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碲酸

碲酸,又称原碲酸,化学式为Te(OH)6,是一种无色晶体。可通过硫酸与碲酸钡作用或使用强氧化剂氧化单质碲来制备。碲酸在空气中稳定,可用作氧化剂,也可用于制备其他碲酸及其盐类。碲酸有两种晶体形式:单斜晶体和立方晶体,其中单斜晶体的密度为3.071 g/cm³,立方晶体的密度为3.17 g/cm³。碲酸易溶于水,但在浓硝酸中难以溶解。加热至100℃至200℃时,碲酸会脱水生成中间产物(H2TeO4)n,最终转化为酸酐TeO3。碲酸是一种弱酸,其酸性接近碳酸。

化学性质

碲酸是一种弱酸,具有较强的氧化性。在特定条件下,它可以将溴化氢和碘化氢氧化成单质溴和单质碘,同时自身被还原成二氧化碲和碲的混合物。此外,碲酸还可以被二氧化硫、锌、亚铁离子、联氨等还原成碲。碲酸的标准电极电势为+1.02V,表明其在氧化过程中具有一定的活性。碲酸及其盐类主要包含六配位的碲,如碲酸钡(BaTeO4),可以通过二氧化碲和过氧化钡的反应制备,与钼酸钡属于同晶型。碲酸是一种六元酸,尽管通常只有两个氢原子易于被取代,但也有可能有更多的氢原子参与反应,如Ag3H3TeO6、Zn3TeO6。碲酸还能形成Te(OMe)6烷氧基化合物。

制备方法

碲酸可以通过碲或二氧化碲过氧化氢三氧化铬氧化来制备。具体的方法包括:

方法一

碘化钠碳酸钾、水和少量30%的过氧化氢加入研细的试剂二氧化碲中,不断搅拌并加热至105-110℃,保温30分钟。当气泡不再溢出时,冷却混合物,滤去不溶物,滤液用水稀释,然后分次少量加入KY-2(H-型)阳离子交换树脂。控制混合物的pH低于3,滤出没药树并多次水洗涤,洗液并入滤液。将该溶液以一定速度通过填有KY-2(H-型)洗涤交换柱,合并洗液及溶液,加热蒸发至出现结晶薄膜,冷却,加入溶液体积两倍的95%乙醇,静置后过滤,结晶用95%乙醇洗涤后,于真空下干燥,即为成品。

方法二

将13克碲粉装入带有回流冷凝管的圆底烧瓶中,用5毫升50%的硝酸将其完全湿润。将反应装置置于通风橱中,分次加入150毫升10%的氯酸溶液,可加热使反应激烈发生,此时溶液应处于沸腾状态,并有大量氯气生成,加热回流30分钟,使碲完全溶解。先用直火加热蒸发溶液,然后在水浴上蒸发至有结晶出现,在搅拌下用冰水浴冷却结晶,即可析出微细的白色结晶。将结晶滤出后用热水溶解并重结晶一次。用玻璃砂芯漏斗吸滤,先用少量的冰水,后用乙醇乙醚洗涤,最后在放有五氧化二磷的真空干燥器干燥。

方法三

将10克TeO2在40毫升硝酸和100毫升水中的悬浮液加热至沸,并在猛烈搅拌下分次慢慢加入100毫升5%的高锰酸钾溶液,每隔5分钟加入5毫升,然后搅拌和煮沸。当全部高锰酸钾溶液加完后,使溶液在沸腾温度下保持50分钟,这样可减少MnO2生成的量。然后慢慢地加入3%的过氧化氢溶液,直至MnO2全部溶解,成为澄清的溶液。将此溶液蒸发到约剩60克时加入10毫升浓硝酸,静置24小时可析出原碲酸结晶。将母液倾出,蒸发至约25克时再用10毫升硝酸进行同样的处理,又可得到部分结晶。将两次所得的结晶合并后用浓硝酸洗涤三次,每次用10毫升硝酸,且每次洗涤后要尽量将晶体弄干。然后将晶体用25毫升水和17毫升浓硝酸组成的溶液重结晶一次,再用蒸馏水重结晶一次。最后将结晶用少量冰水、乙醇乙醚依次洗涤,并在放有五氧化二磷的真空干燥器中干燥。

应用领域

碲酸可用作分析试剂,特别是在定量分析中用于分离溴化物及氯化物。此外,还可用于制备碲酸盐等化合物。

相关数据

计算化学数据

碲酸的相关计算化学数据包括:

1. 疏水参数计算参考值(XlogP): 无

2. 氢键供体数量: 6

3. 氢键受体数量: 6

4. 可旋转化学键数量: 0

5. 互变异构体数量: 无

6. 拓扑分子极性表面积: 121

7. 重原子数量: 7

8. 表面电荷: 0

9. 复杂度: 62.7

10. 同位素原子数量: 0

11. 确定原子立构中心数量: 0

12. 不确定原子立构中心数量: 0

13. 确定化学键立构中心数量: 0

14. 不确定化学键立构中心数量: 0

15. 共价键单元数量: 1

安全信息

碲酸的安全相关信息包括:

- 包装等级:II

- 风险类别:6.1(a)

- WGK德国:3

- 危险类别码:20

- RTECS号:WY2350000

- 安全标志:S22: 不要吸入粉尘。S38: 在通风不良的场所,佩戴合适的呼吸装置。

- 危险标志:Xn

参考资料

碲酸.化工百科.2024-09-18

碲酸.化源网.2024-09-18

碲酸.化学书.2024-09-18