8.11.5: Química del Telurio (Z=52)

Descubierto por von Reichenstein en 1782, el telurio es un metaloide quebradizo que es relativamente raro. Lleva el nombre del tello latino por “tierra”. El telurio se puede alear con algunos metales para aumentar su maquinabilidad y es un ingrediente básico en la fabricación de tapones de voladura. El teluro elemental se encuentra ocasionalmente en la naturaleza pero con mayor frecuencia se recupera de varios minerales de oro, todos los contienen\(AuTe_2\).

Historia

El telurio fue descubierto en un mineral de oro de las minas de Zlatna, cerca de la actualidad Sibiu, Transilvania. El mineral era conocido como “Faczebajer weißes blättriges Golderz” (mineral de oro blanco de hoja de Faczebaja) o antimonalischer Goldkies (pirita de oro antimónica). En 1782, mientras se desempeñaba como inspector jefe austriaco de minas en Transilvania Franz-Joseph Müller von Reichenstein concluyó que el mineral no contenía antimonio, sino que contenía sulfuro de bismuto. No obstante al año siguiente, informó que esto era erróneo y que el mineral contenía principalmente oro y un metal desconocido muy similar al antimonio. Después de 3 años de pruebas, Müller determinó la gravedad específica del mineral y notó el olor a rábano del humo blanco, que pasó, cuando se calentó el nuevo metal. En 1789, otro científico húngaro, Pál Kitaibel, también descubrió el elemento independientemente en un mineral de Deutsch-Pilsen que había sido considerado como molibdenita argentífera, pero más tarde le dio el crédito a Müller. En 1798, fue nombrado por Martin Heinrich Klaproth quien antes lo aisló del mineral calaverita.

Propiedades

El telurio es un elemento semimetálico, lustroso, cristalino, quebradizo, blanco plateado. Por lo general, está disponible como un polvo gris oscuro y tiene propiedades metálicas y no metálicas. Te forma muchos compuestos correspondientes a los de azufre y selenio. Cuando se quema en el aire, el teluro tiene una llama de color azul verdoso y como resultado forma dióxido de teluro. El telurio no se ve afectado por el agua o el ácido clorhídrico, pero se disuelve en ácido nítrico. Se trata de una masa atómica de 127.6 g/mol ^-1 y una densidad de 6.24 g-cm ^-3. Su punto de ebullición está a 450 grados Celsius y su punto de fusión está a 1390 °C.

Fuente y Abundancia

Existen ocho isótopos naturales de Telurio, de los cuales tres son radiactivos. El telurio se encuentra entre los elementos sólidos estables más raros de la corteza terrestre. A 0.005 ppm, es comparable al platino en abundancia. Sin embargo, el teluro es mucho más abundante en el universo más amplio. El telurio fue originalmente y se encuentra más comúnmente en los telururos de oro. Sin embargo, la mayor fuente para la producción moderna de teluro es como subproducto del refinamiento de cobre blíster. El tratamiento de 500 toneladas de mineral de cobre resulta en 0.45 kg de teluro. El telurio también se puede encontrar en los depósitos de plomo. Otras fuentes de teluro, conocidas como depósitos subeconómicos debido a que el costo de la abstracción supera al rendimiento en teluro, son el cobre de grado inferior y algo de carbón.

Originalmente, el mineral de teluro de cobre se trata con bicarbonato de sodio y oxígeno elemental para producir una sal de óxido de teluro, óxido de cobre y dióxido de carbono:

\[Cu_2Te + Na_2CO_3 + 2O_2 \rightarrow 2CuO + Na_2TeO_3 + CO_2\]

Luego, el óxido de teluro de sodio se trata con ácido sulfúrico para precipitar el dióxido de teluro que puede tratarse con hidróxido de sodio acuoso para reducir a teluro y oxígeno gaseoso puro:

\[TeO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2TeO_3 + H_2O \rightarrow Te + 2NaOH + O_2\]

Uso Industrial y Comercial

El telurio tiene muchos usos industriales y comerciales únicos que mejoran la calidad y la calidad de vida del producto. Muchas de estas tecnologías que utilizan telurio tienen usos importantes para la industria energética, las industrias militar y la salud. El telurio se utiliza para colorear vidrio y cerámica y puede mejorar la calidad de mecanizado de los productos metálicos. Cuando se agrega a las aleaciones de cobre, el teluro hace que la aleación sea más dúctil, mientras que puede prevenir la corrosión en los productos de plomo. El telurio es un componente importante de los detectores de infrarrojos utilizados por los militares, así como los detectores de rayos X utilizados por una variedad de campos, incluyendo la medicina, la ciencia y la seguridad. Además, se utilizan catalizadores a base de telurio para producir caucho de mayor calidad. Las películas CdTe son una de las fotovoltaicas de mayor eficiencia, metales que convierten la luz solar directamente en energía eléctrica, con una eficiencia de 11-13% y, por lo tanto, son ampliamente utilizadas en paneles solares. CdTe es un semiconductor de película delgada que absorbe la luz solar.

El telurio puede ser sustituido por otros elementos en algunos de sus usos. Para muchos usos metalúrgicos, el selenio, el bismuto o el plomo son sustitutos efectivos. Tanto el selenio como el azufre pueden reemplazar al teluro en la producción de caucho. Las tecnologías basadas en telurio tienen impactos globales. Como fotovoltaica, CdTe es la segunda célula solar más utilizada en el mundo, pronto se dice que supera al silicio cristalino y se convierte en la primera. Según el ejército estadounidense, los detectores de infrarrojos basados en telurio son la razón por la que los militares tienen tal ventaja por la noche, ventaja que, a su vez, repercute en la política global e interna.

Impactos Ambientales

La extracción de telurio, como subproducto del refinamiento de cobre, comparte impactos ambientales asociados a la extracción y extracción de cobre. Si bien es un proceso generalmente seguro, la eliminación del cobre de otras impurezas en el mineral puede conducir a la lixiviación de varios sedimentos peligrosos. Además, la extracción de cobre tiende a llevar a reducir el flujo y la calidad del agua, la alteración de los suelos y la erosión de las riberas de los ríos y la reducción de la calidad del aire.

Limitaciones de recursos frente a demanda

Cada año se extraen alrededor de 215-220 toneladas de telurio en todo el mundo. En 2006, Estados Unidos produjo el 40% de la producción, Perú produjo el 30%, Japón produjo el 20% y Canadá produjo el 10% del suministro mundial de teluro (ya que el gráfico no puede ser más grande). Los países líderes en producción son Estados Unidos con 50 toneladas anuales, Japón con 40 toneladas anuales, Canadá con 16 toneladas anuales y Perú con 7 toneladas anuales (año 2009). Cuando está puro, el telurio cuesta $24 por cada 100 gramos. Debido a que el telurio es casi tan raro como el platino en la tierra, el Departamento de Energía de Estados Unidos espera un déficit de suministro para el año 2025, a pesar de que los métodos de extracción siempre mejoran. A medida que aumente la demanda para proporcionar el telurio necesario para los paneles solares y otras cosas similares, la oferta seguirá disminuyendo y así el precio se disparará. Esto provocará olas en el movimiento de energía sustentable así como prácticas militares y medicina moderna.

Colaboradores y Atribuciones

• Stephen R. Marsden (ChemTopics)

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