuur (H6TeO6), lijkt het een amorfe vorm te hebben. Er is echter enige discussie of deze vorm echt amorf is of uit minuscule kristallen bestaat.

Tellurium is bros en kan gemakkelijk worden verpulverd. Wanneer het in lucht wordt verbrand, produceert het een groenachtig blauwe vlam en vormt telluriumdioxide. In zijn gesmolten toestand is het element corrosief ten opzichte van koper, ijzer en roestvrij staal.

Chemisch gezien is tellurium verwant aan zwavel en selenium en vormt het vergelijkbare verbindingen. Hoewel zwavel en selenium niet-metalen zijn, wordt tellurium (evenals polonium) geclassificeerd als een metalloïde.

Tellurium is een P-type halfgeleider. De geleidbaarheid ervan, die in bepaalde richtingen hoger is, neemt licht toe bij blootstelling aan licht. Het kan worden gedoteerd met verschillende metalen, waaronder tin, koper, zilver en goud.

Isotopes

Er zijn 30 bekende isotopen van tellurium, met atoommassa's variërend van 108 tot 137. Natuurlijk voorkomend tellurium bestaat uit acht isotopen (weergegeven in de tabel rechts), waarvan drie radioactief. Van al zijn radioactieve isotopen, 128Te heeft de langste halfwaardetijd (2,2 × 1024 jaar).

Verbindingen

Tellurium kan verschillende verbindingen vormen. Enkele voorbeelden worden hieronder gegeven.

  • Bismuth (III) telluride (Bi2te3): Deze verbinding is een halfgeleider en een efficiënt thermo-elektrisch materiaal voor apparaten die worden gebruikt bij koeling of draagbare energieopwekking. Hoewel over het algemeen een materiaal met een laag risico, kan het fataal zijn als grote doses worden ingenomen. Men moet vermijden zijn stof in te ademen. Bij de reactie met water kunnen ook giftige dampen vrijkomen.
  • Cadmium telluride (CdTe): deze kristallijne verbinding is een nuttig materiaal voor zonnecellen (fotovoltaïsche cellen). Het wordt gebruikt als een infrarood optisch materiaal voor optische vensters en lenzen. Het kan worden gelegeerd met kwik om een ​​veelzijdig infrarood detectormateriaal (HgCdTe) te maken. Gelegeerd met een kleine hoeveelheid zink, maakt het een uitstekende röntgen- en gammastralingsdetector in vaste toestand (CdZnTe).
  • Zilver telluride (Ag2Te): het komt in de natuur voor in de vorm van de mineralen hessiet en keizerin. Het is een halfgeleider die kan worden gedoteerd om een ​​geleidbaarheid van het n-type of p-type te hebben. Bij verhitting gaat zilver van het materiaal verloren.
  • Telluurzuur (H6TeO6 of Te (OH)6): Het vormt een zwak zuur telluraat zouten met sterke basen.1 Bovendien is het een oxidatiemiddel. Het kan worden gevormd door oxidatie van tellurium of telluriumdioxide met waterstofperoxide of chroomtrioxide.
  • Telluriumdioxide (TeO2 of paratelluriet): dit vaste oxide is het belangrijkste product van het verbranden van tellurium in lucht. Het is zeer onoplosbaar in water en volledig oplosbaar in geconcentreerd zwavelzuur. Het is amfoteer, wat betekent dat het kan werken als een zuur of als een base, afhankelijk van de oplossing waarin het zich bevindt. Het wordt gebruikt als een akoestisch-optisch materiaal. Het is ook een conditionele glasvormer, wat betekent dat het een glas zal vormen met kleine toevoegingen van een tweede verbinding zoals een oxide of halogenide. TeO2 glazen hebben hoge brekingsindexen, zenden door naar het midden-infraroodgebied van het elektromagnetische spectrum en hebben eigenschappen die nuttig zijn voor optische vezelversterking.
  • Tellurium hexafluoride (TEF6): Het is een kleurloos, zeer giftig gas met een vieze geur. Het wordt meestal bereid door fluorgas over telluriummetaal bij 150 ° C te leiden. Onder deze temperatuur wordt een mengsel van lagere fluoriden gevormd, waaronder telluriumtetrafluoride en ditelluriumdeco-fluoride. De fysische eigenschappen van telluriumhexafluoride lijken op die van het zwavelanalogon, maar in tegenstelling tot het laatste is het niet chemisch inert. Het wordt gehydrolyseerd in water om telluurzuur te vormen en het reageert met Te onder 200 ° C.

Toepassingen

  • Tellurium wordt meestal gebruikt in legeringen met andere metalen. Overweeg enkele voorbeelden.
    • Gelegeerd met lood, verbetert het de sterkte en duurzaamheid van het materiaal en vermindert het de corrosieve werking van zwavelzuur.
    • Wanneer het wordt toegevoegd aan roestvrij staal of koper, maakt het deze metalen werkbaarder.
    • Het is gelegeerd met gietijzer voor chill control.
    • Wanneer het gelegeerd is met zowel cadmium als kwik, vormt het kwik-cadmiumtelluride, een voor infrarood gevoelige halfgeleider.
  • Tellurium wordt ook gebruikt in keramische en chalcogenideglazen.
  • Het wordt gebruikt in straalkappen.
  • Bismuth telluride (Bi2te3) wordt gebruikt in thermo-elektrische apparaten voor koeling of draagbare stroomopwekking.
  • Cadmium telluride (CdTe) heeft potentiële toepassingen in zonnepanelen. Enkele van de hoogste rendementen voor de opwekking van elektrische zonnecellen zijn verkregen door dit materiaal te gebruiken. Het wordt gebruikt als een infrarood optisch materiaal voor optische vensters en lenzen.
  • Als cadmiumtelluride wordt gelegeerd met wat zink om CdZnTe te vormen, wordt dit materiaal gebruikt in vaste-stofdetectors voor röntgenstralen en gammastralen.

Voorzorgsmaatregelen

Tellurium en zijn verbindingen moeten als giftig worden beschouwd en moeten met zorg worden behandeld. Een persoon die wordt blootgesteld aan slechts 0,01 milligram (of minder) tellurium per kubieke meter lucht ontwikkelt "telluriumademhaling", die een garlickachtige geur heeft. Dezelfde geur is ook aanwezig in zweet en urine. Het lichaam metaboliseert tellurium in elke oxidatietoestand en zet het om in dimethyltelluride. Dit product is vluchtig en ruikt naar knoflook.

Blootstelling aan tellurium of zijn verbindingen kan ook hoofdpijn, kortademigheid, zwakte, huiduitslag en een metaalachtige smaak in de mond veroorzaken. Bovendien kan het blauwachtig zwarte markeringen op de vingers, nek, gezicht en tandvlees produceren. De dood kan optreden door longoedeem. Mensen die worden blootgesteld aan telluurverbindingen moeten medische hulp krijgen.

Zie ook

Notes

  1. ↑ Holleman, A. F. en E. Wiberg. "Anorganische scheikunde." Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5

Referenties

  • Nationaal laboratorium Los Alamos - Tellurium opgehaald op 5 december 2007.

Externe links

Alle links opgehaald 18 november 2015.

Pin
Send
Share
Send