»   »  Tellur

Tellur

český názevTellur
latinský názevTellurium
anglický názevTellurium
chemická značkaTe
protonové číslo52
relativní atomová hmotnost127,6
perioda5
skupinaVI.A
zařazenípolokovy
rok objevu1782
objevitelMuller von Reichenstein
teplota tání [°C]449,5
teplota varu [°C]989,9
hustota [g cm-3]6,24
hustota při teplotě tání [g cm-3]5,79
elektronegativita2,1
standardní el. potenciál [V]+0,57
oxidační stavy-II, II, IV, VI
elektronová konfigurace[Kr]4d10 5s2 5p4
atomový poloměr [pm]123
kovalentní poloměr [pm]135
specifické teplo [J g-1K-1]0,2
slučovací teplo [kJ mol-1]17,49
tepelná vodivost [W m-1 K-1]3
elektrická vodivost [S m-1]1.104
1. ionizační potenciál [eV]9,0096
2. ionizační potenciál [eV]18,6
3. ionizační potenciál [eV]27,96
tvrdost podle Mohse2,25
tvrdost podle Vickerse [MPa]-
tvrdost podle Brinella [MPa]180
modul pružnosti ve smyku [GPa]16
modul pružnosti v tahu [GPa]43
skupenství za norm. podmíneks

Chemické vlastnosti a reakce telluru

Tellur je stříbřitě bílý, lesklý a velmi křehký chemický prvek, který lze snadno rozetřít, amorfní tellur je hnědá práškovitá látka. V plynném stavu tvoří dvouatomové molekuly Te2, páry telluru mají zlatou barvu. Roztavený tellur silně koroduje i nejkvalitnější vysoce legované ocele. Při zahřátí na teplotu 450°C na vzduchu shoří modrozeleným plamenem za vzniku bílého oxidu telluričitého TeO2.

Tellur reaguje s kapalným bromem na bromid telluričitý TeBr4 již při teplotě 0°C, s ostatními halogeny začíná reagovat až při mírném zahřátí. S akalickými kovy se přímo slučuje na alkalické telluridy již při teplotě okolo 100°C, ale v prostředí kapalného amoniaku reaguje s alkalickými kovy již při teplotě -40°C.

S ostatními kovy reaguje až za mnohem vyšších teplot, např. reakce s olovem na tellurid olovnatý PbTe probíhá až při zahřátí na teplotu nejméně 1200°C. S vodíkem a dusíkem se přímo neslučuje, se sírou a selenem reaguje bez tvorby sloučenin za vzniku tuhých roztoků se směsnými krystaly.

Rozpouští se v koncentrovaných oxidujcích kyselinách i alkalických hydroxidech:

2Te + 8HNO3 → 2TeO2 + 8NO2 + 4H2O
3Te + 6NaOH → Na2TeO3 + 2Na2Te + 3H2O

Při teplotě od 100°C reaguje s vodní párou:

Te + 2H2O → TeO2 + 2H2

Sloučeniny

Ve sloučeninách s elektronegativnějšími prvky se tellur vyskytuje obvykle v oxidačním stupni IV, s elektropozitivnějšími prvky tvoří telluridy, sloučeniny, ve kterých vystupuje v oxidačním stupni -II. Kromě stabilních oxidů telluričitého TeO2 a tellurového TeO3 vytváří také dimerní oxid tellurnatý Te2O2, který je stabilní pouze jako plyn za vysokých teplot. Za normální teploty se jedná o černý prášek, který se snadno oxiduje na oxid telluričitý. Tellur vytváří i nevalenční oxidy Te2O5 a Te4O9.

Další chemické vlastnosti telluru jsou velmi podobné síře, s výjimkou kyseliny odvozené od oxidu tellurového, na rozdíl od síry a selenu se od oxidu v ox. stupni VI neodvozuje dvojsytná kyselina typu H2TeO4, ale kyselina hexahydrogentellurová H6TeO6, jedná se o slabou kyselinu, její soli jsou tetrahydrogentellurany [H4TeO6]2-. Kyselina hexahydrogentellurová se snadno připraví reakcí telluru s koncentrovaným peroxidem vodíku v kyselém prostředí:

Te + 3H2O2 → H6TeO6

Od oxidu telluričitého TeO2 se odvozuje kyselina telluričitá H2TeO3, jedná se o středně silnou kyselinu, podstatně kyselejší než kyselina tellurová, viz. tabulka síly kyselin.

Výskyt telluru v přírodě

Tellur objevil v roce 1782 Muller von Reichenstein, v elementární formě ho připravil v roce 1789 Martin Heinrich Klaproth, který je i autorem jeho názvu.

V přírodě se tellur vzácně vyskytuje ryzí a ve velkém množství nerostů. Průměrný obsah telluru v zemské kůře je 0,001 ppm.

Nejběžnějším přírodním zdrojem telluru jsou minerály nagyagit AuPbSb0.75Bi0.25Te2.5S6, hessit Ag2Te, sylvanit AuAgTe4, tetradymit Bi2Te2S nebo tellurobismutit Bi2Te3. Kyslíkaté minerály telluru nejsou příliš běžné, patří k nim oxidy tellurit TeO2, fairbankit PbTeO3 a jensenit Cu3TeO6 nebo telluričnan moctezumit Pb(UO2)(TeO3)2. Nejvyšší obsah telluru (90,19 % Te) ze všech nerostů má dilithium Li2Te, frohbergit FeTe2 obsahuje 82,05 % Te, melonit NiTe2 obsahuje 81,3 % telluru.

Přírodní tellur je směsí 5 stabilních a 4 radioaktivních izotopů. Největší podíl v přírodě (33,97 %) zaujímá radioaktivní izotop 130Te s poločasem rozpadu 2,4·1023 let. Uměle bylo připraveno dalších 24 nestabilních izotopů telluru.

Celosvětové (bez Ruska) těžitelné zásoby telluru se odhadují na 25 kt, největší ložiska se nacházejí v Peru (3,6 kt) a USA (3,5 kt). Další minerály telluru.

V roce 2010 bylo do ČR dovezeno 25 kg telluru, průměrná dovozní cena činila 24 560 Kč/kg.

Výroba telluru

Základní surovinou pro výrobu telluru jsou odpadní anodové kaly po elektrolytické rafinaci mědi nebo úlety po pražení sulfidických rud těžkých kovů.

Výroba telluru z anodových kalů se provádí tavným způsobem, který spočívá v tavení kalů za přítomnosti NaOH a NaNO3, telluridy se oxidují na telluričitan sodný, po rozpuštění taveniny ve vodě se z roztoku vysráží tellur ve formě oxidu telluričitého působením kyseliny sírové.

Výroba telluru ze sulfidických úletů se provádí mokrým způsobem, k oxidaci telluru dochází působením roztoku uhličitanu sodného s následným vysrážením oxidu kyselinou sírovou:

Cu2Te + Na2CO3 + 2O2 → Na2TeO3 + 2CuO + CO2
Na2TeO3 + H2SO4 → TeO2 + Na2SO4 + H2O

Oxid telluričitý TeO2 se redukuje uhlíkem na tellur. Redukce oxidu telluričitého se provádí uhelným prachem a probíhá za teplot okolo 600°C. Druhou možností je elektrolýza roztoku oxidu v NaOH. Čistý tellur se získává rafinací vakuovou destilací nebo elektrolyticky. Velmi čistý tellur je možné připravit reakcí tellurovodíku (tellanu) s peroxidem vodíku:

H2Te + H2O2 → Te + 2H2O

V minulosti se tellur získával z nagyagitu jeho loužením kyselinou chlorovodíkovou, s následným vysrážením surového telluru pomocí oxidu siřičitého. Nerozložený zbytek obsahoval významný podíl zlata a dále se zpracovával.

Největším světovým producentem telluru bylo v roce 2015 s roční výrobou 40 t Švédsko, 35 t telluru se vyrobilo v Rusku a Japonsku, 10 t v Kanadě.

Praktické využití

Tellur se používá k legování olova (zvyšuje pevnost a tvrdost) a mědi (zlepšuje obrobitelnost). Další uplatnění nalézá tellur při výrobě polovodičů. Oxid telluričitý TeO2 a tellurid sodný Na2Te slouží k barvení skla, porcelánu a smaltů na hnědou nebo temně rudou barvu. Chlorid telluričitý TeCl4 se používá jako chlorační činidlo v organické chemii. Tellurid bismutitý Bi2Te3 se používá k výrobě termoelektrických zařízení, tellurid kademnatý CdTe slouží k výrobě citlivých fotočlánků. Tellurid zinečnatý ZnTe se používá jako detektor γ-záření. Společně s dalšími chalkogeny, sírou a selenem, je tellur základní složkou pro přípravu chalkogenidových skel. Chalkogenidová (neoxidová) skla mají zajímavé optické vlastnosti a používají se zejména pro výrobu přístrojů pracujících v infračerveném oboru spektra. Chalgogenidové sklo se připravuje přímou syntézou chalkogenů s dalšími prvky, zejména arsenem, germaniem, galliem, antimonem, indiem, mědí nebo stříbrem.

Slitina telluru, stříbra, india a antimonu se používá ke konstrukci aktivní vstvy přepisovatelných disků CD-RW.

V době národního obrození byly pro tellur navrhovány české názvy zemník nebo župel a byl zařazen do čeledě prvků k síře podobných aneb sířivých. Další historické názvy chemických prvků.

Zdroje

antimon ← tellur → jod