Telurium

Telurium adalah unsur kimia dengan simbol Te dan nomor atom 52. Unsur ini adalah metaloid yang rapuh, agak beracun, jarang ditemukan, berwarna putih perak. Telurium secara kimiawi terkait dengan selenium dan belerang, ketiganya adalah kalkogen. Kadang-kadang ditemukan dalam bentuk asli sebagai kristal unsur. Telurium jauh lebih umum di Semesta secara keseluruhan daripada di Bumi. Kelangkaannya yang ekstrem di kerak bumi, sebanding dengan platinum, sebagian disebabkan oleh pembentukan hidrida yang mudah menguap yang menyebabkan telurium hilang ke angkasa sebagai gas selama pembentukan Bumi, ketika kondisinya sangat panas, dan sebagian karena afinitas telurium yang rendah terhadap oksigen, yang menyebabkannya mengikat secara istimewa ke kalkofil lain dalam mineral padat yang meresap ke dalam inti bumi.

Senyawa pembawa telurium pertama kali ditemukan pada tahun 1782 di sebuah tambang emas di Kleinschlatten, Transylvania (sekarang Zlatna, Rumania) oleh ahli mineral Austria Franz-Joseph Müller von Reichenstein, meskipun Martin Heinrich Klaproth yang menamai unsur baru pada tahun 1798 setelah kata Latin untuk "bumi", Tellus. Mineral telurida emas adalah senyawa emas alami yang paling terkenal. Namun, mereka bukan sumber telurium yang signifikan secara komersial, yang biasanya diekstraksi sebagai produk sampingan dari tembaga dan produksi timah.

Secara komersial, penggunaan utama telurium adalah tembaga (tembaga telurium) dan paduan baja, di mana ia dapat meningkatkan kemampuan mesin. Aplikasi dalam panel surya CdTe dan semikonduktor kadmium telurida juga mengkonsumsi sebagian besar produksi telurium. Tellurium dianggap sebagai elemen kritis untuk teknologi.

Telurium tidak memiliki fungsi biologis, meskipun jamur dapat menggunakannya di tempat sulfur dan selenium dalam asam amino seperti telurosisteina dan telurometionina. Pada manusia, telurium sebagian dimetabolisme menjadi dimetil telurium, (CH3)2Te, gas dengan bau seperti bawang putih yang dihembuskan dalam nafas korban paparan atau keracunan telurium.

Ciri khas

Sifat fisik 
Telurium memiliki dua alotrop, yaitu kristal dan amorf. Saat kristal, telurium berwarna putih keperakan dengan kilau logam. Ini adalah metaloid yang rapuh dan mudah dihancurkan. Telurium amorf adalah bubuk hitam-coklat yang disiapkan oleh pengendapan dari larutan asam telurus atau asam telurat (Te(OH)6). Telurium adalah semikonduktor yang menunjukkan konduktivitas listrik lebih besar dalam arah tertentu tergantung pada penyelarasan atom, konduktivitasnya sedikit meningkat ketika terkena cahaya (fotokonduktivitas). Ketika cair, telurium bersifat korosif terhadap tembaga, besi, dan baja nirkarat. Dari kalkogen, telurium memiliki titik leleh dan titik didih tertinggi, yaitu  dan , masing-masing.

Sifat kimia 
Telurium mengadopsi struktur polimer yang terdiri dari rantai zig-zag atom Te. Bahan berwarna abu-abu ini menolak oksidasi melalui udara dan tidak mudah menguap.

Isotop 
Telurium yang terbentuk secara alami memiliki delapan isotop. Enam isotop di antaranya, 120Te, 122Te, 123Te, 124Te, 125Te, dan 126Te, adalah isotop yang stabil. Dua lainnya, 128Te dan 130Te, ditemukan sedikit radioaktif, dengan paruh yang sangat panjang, 2,2×1024 tahun untuk 128Te. Ini adalah paruh terpanjang yang diketahui di antara semua radionuklida  dan sekitar 160 triliun (1012) kali usia alam semesta yang diketahui. Isotop stabil hanya menyusun 33,2% dari semua telurium yang terbentuk secara alami.

Lebih lanjut, 31 radioisotop buatan telurium diketahui, dengan massa atom berkisar antara 104 hingga 142 dan dengan waktu paruh 19 hari atau kurang. Juga, 17 isomer nuklir diketahui, dengan waktu paruh hingga 154 hari. Dengan pengecualian dari cabang emisi berilium-8 dan beta-tertunda alfa dalam beberapa nuklida yang lebih ringan, telurium (104Te hingga 109Te) adalah elemen paling ringan dengan isotop yang diketahui mengalami peluruhan alfa.

Massa atom telurium (127,60 g·mol−1) melebihi yodium (126,90 g·mol−1), elemen berikutnya dalam tabel periodik.

Kelimpahan 

Dengan kelimpahan di kerak bumi yang sebanding dengan platinum (sekitar 1 µg / kg), telurium adalah salah satu unsur padat stabil yang paling langka. Sebagai perbandingan, bahkan lantanida stabil yang paling langka memiliki kelimpahan kerak hingga 500 µg/kg (lihat Kelimpahan unsur kimia).

Kelangkaan telurium di kerak bumi bukanlah cerminan dari kelimpahan kosmiknya. Telurium lebih melimpah daripada rubidium di kosmos, meskipun rubidium 10.000 kali lebih melimpah di kerak bumi. Kelangkaan telurium di Bumi diperkirakan disebabkan oleh kondisi selama penyortiran pra-akresi di nebula surya, ketika bentuk stabil dari unsur-unsur tertentu, dengan tidak adanya oksigen dan air, dikendalikan oleh daya reduksi hidrogen bebas. Dalam skenario ini, unsur-unsur tertentu yang membentuk hidrida yang mudah menguap, seperti telurium, sangat terkuras melalui penguapan hidrida ini. Telurium dan selenium adalah unsur berat yang paling banyak terkuras oleh proses ini.

Telurium kadang-kadang ditemukan dalam bentuk aslinya (yaitu, unsur), tetapi lebih sering ditemukan sebagai telurida emas seperti kalaverit dan krennerit (dua polimorf berbeda dari AuTe2), petzit, Ag3AuTe2, dan silvanite, AgAuTe4. Kota Telluride, Colorado, dinamai dengan harapan akan terjadi demam telurida emas (yang tidak pernah terwujud, meskipun bijih logam emas ditemukan). Emas itu sendiri biasanya ditemukan tidak tergabung, tetapi ketika ditemukan sebagai senyawa kimia, paling sering dikombinasikan dengan telurium.

Meskipun telurium lebih sering ditemukan dengan emas daripada dalam bentuk tidak tergabung, telurium ditemukan lebih sering digabungkan sebagai telurida logam yang lebih umum (misalnya melonit, NiTe2). Mineral telurit dan telurat alami juga terbentuk, yang dibentuk oleh oksidasi telurida dekat permukaan bumi. Berbeda dengan selenium, telurium biasanya tidak menggantikan sulfur dalam mineral karena perbedaan jari-jari ion yang besar. Jadi, banyak mineral sulfida umum mengandung sejumlah besar selenium dan hanya sedikit telurium.

Dalam demam emas tahun 1893, penambang di Kalgoorlie membuang bahan pirit saat mereka mencari emas murni, dan digunakan untuk mengisi lubang dan membangun trotoar. Pada tahun 1896, buangan tersebut ditemukan sebagai kalaverit, sebuah telurida emas, dan itu memicu demam emas kedua yang termasuk menambang di jalanan.

Sejarah 
Telurium (bahasa Latin tellus yang berarti "bumi") ditemukan pada abad ke-18 di dalam bijih emas dari tambang di Kleinschlatten (sekarang Zlatna), dekat kota Alba Iulia, Rumania saat ini. Bijih ini dikenal sebagai "Faczebajer weißes blättriges Golderz" (bijih emas berdaun putih dari Faczebaja, nama Jerman Facebánya, sekarang Fața Băii di Provinsi Alba) atau antimonalischer Goldkies (pirit emas antimonik), dan menurut Anton von Rupprecht, adalah Spießglaskönig ( argent molybdique ), yang mengandung antimon alami. Pada 1782 Franz-Joseph Müller von Reichenstein, yang saat itu menjabat sebagai inspektur kepala tambang Austria di Transylvania, menyimpulkan bahwa bijih tidak mengandung antimon tetapi bismut sulfida. Tahun berikutnya, dia melaporkan bahwa ini keliru dan bijih itu sebagian besar mengandung emas dan logam tak dikenal yang sangat mirip dengan antimon. Setelah penyelidikan menyeluruh yang berlangsung selama tiga tahun dan mencakup lebih dari lima puluh pengujian, Müller menentukan berat jenis mineral dan mencatat bahwa ketika dipanaskan, logam baru tersebut mengeluarkan asap putih dengan bau seperti lobak; bahwa itu memberi warna merah pada asam sulfat; dan bila larutan ini diencerkan dengan air, ia memiliki endapan hitam. Namun demikian, ia tidak dapat mengidentifikasi logam ini dan memberinya nama aurum paradoxium (emas paradoks) dan metalum problematicum (logam bermasalah), karena tidak menunjukkan sifat yang diprediksi untuk antimon.

Pada tahun 1789, seorang ilmuwan Hungaria, Pál Kitaibel, menemukan unsur tersebut secara independen dalam bijih dari Deutsch-Pilsen yang telah dianggap sebagai molibdenit argentiferous, tetapi kemudian ia memberikan penghargaan kepada Müller. Pada 1798, unsur itu dinamai oleh Martin Heinrich Klaproth, yang sebelumnya mengisolasinya dari mineral kalaverit.

Pada tahun 1960-an terjadi peningkatan aplikasi termoelektrik untuk telurium (dalam bentuj telurium bismut), dan dalam paduan baja pemesinan bebas, yang menjadi penggunaan dominannya.

Penerapan

Metalurgi 
Konsumen telurium terbesar adalah metalurgi dari besi, baja tahan karat, tembaga, dan paduan timah. Penambahan telurium pada baja dan tembaga menghasilkan paduan yang lebih mudah diolah. Telurium dicampur menjadi besi cor untuk menghasilkan pendinginan untuk spektroskopi, di mana keberadaan grafit bebas konduktif listrik cenderung mengganggu hasil pengujian emisi percikan. Dalam timbal, telurium meningkatkan kekuatan dan daya tahan, dan mengurangi aksi korosif asam sulfat.

Industri elektronika dan semikonduktor 

Telurium digunakan dalam panel surya kadmium telurida (CdTe). Tes laboratorium Laboratorium Energi Terbarukan Nasional pada telurium menunjukkan beberapa contoh efisiensi terbesar untuk penghasil tenaga listrik sel surya. Produksi komersial besar panel surya CdTe oleh First Solar dalam beberapa tahun terakhir telah secara signifikan meningkatkan permintaan telurium. Mengganti beberapa kadmium di CdTe dengan seng, memproduksi (Cd,Zn)Te, menghasilkan detektor sinar-X padat, memberikan alternatif untuk lencana film sekali pakai.

Bahan semikonduktor sensitif terhadap inframerah dibentuk dengan paduan telurium dengan kadmium dan merkuri untuk membentuk merkuri kadmium telurida.

Senyawa organotellurium seperti dimetil telurida, dietil telurida, diisopropil telurida, dialil telurida dan metil alil telurida merupakan prekursor untuk sintesis pertumbuhan epitaksi fase uap metalorganik dari senyawa semikonduktor II-VI. Diisopropyl telluride (DIPTe) adalah prekursor yang disukai untuk pertumbuhan suhu rendah CdHgTe oleh MOVPE . Metalorganik kemurnian terbesar dari selenium dan telurium digunakan dalam proses ini. Senyawa untuk industri semikonduktor dan dibuat dengan pemurnian aduk.

Peran biologis 
Telurium tidak memiliki fungsi biologis yang diketahui, meskipun jamur dapat menggunakannya, menggantikan sulfur dan selenium menjadi asam amino seperti teluro-sistein dan teluro-metionin. Organisme telah menunjukkan toleransi yang sangat bervariasi terhadap senyawa telurium. Banyak bakteri, seperti Pseudomonas aeruginosa, mengambil telurium dan mereduksinya menjadi telurium unsur, yang menumpuk dan menyebabkan penggelapan sel yang khas dan dramatis. Dalam ragi, reduksi ini dimediasi oleh jalur asimilasi sulfat. Akumulasi telurium tampaknya merupakan bagian utama dari efek toksisitasnya. Banyak organisme juga memetabolisme telurium untuk membentuk dimetil telurida, meskipun dimetil ditelurida juga dibentuk oleh beberapa spesies. Dimetil telurida telah diamati di mata air panas dengan konsentrasi yang sangat rendah.

Referensi