Nguyên tố Teluri: Định nghĩa và ứng dụng trong ngành hóa

Trong thế giới đa dạng của bảng tuần hoàn hóa học, nguyên tố Teluri đứng ra như một thành viên đặc biệt, kết nối giữa kim loại và phi kim với những tính chất hóa học và vật lý độc đáo. Bài viết này yeuhoahoc.edu.vn sẽ cùng các bạn khám phá toàn diện về Teluri – nguyên tố ít được biết đến nhưng lại sở hữu một vai trò không thể phủ nhận trong sự phát triển của công nghệ và khoa học vật liệu.

Giới thiệu về nguyên tố Teluri 

Định nghĩa 

Nguyên tố Teluri, với tên tiếng Anh là Tellurium và kí hiệu hóa học là Te, là một nguyên tố hóa học có số nguyên tử là 52. Teluri là một bán kim thuộc nhóm 16 của bảng tuần hoàn, được biết đến với các tính chất hóa học và vật lý độc đáo. Nó nằm giữa chalcogen, giữa Selenium và Polonium, và dưới Oxy và Lưu huỳnh, thể hiện tính chất chuyển tiếp giữa kim loại và phi kim.

Lịch sử hình thành nguyên tố Teluri

• Năm 1782: Franz-Joseph Müller von Reichenstein phát hiện ra nguyên tố Teluri trong quặng vàng ở Transylvania.
• Tên gọi: Teluri được đặt theo tên của Tellus, nữ thần trái đất trong thần thoại La Mã.

Một số mốc thời gian quan trọng trong lịch sử phát hiện:

• 1782: Franz-Joseph Müller von Reichenstein phát hiện ra Teluri.
• 1798: Martin Heinrich Klaproth xác nhận sự phát hiện của Reichenstein và đặt tên cho nguyên tố là Teluri.
• 1832: Teluri được sử dụng để sản xuất hợp kim thermoelectric.
• 1900: Teluri được sử dụng trong các ống tia X.
• 1950: Teluri được sử dụng trong các thiết bị bán dẫn.

Nguyên tố Teluri trong bảng tuần hoàn hóa học

• Nhóm: 16 (nhóm chalcogen)
• Chu kỳ: 5
• Cấu hình electron: [Kr] 4d10 5s² 5p⁴
• Khối lượng nguyên tử: 127,60 u

Nhóm	Chu kỳ	Nguyên tử khối (u)	Khối lượng riêng g/cm3	Nhiệt độ nóng chảy (K9)	Nhiệt độ bay hơi K	Nhiệt dung riêng J/g.K	Độ âm điện	Tỷ lệ trong vỏ Trái Đất mg/kg
16	5	127,60(3)	6,232	722,66	1261	0,202	2,1	0,001

Tính chất của nguyên tố Teluri

Tính chất vật lý

• Màu sắc: Bạc xám
• Trạng thái: Rắn ở nhiệt độ phòng
• Dạng tinh thể: Hexagonal
• Khối lượng riêng: 6,24 g/cm³
• Điểm nóng chảy: 449,5 °C
• Điểm sôi: 990 °C
• Tính dẫn điện: Kém
• Tính dẫn nhiệt: Kém
• Độ dẻo: Giòn
• Độ cứng: Trung bình

Tính chất hóa học

• Tính khử: Yếu
• Số oxi hóa: -2, +2, +4, +6
• Tác dụng với axit:
  • Tác dụng với axit HCl loãng:

Te + 2HCl → TeCl₂ + H₂↑

• Tác dụng với axit H₂SO₄ đặc:

Te + 2H₂SO₄ → TeO₂ + 2SO₂↑ + 2H₂O

• Tác dụng với bazơ:
  • Tác dụng với NaOH:

Te + 2NaOH → Na₂TeO₃ + H₂↑

• Tác dụng với dung dịch muối:

Tác dụng với dung dịch AgNO₃:

Te + 2AgNO₃ → Te(NO₃)₂ + 2Ag↓

• Tác dụng với oxy:

Bị oxy hóa chậm trong không khí ẩm tạo thành lớp oxit mỏng bảo vệ kim loại bên trong.

• Tác dụng với halogen:

Tác dụng với Cl₂:

Te + Cl₂ → TeCl₄

Ứng dụng của nguyên tố Teluri

Teluri là một nguyên tố á kim có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau. 

Hợp kim

Teluri được sử dụng để tạo ra hợp kim thermoelectric, có khả năng chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng.

Teluri cũng được sử dụng để cải thiện độ machinability của thép và đồng.

Ống tia X

Teluri được sử dụng để làm mục tiêu trong các ống tia X, giúp tạo ra tia X có bước sóng ngắn.

Thiết bị bán dẫn

Teluri được sử dụng trong các thiết bị bán dẫn như pin mặt trời và bộ khuếch đại.

Hóa chất

Teluri được sử dụng trong các hợp chất hóa học như tellurium dioxide và tellurium tetrachloride.

Y tế

Teluri được sử dụng trong một số loại thuốc điều trị ung thư và các bệnh khác.

Khác

Teluri được sử dụng trong sản xuất pin, kính màu, và cao su.

Điều chế và sản xuất nguyên tố Teluri

Điều chế

Điều chế trong phòng thí nghiệm:

• Phương pháp khử:

Khử TeO₂ bằng H₂:

TeO₂ + 2H₂ → Te + 2H₂O

Khử TeCl₄ bằng Na:

TeCl₄ + 4Na → Te + 4NaCl

Phương pháp điện phân:

• • Điện phân dung dịch TeCl₄:

TeCl₄ → Te + Cl₂↑

Điều chế trong công nghiệp:

Phương pháp Anốt

• Trong quá trình tinh chế đồng điện phân, Teluri được tách ra từ bùn anốt, nơi nó tồn tại dưới dạng các hợp chất Telluride.
• Các Telluride sau đó được xử lý bằng cách nung chảy với natri hydroxide (NaOH) ở nhiệt độ cao, tạo ra Teluri nguyên chất và các sản phẩm phụ khác.

Sản Xuất

Sau khi điều chế, Teluri nguyên chất cần được tinh chế hơn nữa trước khi sử dụng trong các ứng dụng cụ thể. Quy trình tinh chế bao gồm:

• Chưng cất hóa học: Để loại bỏ tạp chất, Teluri thô có thể được chưng cất hóa học, qua đó tinh chế Teluri đến độ tinh khiết cao cần thiết cho các ứng dụng chất bán dẫn.
• Đúc và Định hình: Teluri tinh chế có thể được đúc thành dạng bột, dạng thanh, hoặc các hình thức khác tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng.

Phản ứng của nguyên tố Teluri

Phản ứng với axit

• Teluri tác dụng với axit nitric và axit hydrochloric nóng, nhưng không tác dụng với axit sulfuric đậm đặc.
• Ví dụ:

Te + 6HNO3 → TeO2 + 6NO2 + 3H2O

Te + 4HCl → TeCl4 + 2H2

Phản ứng với halogen

• Teluri tác dụng với halogen để tạo thành hợp chất halogenua teluri.
• Ví dụ:

Te + 2Cl2 → TeCl4

Te + 4Br2 → TeBr4

Phản ứng với kim loại

• Teluri tác dụng với kim loại mạnh như Mg hoặc Zn để tạo thành hợp kim.
• Ví dụ:

Te + Mg → MgTe

Te + 2Zn → Zn2Te

Phản ứng oxy hóa

• Teluri có thể bị oxy hóa bởi axit nitric hoặc kali permanganat để tạo thành hợp chất teluri (VI).
• Ví dụ:

Te + 4HNO3 → TeO2 + 4NO2 + 2H2O

2Te + 3K2MnO4 + 8H2SO4 → 2Te(SO4)2 + 3K2SO4 + 8H2O

Phản ứng khử

• Teluri có thể khử một số hợp chất oxy hóa, ví dụ như kali dichromat.
• Ví dụ:

3Te + 2K2Cr2O7 + 14H2SO4 → 3Te(SO4)2 + 2Cr2(SO4)3 + 7K2SO4 + 14H2O

Ngoài ra, Teluri còn có nhiều phản ứng hóa học khác.

Lưu ý:

• Teluri có thể gây độc nếu tiếp xúc lâu dài.
• Cần cẩn thận khi sử dụng Teluri và các hợp chất của nó.

Vấn đề an toàn khi sử dụng nguyên tố Teluri

Teluri là một nguyên tố tương đối an toàn khi sử dụng, tuy nhiên cũng có một số rủi ro cần phải thực sự lưu ý:

Hít phải bụi Teluri

Hít phải bụi Teluri có thể gây ra các vấn đề về hô hấp, bao gồm:

• Viêm phế quản
• Viêm phổi
• Xơ phổi

Tiếp xúc với da

Tiếp xúc với da có thể gây ra kích ứng da, bao gồm:

• Ngứa
• Mẩn đỏ
• Viêm da

Nuốt phải Teluri

Nuốt phải Teluri có thể gây ra các vấn đề về tiêu hóa, bao gồm:

• Buồn nôn
• Nôn mửa
• Tiêu chảy

Cách bảo vệ bản thân khi sử dụng Teluri:

• Đeo khẩu trang khi làm việc với Teluri để tránh hít phải bụi Teluri.
• Mang găng tay khi làm việc với Teluri để tránh tiếp xúc với da.
• Rửa tay kỹ lưỡng sau khi làm việc với Teluri.
• Tránh ăn uống hoặc hút thuốc khi làm việc với Teluri.

Trên đây là toàn bộ những kiến thức cơ bản về nguyên tố Teluri mà chúng tôi đã tổng hợp. Hãy cùng đọc và khám phá thêm về chủ đề này!

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan và sâu sắc về nguyên tố Teluri. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc muốn tìm hiểu thêm, đừng ngần ngại để lại comment dưới đây nhé!