ટેલ્યુરિયમ

ટેલ્યુરિયમ : આવર્ત કોષ્ટકના 16મા (અગાઉના VI B) સમૂહનું રાસાયણિક તત્ત્વ. સંજ્ઞા Te. 1782માં ઑસ્ટ્રિયન રસાયણશાસ્ત્રી ફ્રાન્ઝ જૉસેફ મ્યુલર વૉન રિકેન્સ્ટીને આ તત્વ મેળવ્યું હતું. 1798માં ક્લેપ્રોથે સૂચવ્યું કે પૃથ્વી માટેના લૅટિન શબ્દ Tellus પરથી તેને ટેલ્યુરિયમ નામ આપવામાં આવે.

કુદરતમાં ઉપસ્થિતિ : પૃથ્વીના આગ્નેય ખડકોમાં ટેલ્યુરિયમનું પ્રમાણ લગભગ 10^–9 % જેટલું હોય છે. મુક્ત સ્વરૂપે તે મધ્ય યુરોપ, કૉલોરાડો અને બોલિવિયામાં તેમજ જાપાનમાંના ગંધકના નિક્ષેપોમાં સેલેનિયમ સાથે 0.17 % Te મળી આવે છે. સામાન્ય રીતે તે સોનું, ચાંદી, તાંબું અને નિકલનાં ખનિજોમાં ધાતુના ટેલ્યુરાઇડ તરીકે મળે છે. દા. ત., સિલ્વેનાઇટ, [(Ag,Au)Te₂], (60 % Te); નગ્યેગાઇટ, [(Ag,Pb)₂(Te,S,Sb)₃]; હેઝાઇટ, Ag₂Te (40 % Te); ટેટ્રાડાયમાઇટ, Bi₂Te₃; અલ્ટાઇટ, PbTe; કોલોડોઇટ, HgTe; અને મેલોનાઇટ, Ni- ટેલ્યુરાઇડ. Te₃ ટેલ્યુરિયમ ઓકરમાં તે TeO₂ તરીકે રહેલું હોય છે. કેટલાંક ખનિજોનાં ભૂંજન (roasting) દરમિયાન મળતી ધૂમ્રરજ(flue dust)માં પણ Te મળી આવે છે. આ ઉપરાંત વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા તાંબાનું કે સીસાનું શુદ્ધીકરણ કરતી રિફાઇનરીમાં મળતા ઍનોડ-પંકમાં પણ તે મળે છે. સીસાના ઍનોડ-પંકમાં ટેલ્યુરિયમનું અને તાંબાના ઍનોડ-પંકમાં સેલેનિયમનું પ્રમાણ વધારે હોય છે. ભારતમાં ટેલ્યુરિયમ કોલારની ખાણોમાં (સોના સાથે) અને અસમનાં તાંબાનાં ખનિજોમાં મળી આવે છે.

નિષ્કર્ષણ : ટેલ્યુરિયમ ધરાવતા પદાર્થોને ગરમ સાંદ્ર, સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ (કેટલાંક ખનિજો માટે હાઇડ્રોક્લૉરિક ઍસિડ) સાથે પકાવવાથી ટેલ્યુરિયમ ટેલ્યુરાઇટ (TeO₃^2–) તરીકે નિષ્કર્ષિત થાય છે. ટેલ્યુરસ ઍસિડની સલ્ફાઇટ અથવા સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ અપચાયકો સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી ટેલ્યુરિયમ તત્ત્વ રૂપે છૂટું પડે છે.

H₂TeO₃ + 2SO₂ + H₂O → Te + 2H₂SO₄

હાઇડ્રોક્લૉરિક અને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડમાં ટેલ્યુરિયમ ઑક્સાઇડ(TeO₂)નું દ્રાવણ બનાવી વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા તેને લેડ કૅથોડ ઉપર નિક્ષેપિત કરી શકાય છે. ઑક્સાઇડનું કૉસ્ટિક સોડામાં દ્રાવણ બનાવીને પણ વિદ્યુત-વિભાજન કરી શકાય છે.

ઍનોડ-પંકમાંથી ટેલ્યુરિયમ મેળવવા તેનું સાવચેતીપૂર્વક ભૂંજન કરવાથી Na₂TeO₃ મળે છે. તેને દ્રાવણમાં લાવી તેમાં સલ્ફયુરિક ઍસિડ ઉમેરવાથી ફક્ત TeO₂ અવક્ષિપ્ત થાય છે.

Na₂TeO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + TeO₂ + H₂O

જો પંકને સોડિયમ કાર્બોનેટ અને સોડિયમ નાઇટ્રેટ સાથે પિગાળવામાં આવે તો સોડિયમ ટેલ્યુરેટ તેમજ સેલેનેટ બને છે. પીગળેલા જથ્થાને પાણીમાં ઓગાળતાં તે બંને દ્રાવણમાં જાય છે. આ આલ્કલીય દ્રાવણને હાઇડ્રોક્લૉરિક ઍસિડ સાથે ઉકાળવાથી ટેલ્યુરિક અને સેલેનિક ઍસિડ બંને અપચયન પામી ટેલ્યુરસ અને સેલેનસ ઍસિડ ઉત્પન્ન થાય છે. ટેલ્યુરસ ઍસિડ અસ્થાયી હોવાથી તેનું તરત જ વિઘટન થઈ ટેલ્યુરિયમ ડાયૉક્સાઇડ અવક્ષિપ્ત થાય છે.

Na₂TeO₄ + 2HCl → H₂TeO₄ + 2NaCl

H₂TeO₄ + 2HCl → H₂Te_O3 + H₂O + Cl₂

H₂TeO₃ → TeO₂ +  H₂O.

તેને ગાળી લઈ ઍસિડિક દ્રાવણમાં સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ વડે તેનું અપચયન કરવાથી ટેલ્યુરિયમ મળે છે.

ઉત્પાદિત ટેલ્યુરિયમ 99.5 % શુદ્ધ પાઉડર, સળિયા, તકતીઓ અને ટીકડી રૂપે મળે છે. સ્ફટિકમય Te 99.999 % શુદ્ધ હોય છે.

ગુણધર્મો : ટેલ્યુરિયમ બે સ્વરૂપમાં મળે છે : (અ) ચાંદી જેવા ભૂખરા અને ધાતુ જેવો ચળકાટ ધરાવતા ઘન પદાર્થ તરીકે, અને (બ) ઘેરા રાખોડીથી તપખીરિયા રંગના અસ્ફટિકીય (amorphous) પાઉડર રૂપે. તેના ગુણધર્મો સેલેનિયમને મળતા આવે છે. તે p – પ્રકારનો અર્ધવાહક છે અને તેની ઉપર પ્રકાશ પડતાં તેની વિદ્યુતવાહકતામાં વધારો થાય છે. તે ઉષ્માનો મંદવાહક છે. તે બરડ હોઈ તેનો સહેલાઈથી ભૂકો થઈ શકે છે. તેના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો નીચે પ્રમાણે છે :

પરમાણુ ક્રમાંક	52
ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના	2, 8, 18, 18, 6 અથવા [Kr] 4d10 5s2 5p4
પરમાણુભાર	127.60
ગ. બિં. (સ્ફટિક રૂપનું, °સે.)	449.8
ઉ. બિં. ( °સે.)	989.9
ઑક્સિડેશન અવસ્થા	–2, +2, +4, +6
સ્થાયી સમસ્થાનિકો	8
કઠિનતા (મોઝ)	2.3
ઘનતા (30° સે.) (ગ્રા/ઘ.સેમી.)	6.24 (સ્ફટિકીય), 6.015 (અસ્ફટિકીય)
વિદ્યુતઋણતા	2.1
વિશિષ્ટ અવરોધકતા (25° સે. – સેમી.)	2 x 105

સ્ફટિકમય ટેલ્યુરિયમ ઉપર સામાન્ય તાપમાને હવાની અસર થતી નથી પણ હવા અથવા ઑક્સિજનમાં ગરમ કરવાથી તે ભૂરાશ પડતી લીલી જ્યોતથી સળગીને ડાયૉક્સાઇડ (TeO₂) બનાવે છે. આ વખતે સહેજ ખાટી વાસ આવે છે. તેના ઉપર પાણી કે વરાળની કે બિનઑક્સિકારક ઍસિડની અસર થતી નથી. પણ સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક કે સાંદ્ર નાઇટ્રિક ઍસિડ તેનું ઑક્સિડેશન કરી ડાયૉક્સાઇડ આપે છે.

Te + 2H₂SO₄ → TeO₂ + 2H₂O + 2SO₂

Te + 4HNO₃ → TeO₂ + 2H₂O + 4NO₂

અમ્લરાજ(aqua regia) તેને ટેલ્યુરસ ઍસિડ(H₂TeO₃)માં ફેરવે છે.

હાઇડ્રોજન સાથે તે અલ્પ પ્રમાણમાં સંયોજાય છે જ્યારે ધાતુઓ સાથે તે ટેલ્યુરાઇડ આપે છે. હૅલોજન તત્વો (F, Cl, Br, I) સાથે તે ઝડપથી પ્રક્રિયા કરી હૅલાઇડ બનાવે છે.

ટેલ્યુરિયમ પોતે ઝેરી છે અને શરીરમાં દાખલ થાય તો શરીરમાંથી લસણ જેવી વાસ આવે છે. તેનાં સંયોજનો સેલેનિયમનાં સંયોજનો કરતાં ઓછાં ઝેરી છે.

મુખ્ય સંયોજનો : ટેલ્યુરિયમનો એક જ હાઇડ્રાઇડ, H₂Te, જાણીતો છે. Al₂Te₃ જેવા ધાત્વીય ટેલ્યુરાઇડ ઉપર ઍસિડની પ્રક્રિયા દ્વારા તેને બનાવી શકાય છે. તે હાઇડ્રોજન સેલેનાઇડ જેવો જ વિષાળુ પણ તેના કરતાં વધારે ખરાબ વાસ ધરાવતો રંગવિહીન વાયુ છે. પ્રવાહી રૂપે તે આછા પીળા રંગનો હોય છે, જ્યારે ઘન-સ્વરૂપે તે રંગવિહીન હોય છે.

સાદાં ટેલ્યુરાઇડ સંયોજનો (દા.ત., Na₂Te) દ્રાવણમાં પ્રબળ (strong) અપચયનકારી (reducing) પદાર્થો તરીકે વર્તે છે. આલ્કલી ટેલ્યુરાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે અને ઑક્સિજન દ્વારા પ્રક્રિયા પામી ઘેરા લાલ પૉલિટેલ્યુરાઇડ (દા. ત., Na₂Te₂) આપે છે. ભારે ધાતુઓના ટેલ્યુરાઇડ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.

ટેલ્યુરિયમના હૅલાઇડો પૈકી ટેલ્યુરિયમ હેક્ઝાફ્લોરાઇડ (TeF₆) ટેલ્યુરિયમની ફ્લોરિન સાથેની પ્રક્રિયાથી મળે છે. તેનું પાણી દ્વારા ધીરે ધીરે વિભાજન થાય છે.

TeF₆ + 6H₂O → H₆TeO₆ + 6HF

ટેલ્યુરિયમ ટેટ્રાક્લૉરાઇડ (TeCl₄), ધાતુની વધુ પડતા ક્લોરિન સાથેની અથવા S₂Cl₂ કે AsCl₃ સાથેની પ્રક્રિયાથી મળે છે. તે સફેદ, જળગ્રાહી (hygroscopic) પદાર્થ છે. ગ. બિં., 225° સે; ઉ. બિં., 390° સે. તે બેન્ઝિન, ટોલ્યુઇન અને નીચલા આલ્કોહૉલમાં દ્રાવ્ય પણ ઈથરમાં અદ્રાવ્ય છે. પાણી સાથે ધીમી પ્રક્રિયા કરી તે TeO₂ આપે છે, જ્યારે AlCl₃, (C₂H₅)₂O, NH₃, SO₃ વગેરે સાથે તે યોગશીલ નીપજો બનાવે છે. TeCl₄ અને Te  વચ્ચેની પ્રક્રિયા દ્વારા ડાયક્લૉરાઇડ (TeCl₂), (ગ. બિં., 175° સે.; ઉ. બિં. 324° સે.) ઉત્પન્ન થાય છે. TeCl₂ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી Te અને ટેલ્યુરસ ઍસિડ, H₂TeO₃ ઉત્પન્ન કરે છે જ્યારે ઑક્સિજન તેને TeCl₄ અને TeO₂માં ફેરવે છે. ટેલ્યુરિયમ ટેટ્રાબ્રોમાઇડ (TeBr₄) એ નારંગી લાલ રંગનો પદાર્થ છે જેનું ગ. બિં. 380° સે. અને ઉ. બિં. 421° સે. છે. ટેલ્યુરિયમ ડાયબ્રોમાઇડ એ કાળા રંગનો ઘન પદાર્થ છે. પાણી વડે તેનું જળવિભાજન થાય છે.

2TeBr₂ + 3H₂O → H₂TeO₃ + 4HBr + Te

ટેટ્રાઆયોડાઇડ પણ કાળો ઘન પદાર્થ છે. તે એસિટોન તેમજ ઇથાઇલ અને અમાઇલ આલ્કોહૉલમાં થોડો દ્રાવ્ય છે, જ્યારે કાર્બન ટેટ્રાક્લૉરાઇડ, કાર્બન-ડાયસલ્ફાઇડ, ઈથર અને ઍસેટિક ઍસિડમાં મુખ્યત્વે અદ્રાવ્ય છે. ટેલ્યુરિયમના સંકીર્ણ હૅલાઇડોમાં HTeCl₅•5H₂O, HTeBr₅•5H₂O અને HTeI₅•8H₂O જાણીતા છે.

ટેલ્યુરિયમના ઑક્સાઇડોમાં ત્રણ ઑક્સાઇડો (TeO, TeO₂ અને TeO₃) જાણીતા છે. તે પૈકી TeO₂ વધુ સ્થાયી છે. ટેલ્યુરિયમ સલ્ફાઇટને ગરમ કરવાથી મૉનૉક્સાઇડ (TeO) કાળા, અસ્ફટિકીય ભૂકા રૂપે મળે છે.

TeSO₃ → TeO + SO₂

ઠંડી, શુષ્ક હવામાં તે સ્થાયી છે, જ્યારે ભેજવાળી હવામાં તે TeO₂માં ઉપચયન પામે છે. ટેલ્યુરિયમને હવા અથવા ઑક્સિજનમાં બાળવાથી અથવા ઠંડા નાઇટ્રિક ઍસિડ વડે તેનું ઉપચયન કરવાથી TeO₂ ઉત્પન્ન થાય છે. સફેદ, ઘન TeO₂ને ગરમ કરતાં 452° સે.એ તે ઘેરા પીળા રંગના પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે. TeO₂ પાણીમાં થોડોક

દ્રાવ્ય છે. તે ઉભયગુણી હોઈ ઉગ્ર ઍસિડ સાથે યોગશીલ સંયોજનો (દા.ત., TeO₂•3HCl; (TeO₂)₂•HNO₃) બનાવે છે. ઑર્થોટેલ્યુરિક ઍસિડ(H₆TeO₆)ને ગરમ કરવાથી નારંગી-પીળા રંગનો ટ્રાયૉક્સાઇડ (TeO₃) મળે છે. ગરમ, સાંદ્ર પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ સાથે તે પોટૅશિયમ ટેલ્યુરેટ (K₂TeO₄) આપે છે.

ટેલ્યુરિયમના બે ઑક્સિઍસિડ, ટેલ્યુરસ (H₂TeO₃) અને ટેલ્યુરિક (H₂TeO₄) ઍસિડ અગત્યના છે. નિર્જળ H₂TeO₃ અલગ કરી શકાયો નથી. સામાન્ય ટેલ્યુરાઇટ સંયોજનો; દા. ત., K₂TeO₃, રંગવિહીન અને દ્રાવ્ય  હોય છે.  આલ્કલીય દ્રાવણમાં તેમનું હવા વડે ઉપચયન થાય છે. H₂TeO₄ અલગ કરી શકાયો નથી પણ તેના ક્ષારો જાણીતા છે. ટેલ્યુરિયમ અથવા તેના ડાયૉક્સાઇડનું ક્લૉરિક ઍસિડ અને અમ્લરાજ વડે અથવા નાઇટ્રિક ઍસિડમાં ક્રોમિક ઍસિડ વડે ઉપચયન કરવાથી ઑર્થોઍસિડ (H₆TeO₆) બનાવી શકાય છે. ટેલ્યુરાઇટ સંયોજનોને પોટૅશિયમ નાઇટ્રેટ સાથે પિગાળવાથી અથવા આલ્કલીમય ટેલ્યુરાઇટ દ્રાવણમાં ક્લોરિન પસાર કરવાથી સાદાં ટેલ્યુરેટ સંયોજનો મળે છે.

K₂TeO₃ + 2KOH + Cl₂ → K₂TeO₄ + 2KCl + H₂O

ઉપયોગ : કેટલીક મિશ્રધાતુઓના ઉત્પાદનમાં અને અર્ધવાહકોમાં ટેલ્યુરિયમ અગત્યનું છે. ટેલ્યુરિયમ ઉમેરવાથી ઍલ્યુમિનિયમની તન્યતા, કલાઈની મિશ્રધાતુઓની કઠિનતા અને તનનસામર્થ્ય અને સ્ટેઇનલેસ સ્ટીલ અને કૉપરની યંત્રણક્ષમતા-(machinability)માં વધારો થાય છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે તે સારા વાયુહારક (degasifier) તરીકે વર્તે છે. લેડમાં 0.05થી 0.1 % Te ઉમેરવાથી તેની ક્ષારણરોધકતા વધે છે. MgMn મિશ્રધાતુની ક્ષારણરોધકતામાં પણ તે જ પ્રમાણે વધારો થાય છે. વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા જસત મેળવવા, કાચ અને સિરેમિક તથા ઇનેમલને રંગીન બનાવવા, ઉષ્માવિદ્યુત-પ્રયુક્તિઓમાં, ઉદ્દીપક તરીકે તેમજ અવકાશયાન માટેની લિથિયમ બૅટરીમાં પણ Te વપરાય છે. Te-બાષ્પદીવો સૂર્યના જેવો પ્રકાશ આપે છે. ફોટોગ્રાફીમાં ટેલ્યુરિયમનાં સંયોજનો વાપરવાથી પ્લેટ ઉપર તપખીરિયો રંગ આવે છે. નિર્જલીય દ્રાવકોમાં પોટૅન્શિયોમિતીય અનુમાપનો માટે ટેલ્યુરિયમ વીજધ્રુવો વપરાય છે. લેડ ટેલ્યુરાઇડ ઉષ્માવિદ્યુત-યુગ્મો-(thermocouples)માં પ્રકાશ-વિદ્યુતવાહક (photoconductor) અને અર્ધવાહક તરીકે વપરાય છે. રબરના વલ્કેનાઇઝિંગમાં પણ ટેલ્યુરિયમ ઉપયોગી છે. લિથિયમ અને તે અવકાશયાનો માટેનો સંગ્રાહક કોષોમાં વપરાય છે.

વિશ્લેષણ : ટેલ્યુરિયમનાં સંયોજનોના દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ પસાર કરવાથી ગંધકની સાથે TeSનું  અવક્ષેપન થાય છે. Teના ઍસિડમય દ્રાવણમાં પોટૅશિયમ આયોડાઇડ ઉમેરવાથી TeI₄ના કાળા અવક્ષેપ મળે છે, જે વધુ પ્રક્રિયકમાં દ્રાવ્ય થઈ ઘેરા લાલ રંગનું દ્રાવણ બનાવે છે. આ દ્રાવણમાં સલ્ફર-ડાયૉક્સાઇડ પસાર કરવાથી ટેલ્યુરિયમ તત્વ રૂપે છૂટું પડે છે.

ભારમાપક પૃથક્કરણમાં ટેલ્યુરિયમને પહેલાં ટેલ્યુરસ ઍસિડમાં ફેરવી દ્રાવણનું સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ કે હાઇડ્રેઝીન વડે અપચયન કરવાથી મળતા ટેલ્યુરિયમ પાઉડરનું વજન કરવામાં આવે છે.

કદમાપક પૃથક્કરણમાં H₂TeO₃ના દ્રાવણમાં વધુ ડાઇક્રોમેટ ઉમેરી તેનું ઉપચયન કરવામાં  આવે  છે. બાકી રહેલા ડાઇક્રોમેટનું ફેરસ સલ્ફેટ વડે અનુમાપન કરી શકાય છે.

3H₂TeO₃ + K₂Cr₂O₇ + 8HCl →

3H₂TeO₄ + 2CrCl₃ + 2KCl + 4H₂O

જ. દા. તલાટી