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碲酸

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碲酸是無色晶體，由硫酸與碲酸鋇作用或用強氧化劑氧化單質碲製得，在空氣中穩定，可用於製取其他碲酸及碲酸鹽以及用作氧化劑。用強氧化劑將碲氧化為碲酸。有兩種變體：單斜晶體和立方晶體。單斜者密度為3.071g/cm3，立方者為3.17g/cm3易溶於水，難溶於濃硝酸，加熱100℃至200℃脱水生成中間產物(H2TeO4)n,最後完全轉變為酸酐TeO3。它是一種和碳酸酸性相近的弱酸。
中文名
碲酸
外文名
Telluric acid, telluric(VI) acid
別    名
原碲酸
二水碲酸
化學式
H6TeO6
分子量
229.64
CAS登錄號
7803-68-1
EINECS登錄號
232-267-6
熔    點
136 ℃
水溶性
易溶於水 [3] 
密    度
3.07g/cm3
外    觀
白色固體
UN危險貨物編號
UN 3284 6.1/PG 3
RTECS號
WY2350000
危險品標誌
Xn
安全術語
S22 S38 S36/S37/S39
危險類別
6.1(a)
可燃性特徵
8

目錄

  1. 1 理化性質
  2. 2 製備方法
  3. 3 應用領域
  4. 4 計算化學數據
  5. 5 安全信息

碲酸理化性質

白色晶體。密度3.07g/cm3。熔點136℃。可溶於冷水，更易溶於熱水，283K以下可結晶出四水合物，但難溶於濃HNO3和乙醇。H6TeO6在封管中於409K熔化成聚偏碲酸(H2TeO4)n。H6TeO6的水溶液，在空氣中加熱至373-473K也可脱水成(H2TeO4)n，n≈10。加熱至493K以上即分解出三氧化碲。 [4] 
碲酸具有強氧化性：
H6TeO6 + 2HCl = TeO2 + Cl2 + 4H2O
H6TeO6 + 3H2S = TeS3-x + xS + 6H2O（x=1,2,3）
H6TeO6 + 6HI = Te + 3I2 + 6H2O
原碲酸的氧化性和硒酸相同，也是強氧化劑，其標準電極電勢為+1.02V，加熱時能侵蝕氧化還原電勢序中Ag以上的許多金屬。原碲酸與熱濃鹽酸反應也可遊離出氯氣，本身被還原為二氧化碲，故原碲酸與液鹽酸的混合溶液也能溶解鉑和金。 [4] 
碲酸是一種二元弱酸，K1=6.8*10-7，K2=4*10-11（也有資料指出K1=1.53*10-8，出自無機元素化學-劉新錦p134）碲酸是H6TeO6而不是H2TeO4·2H2O， [1]  碲酸的六個羥基是一樣的，之所以是二元酸是因為三級電離常數小於水，無水條件下可以形成正鹽（如Zn3TeO6）。

碲酸製備方法

碲酸可由碲或二氧化碲被雙氧水或三氧化鉻氧化製備。
1.將理論量的無水碳酸鉀（純級）、水和少量30%的過氧化氫（純級）加到研細的試劑二氧化碲中，不斷攪拌並加熱至105-110℃，保温30min， 當氣泡不再溢出時，冷卻混合物，濾去不溶物，濾液用水稀釋，然後分次少量加入KY-2（H-型）陽離子交換樹脂。控制混合物的pH＜3，濾出樹脂並應水洗滌樹脂數次，洗液併入濾液，將該溶液以一定速度通過填有KY-2（H-型）洗滌交換柱，合併洗液及溶液，加熱蒸發至出現結晶薄膜，冷卻，加入溶液體積兩倍的95%乙醇，靜置後過濾，結晶用95%乙醇洗滌後，於真空下乾燥，即為成品。 [3] 
2.將13g碲粉裝入帶在迴流冷凝管的圓底燒瓶中，用5mL50%的硝酸將其完全濕透。將反應裝置置於通風櫥中，分次加入150mL10%的氯酸溶液，可加熱使反應激烈發生，此時溶液應處於沸騰狀態，並有大量氯氣生成，加熱迴流30min，使碲完全溶解。先用直火加熱蒸發溶液，然後在水浴上蒸發至有結晶出現，在攪拌下用冰水浴冷卻結晶，即可析出微細的白色結晶。將結晶濾出後用熱水溶解並重結晶一次。用玻璃砂芯漏斗吸濾，先用少量的冰水，後用乙醇和乙醚洗滌，最後在放有P2O5的真空乾燥器乾燥。 [3] 
3.將10gTeO2在40mL濃硝酸和100mL水中的懸浮液加熱至沸，並在猛烈攪拌下分次慢慢加入100mL 5%的高錳酸鉀溶液，每隔5min加入5mL，然後攪拌和煮沸。當全部高錳酸鉀溶液加完後，使溶液在沸騰温度下保持50min，這樣可減少MnO2生成的量。然後慢慢地加入3%的H2O2溶液，直至MnO2全部溶解，成為澄清的溶液。將此溶液蒸發到約剩60g時加入10mL濃硝酸，靜置24h可析出原碲酸結晶。將母液傾出，蒸發至約25g時再用10mL濃硝酸進行同樣的處理，又可得到部分結晶。將兩次所得的結晶合併後用濃硝酸洗滌三次，每次用10mL硝酸，且每次洗滌後要儘量將晶體弄乾。然後將晶體用25mL水和17mL濃硝酸組成的溶液重結晶一次，再用蒸餾水重結晶一次。最後將結晶用少量冰水、乙醇和乙醚依次洗滌，並在放有P2O5的真空乾燥器中乾燥。 [3] 

碲酸應用領域

碲酸可以用作分析試劑，定量分析中分離溴化物及氯化物。也可用於製取碲酸鹽等。 [2] 

碲酸計算化學數據

數據 [3]  ：
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:6
3.氫鍵受體數量:6
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積121
7.重原子數量:7
8.表面電荷:0
9.複雜度:62.7
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1

碲酸安全信息

信息 [3]  ：
包裝等級：II
風險類別：6.1(a)
WGK_Germany：3 德國有關水污染物質的分類清單
危險類別碼：20
RTECS號：WY2350000
安全標誌：S22:不要吸入粉塵。S38:在通風不良的場所，佩戴合適的呼吸裝置。:
危險標誌：Xn
參考資料
  • 1.    傅獻彩．大學化學：高等教育出版社，1999年9月：708
  • 2.    武漢大學 吉林大學 等. 無機化學（第三版） 下冊. 高等教育出版社, 2011. pp 623. ISBN 978-7-04-004880-3
  • 3.    碲酸  ．化學+[引用日期2024-06-27]
  • 4.    姚鳳儀等．無機化學叢書第五卷 氧硫硒分族：科學出版社，1990：390-391