Telurium

Telurium adalah sebuah unsur kimia dengan lambang Te dan nomor atom 52. Telurium merupakan metaloid berwarna putih keperakan, rapuh, agak beracun, dan langka. Secara kimia, telurium berkerabat dengan selenium dan belerang, yang ketiganya termasuk kalkogen. Telurium terkadang ditemukan dalam bentuk alaminya sebagai kristal elemental. Di alam semesta secara keseluruhan, telurium jauh lebih umum ditemukan daripada di Bumi. Kelangkaannya yang ekstrem di kerak Bumi, yang sebanding dengan platina, sebagian disebabkan oleh pembentukan hidrida yang mudah menguap, yang menyebabkan telurium hilang ke angkasa dalam bentuk gas selama pembentukan Bumi dari nebula yang panas.

Senyawa yang mengandung telurium pertama kali ditemukan pada tahun 1782 di sebuah tambang emas di Kleinschlatten, Transilvania (sekarang Zlatna, Rumania) oleh ahli mineralogi Austria Franz-Joseph M. von Reichenstein. Namun, Martin H. Klaproth-lah yang menamai unsur baru tersebut pada tahun 1798 berdasarkan kata Latin yang berarti 'bumi'. Mineral emas telurida merupakan senyawa emas alami yang paling penting. Namun, mineral-mineral tersebut bukan sumber telurium yang signifikan secara komersial. Telurium biasanya diekstraksi sebagai produk sampingan dari produksi tembaga dan timbal.

Secara komersial, penggunaan utama telurium adalah pada panel surya CdTe dan perangkat termoelektrik. Penggunaan yang lebih tradisional adalah dalam paduan tembaga (telurium tembaga) dan baja, di mana telurium meningkatkan kemampuan mesin untuk mengolah material tersebut. Penggunaan ini juga menyerap sebagian besar produksi telurium.

Telurium tidak memiliki fungsi biologis, meskipun jamur dapat menggunakannya sebagai pengganti belerang dan selenium dalam asam amino seperti telurosisteina dan telurometionina. Pada manusia, telurium sebagian dimetabolisme menjadi dimetil telurida, (CH₃)₂Te, yaitu gas dengan bau seperti bawang putih yang diembuskan melalui napas oleh orang yang mengalami paparan atau keracunan telurium.

Karakteristik

Sifat fisik

Telurium memiliki dua alotrop, yaitu kristalin dan amorf. Dalam bentuk kristalin, telurium memiliki warna putih keperakan dengan kilau logam. Kristalnya berbentuk trigonal dan kiral (grup ruang 152 atau 154, bergantung pada kiralitas), seperti bentuk abu-abu selenium. Telurium merupakan metaloid yang getas dan mudah dihancurkan menjadi bubuk. Telurium amorf adalah bubuk berwarna hitam kecokelatan yang dibuat dengan mengendapkannya dari larutan asam telurit atau asam telurat (Te(OH)₆). Telurium merupakan semikonduktor yang menunjukkan konduktivitas listrik lebih besar pada arah tertentu, bergantung pada susunan atomnya; konduktivitasnya sedikit meningkat ketika terkena cahaya (fotokonduktivitas). Dalam keadaan cair, telurium bersifat korosif terhadap tembaga, besi, dan baja nirkarat. Di antara kalkogen (unsur-unsur golongan oksigen), telurium memiliki titik lebur dan titik didih tertinggi, masing-masing sebesar .

Sifat kimia

Telurium kristalin terdiri atas rantai heliks atom-atom Te yang sejajar, dengan tiga atom dalam setiap putaran. Material berwarna abu-abu ini tahan terhadap oksidasi oleh udara dan tidak mudah menguap.

Isotop

Telurium yang terdapat secara alami memiliki delapan isotop. Enam di antaranya, yaitu Te, Te, Te, Te, Te, dan Te, bersifat stabil. Dua lainnya, yaitu Te dan Te, bersifat sedikit radioaktif dengan waktu paruh yang sangat panjang, termasuk 2,2 × 10²⁴ tahun untuk Te. Ini merupakan waktu paruh terpanjang yang diketahui di antara semua radionuklida dan sekitar 160 triliun (10¹²) kali usia alam semesta yang diketahui. Peluruhan melalui penangkapan elektron diperkirakan terjadi pada Te, tetapi hingga kini belum teramati.

Sebanyak 31 radioisotop buatan telurium lainnya telah diketahui, dengan massa atom berkisar antara 104 hingga 142 dan waktu paruh hingga 19,31 hari untuk Te. Selain itu, diketahui pula 17 isomer nuklir, dengan waktu paruh hingga 164,7 hari untuk isotop yang sama. Dengan pengecualian Be dan cabang emisi alfa yang tertunda-beta pada beberapa nuklida yang lebih ringan, telurium (Te hingga Te) merupakan unsur paling ringan yang isotop-isotopnya diketahui mengalami peluruhan alfa.

Massa atom telurium () melebihi massa atom iodin (), yaitu unsur berikutnya dalam tabel periodik. Pembalikan seperti ini dahulu dianggap paradoks oleh sebagian ilmuwan sebelum nomor atom ditemukan.

Keterjadian

Dengan kelimpahan di kerak Bumi yang sebanding dengan platina (sekitar 1 μg/kg), telurium merupakan salah satu unsur padat stabil yang paling langka. Sebagai perbandingan, bahkan tulium—yang merupakan lantanida stabil paling langka—memiliki kelimpahan kristal sebesar 500 μg/kg (lihat Kelimpahan unsur kimia).

Kelangkaan telurium di kerak Bumi bukan merupakan cerminan dari kelimpahannya di alam semesta. Di kosmos, telurium lebih melimpah daripada rubidium, meskipun rubidium 10.000 kali lebih melimpah di kerak Bumi. Kelangkaan telurium di Bumi diperkirakan disebabkan oleh kondisi selama pemilahan sebelum akresi di nebula Matahari. Pada kondisi tersebut, tanpa adanya oksigen dan air, bentuk stabil unsur-unsur tertentu dikendalikan oleh daya reduksi hidrogen bebas. Dalam skenario ini, unsur-unsur tertentu yang membentuk hidrida mudah menguap, seperti telurium, mengalami pengurangan yang sangat besar akibat penguapan hidrida tersebut. Telurium dan selenium merupakan unsur berat yang paling banyak berkurang akibat proses ini.

Telurium terkadang ditemukan dalam bentuk aslinya (elemental), tetapi lebih sering ditemukan sebagai emas telurida, seperti kalaverit dan krennerit (dua polimorf berbeda dari AuTe₂), petzit, Ag₃AuTe₂, dan silvanit, AgAuTe₄. Kota Telluride di Colorado dinamai dengan harapan akan ditemukannya endapan emas telurida (yang tidak pernah terwujud, meskipun bijih emas logam ditemukan). Emas sendiri biasanya ditemukan dalam keadaan tidak berikatan dengan unsur lain, tetapi ketika ditemukan sebagai senyawa kimia, emas sering kali berikatan dengan telurium.

Meskipun telurium lebih sering ditemukan bersama emas daripada dalam bentuk tidak berikatan, telurium bahkan lebih sering ditemukan sebagai telurida dari logam-logam yang lebih umum (misalnya melonit, NiTe₂). Mineral telurit dan telurat alami juga ditemukan, yang terbentuk melalui oksidasi telurida di dekat permukaan Bumi. Berbeda dengan selenium, telurium biasanya tidak menggantikan belerang dalam mineral karena perbedaan jari-jari ion yang besar. Oleh karena itu, banyak mineral sulfida yang umum mengandung selenium dalam jumlah cukup besar, tetapi hanya sedikit telurium.

Dalam demam emas tahun 1893, para penambang di Kalgoorlie membuang material pirit ketika mereka mencari emas murni. Material tersebut kemudian digunakan untuk menimbun lubang-lubang di jalan dan membangun trotoar. Pada tahun 1896, limbah tambang tersebut diketahui sebagai kalaverit, suatu emas telurida, dan penemuan ini memicu demam emas kedua yang bahkan mencakup penambangan di jalan-jalan.

Pada tahun 2023, para astronom mendeteksi pembentukan telurium selama penggabungan bintang neutron.

Sejarah

Telurium (bahasa Latin tellus yang berarti "bumi") ditemukan pada abad ke-18 dalam bijih emas dari tambang di Kleinschlatten (sekarang Zlatna), dekat kota Alba Iulia di Rumania. Bijih ini dikenal sebagai Faczebajer weißes blättriges Golderz (bijih emas berlembar putih dari Faczebaja, nama Jerman untuk Facebánya, sekarang Fața Băii di Provinsi Alba) atau antimonalischer Goldkies (pirit emas antimon), dan menurut Anton von Rupprecht, bijih tersebut merupakan Spießglaskönig (argent molybdique), yang mengandung antimon asli. Pada tahun 1782, Franz-Joseph M. von Reichenstein, yang saat itu menjabat sebagai kepala inspektur pertambangan Austria di Transilvania, menyimpulkan bahwa bijih tersebut tidak mengandung antimon, melainkan bismut sulfida. Pada tahun berikutnya, dia melaporkan bahwa kesimpulan tersebut keliru dan bahwa bijih itu sebagian besar mengandung emas serta suatu logam yang tidak diketahui yang sangat mirip dengan antimon. Setelah melakukan penelitian menyeluruh selama tiga tahun yang mencakup lebih dari lima puluh pengujian, von Reichenstein menentukan rapat jenis mineral tersebut dan mengamati bahwa ketika dipanaskan, logam baru itu menghasilkan asap putih dengan bau seperti lobak; memberikan warna merah pada asam sulfat; dan ketika larutan ini diencerkan dengan air, terbentuk endapan hitam. Namun, dia tidak dapat mengidentifikasi logam tersebut dan memberinya nama aurum paradoxum (emas paradoks) dan metallum problematicum (logam bermasalah), karena logam itu tidak menunjukkan sifat-sifat yang diperkirakan dimiliki oleh antimon.

Pada tahun 1789, ilmuwan Hungaria Pál Kitaibel menemukan unsur tersebut secara independen dalam bijih dari Deutsch-Pilsen yang sebelumnya dianggap sebagai molibdenit yang mengandung perak, tetapi kemudian dia memberikan kredit atas penemuan tersebut kepada von Reichenstein. Pada tahun 1798, unsur ini diberi nama oleh Martin H. Klaproth, yang sebelumnya telah berhasil mengisolasinya dari mineral kalaverit.

Pada awal tahun 1920-an, Thomas Midgley Jr. menemukan bahwa telurium dapat mencegah ketukan mesin ketika ditambahkan ke bahan bakar, tetapi dia mengesampingkannya karena baunya sulit dihilangkan. Midgley kemudian menemukan dan memopulerkan penggunaan tetraetil timbal.

Pada tahun 1960-an, terjadi peningkatan penggunaan telurium dalam aplikasi termoelektrik (sebagai bismut telurida), dan dalam paduan baja yang mudah dikerjakan dengan mesin, yang kemudian menjadi penggunaan utamanya. Penggunaan-penggunaan tersebut kemudian dilampaui oleh semakin pentingnya CdTe dalam sel surya film tipis pada tahun 2000-an.

Produksi

Sebagian besar Te (dan Se) diperoleh dari endapan tembaga porfiri, tempat unsur-unsur tersebut terdapat dalam jumlah renik. Unsur ini diperoleh kembali dari lumpur anoda yang dihasilkan dalam pemurnian elektrolitik tembaga lepuh. Telurium juga merupakan salah satu komponen debu dari proses pemurnian timbal dalam tanur tiup. Pengolahan 1.000 ton bijih tembaga menghasilkan sekitar telurium.

Lumpur anoda mengandung selenida dan telurida logam mulia dalam senyawa dengan rumus M₂Se atau M₂Te (M = Cu, Ag, Au). Pada suhu 500 °C lumpur anoda dipanggang bersama natrium karbonat di udara. Ion-ion logam direduksi menjadi logamnya, sedangkan telurida diubah menjadi natrium telurit.

Telurit dapat dilindi dari campuran menggunakan air dan biasanya terdapat dalam larutan sebagai hidrotelurit . Selenit juga terbentuk selama proses ini, tetapi dapat dipisahkan dengan menambahkan asam sulfat. Hidrotelurit diubah menjadi telurium dioksida yang tidak larut, sementara selenit tetap berada dalam larutan.

Logam tersebut dihasilkan dari oksidanya melalui reduksi, baik dengan elektrolisis maupun dengan mereaksikan telurium dioksida dengan belerang dioksida dalam asam sulfat.

Telurium kelas komersial biasanya dipasarkan dalam bentuk bubuk 200 mesh, tetapi juga tersedia dalam bentuk lempengan, pasak, batangan, atau bongkahan. Harga telurium pada akhir tahun 2000 adalah US$30 per kilogram. Dalam beberapa tahun berikutnya, harga telurium terdorong naik akibat meningkatnya permintaan dan terbatasnya pasokan, hingga mencapai US$220 per pon pada tahun 2006. Harga tahunan rata-rata telurium dengan kemurnian 99,99% meningkat dari US$38 per kilogram pada 2017 menjadi US$74 per kilogram pada 2018. Meskipun diperkirakan bahwa metode produksi yang lebih baik akan menggandakan produksi, Departemen Energi AS (DOE) memperkirakan akan terjadi kekurangan pasokan telurium pada tahun 2025.

Pada tahun 2020-an, Tiongkok memproduksi sekitar 50% telurium dunia dan merupakan satu-satunya negara yang menambang Te sebagai target utama, bukan sebagai produk sampingan. Dominasi ini didorong oleh ekspansi pesat industri sel surya di Tiongkok. Pada tahun 2022, pemasok telurium terbesar berdasarkan volume adalah Tiongkok (340 ton), Rusia (80 ton), Jepang (70 ton), Kanada (50 ton), Uzbekistan (50 ton), Swedia (40 ton), dan Amerika Serikat (tidak ada data resmi).

Senyawa

Telurium termasuk dalam keluarga unsur kalkogen (golongan 16) pada tabel periodik, yang juga mencakup oksigen, belerang, selenium, dan polonium. Senyawa telurium dan selenium memiliki kemiripan. Telurium menunjukkan bilangan oksidasi −2, +2, +4, dan +6, dengan +4 sebagai bilangan oksidasi yang paling umum.

Telurida

Reduksi logam Te menghasilkan telurida dan politelurida, . Bilangan oksidasi −2 ditemukan dalam senyawa biner dengan banyak logam, seperti seng telurida, , yang dihasilkan dengan memanaskan telurium bersama seng. Penguraian dengan asam klorida menghasilkan hidrogen telurida (), suatu analog yang sangat tidak stabil dari hidrida kalkogen lainnya, yaitu , Hidrogen sulfida dan Hidrogen selenida:

Halida

Bilangan oksidasi +2 ditunjukkan oleh dihalida , , dan . Di­halida tersebut belum diperoleh dalam bentuk murni, meskipun diketahui sebagai produk penguraian tetrahalida dalam pelarut organik, dan tetrahalotelurat yang berasal darinya telah dikarakterisasi dengan baik:

dengan X = Cl, Br, atau I. Anion-anion ini memiliki geometri planar persegi. Spesies anion polinuklir juga ditemukan, seperti yang berwarna cokelat tua dan yang berwarna hitam.

Dengan fluorin, telurium membentuk senyawa dengan valensi campuran dan . Dalam bilangan oksidasi +6, gugus struktural terdapat dalam sejumlah senyawa seperti , , , , dan . Anion dengan geometri antiprisma persegi juga telah diketahui. Halogen lainnya tidak membentuk halida telurium dalam bilangan oksidasi +6, melainkan hanya membentuk tetrahalida (, , dan ) dalam bilangan oksidasi +4, serta halida lain dengan bilangan oksidasi yang lebih rendah (, , , , dan dua bentuk TeI). Dalam bilangan oksidasi +4, dikenal anion halotelurat, seperti dan . Kation halotelurium juga telah diketahui, termasuk , yang ditemukan dalam .

Senyawa okso

Telurium monoksida pertama kali dilaporkan pada tahun 1883 sebagai padatan amorf berwarna hitam yang terbentuk melalui dekomposisi termal dalam kondisi vakum. Ketika dipanaskan, senyawa ini mengalami disproporsionasi menjadi telurium dioksida () dan telurium elemental. Namun, sejak saat itu, keberadaan telurium monoksida dalam fase padat masih diragukan dan menjadi bahan perdebatan, meskipun diketahui sebagai fragmen dalam bentuk uap. Padatan hitam tersebut mungkin sebenarnya hanya merupakan campuran ekuimolar antara telurium elemental dan telurium dioksida.

Telurium dioksida terbentuk ketika telurium dipanaskan di udara, dan telurium akan terbakar dengan nyala api berwarna biru. Telurium trioksida (β-) diperoleh melalui dekomposisi termal . Dua bentuk trioksida lainnya yang pernah dilaporkan dalam literatur, yaitu bentuk α dan γ, ternyata bukan oksida telurium yang sebenarnya dengan bilangan oksidasi +6, melainkan campuran , , dan . Telurium juga memiliki oksida dengan valensi campuran, yaitu dan .

Oksida telurium dan oksida terhidratnya membentuk sejumlah asam, termasuk asam telurit (), asam ortotelurat () dan asam metatelurat (). Dua bentuk asam telurat membentuk garam telurat yang masing-masing mengandung anion dan . Asam telurit membentuk garam telurit yang mengandung anion .

Kation Zintl

Ketika telurium direaksikan dengan asam sulfat pekat, terbentuk larutan berwarna merah yang mengandung ion Zintl . Oksidasi telurium oleh Arsen pentafluorida dalam cair menghasilkan kation yang sama dengan geometri planar persegi, serta berwarna kuning-oranye dengan geometri prisma segitiga:

Kation Zintl telurium lainnya meliputi yang bersifat polimerik dan berwarna biru kehitaman, yang terdiri atas dua cincin telurium beranggota lima yang menyatu. Kation terbentuk melalui reaksi antara telurium dan wolfram heksaklorida:

Kation interkalkogen juga dapat terbentuk, seperti (dengan geometri kubik terdistorsi) dan . Senyawa-senyawa ini terbentuk melalui oksidasi campuran telurium dan selenium menggunakan atau .

Senyawa organotelurium

Telurium tidak mudah membentuk analog alkohol dan tiol, yang memiliki gugus fungsi –TeH, yang disebut telurol. Gugus fungsi –TeH juga dapat dinamai menggunakan awalan telanil-. Seperti H₂Te, spesi-spesi ini tidak stabil terhadap hilangnya hidrogen. Teluraeter (R–Te–R) lebih stabil, demikian pula teluroksida.

Material kuantum tritelurida

Baru-baru ini, para fisikawan dan ilmuwan material menemukan berbagai sifat kuantum yang tidak biasa pada senyawa berlapis yang tersusun dari telurium yang dikombinasikan dengan unsur-unsur tanah jarang tertentu, serta itrium (Y).

Material-material baru ini memiliki rumus umum R Te₃, dengan "R " mewakili unsur lantanida tanah jarang (atau Y). Keluarga lengkapnya terdiri atas R = Y, lantanum (La), serium (Ce), praseodimium (Pr), neodimium (Nd), samarium (Sm), gadolinium (Gd), terbium (Tb), disprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), dan tulium (Tm). Senyawa yang mengandung prometium (Pm), europium (Eu), iterbium (Yb), dan lutesium (Lu) sejauh ini belum diamati. Material-material ini memiliki karakter dua dimensi dalam struktur kristal ortorombik, dengan lapisan R Te yang dipisahkan oleh lembaran telurium murni.

Diperkirakan bahwa struktur berlapis 2D inilah yang menyebabkan sejumlah karakteristik kuantum menarik, seperti gelombang kerapatan muatan, mobilitas pembawa muatan yang tinggi, superkonduktivitas dalam kondisi tertentu, serta berbagai sifat unik lainnya yang baru mulai dipahami.

Sebagai contoh, pada tahun 2022, sekelompok kecil fisikawan di Kolese Boston, Massachusetts, yang memimpin tim internasional, menggunakan metode optik untuk menunjukkan adanya mode aksial baru dari partikel mirip Higgs dalam senyawa R Te₃ yang mengandung salah satu dari dua unsur tanah jarang, yaitu R = La atau Gd. Partikel mirip Higgs aksial yang telah lama dihipotesiskan ini juga menunjukkan sifat magnetik dan mungkin dapat menjadi salah satu kandidat untuk materi gelap.

Aplikasi

Pada tahun 2022, aplikasi utama telurium adalah sel surya film tipis (40%), termoelektrik (30%), metalurgi (15%), dan karet (5%). Dua aplikasi pertama mengalami peningkatan pesat karena adanya kecenderungan di seluruh dunia untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Dalam bidang metalurgi, telurium ditambahkan ke paduan besi, baja tahan karat, tembaga, dan timbal. Telurium meningkatkan kemampuan mesin tembaga tanpa mengurangi konduktivitas listriknya yang tinggi. Telurium juga meningkatkan ketahanan terhadap getaran dan kelelahan pada timbal, serta menstabilkan berbagai karbida dan membantu menstabilkan besi mampu tempa.

Katalis heterogen

Oksida telurium merupakan komponen dalam katalis oksidasi komersial. Katalis yang mengandung telurium digunakan dalam proses amoksidasi untuk menghasilkan akrilonitril (CH₂=CH–C≡N):

Katalis terkait juga digunakan dalam produksi tetrametilena glikol:

Aplikasi khusus

• Karet sintetis yang divulkanisasi menggunakan telurium menunjukkan sifat mekanik dan termal yang dalam beberapa aspek lebih unggul dibandingkan material yang divulkanisasi menggunakan belerang.
• Senyawa telurium digunakan sebagai pigmen khusus untuk keramik.
• Selenida dan telurida dapat meningkatkan indeks bias optik kaca secara signifikan. Kaca jenis ini banyak digunakan pada serat optik untuk telekomunikasi.
• Campuran selenium dan telurium digunakan bersama barium peroksida sebagai oksidator dalam bubuk penunda pada detonator listrik.
• Pemborbardiran neutron terhadap telurium merupakan cara yang paling umum untuk menghasilkan iodin-131. Iodin-131 kemudian digunakan untuk mengobati beberapa gangguan tiroid dan sebagai senyawa pelacak dalam rekahan hidraulik, di antara berbagai aplikasi lainnya.

Semikonduktor dan elektronik

Panel surya kadmium telurida (CdTe) memiliki salah satu tingkat efisiensi tertinggi di antara generator listrik tenaga surya.

Pada tahun 2018, Tiongkok memasang panel surya film tipis dengan total kapasitas daya 175 GW, lebih banyak daripada negara mana pun di dunia. Sebagian besar panel tersebut dibuat dari CdTe. Pada Juni 2022, Tiongkok menetapkan target untuk menghasilkan 25% dari konsumsi energinya dan memasang kapasitas 1,2 miliar kW untuk pembangkit listrik tenaga angin dan surya pada tahun 2030. Rencana ini akan meningkatkan permintaan terhadap telurium serta produksinya di seluruh dunia, terutama di Tiongkok, tempat volume pemurnian telurium tahunan meningkat dari 280 ton pada 2017 menjadi 340 ton pada 2022.

merupakan material yang efisien untuk mendeteksi sinar-X. Material ini digunakan pada teleskop sinar-X berbasis ruang angkasa milik NASA, NuSTAR.

Raksa kadmium telurida merupakan material semikonduktor yang digunakan dalam perangkat pencitraan termal.

Senyawa organotelurium

Senyawa organotelurium terutama menarik dalam konteks penelitian. Beberapa senyawa telah diteliti sebagai prekursor untuk pertumbuhan semikonduktor senyawa II-VI melalui epitaksi uap kimia logam organik (MOVPE). Prekursor tersebut meliputi dimetil telurida, dietil telurida, diisopropil telurida, dialil telurida, dan metil alil telurida. Diisopropil telurida (DIPTe) merupakan prekursor yang lebih disukai untuk pertumbuhan CdHgTe pada suhu rendah menggunakan MOVPE. Dalam proses ini digunakan senyawa logam organik selenium dan telurium dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi. Senyawa-senyawa tersebut digunakan dalam industri semikonduktor dan dipersiapkan melalui pemurnian aduk.

Telurium suboksida digunakan pada lapisan media cakram optik yang dapat ditulis ulang, termasuk ReWritable Compact Disc (CD-RW), ReWritable Digital Video Disc (DVD-RW), dan ReWritable Blu-ray Disc (BD-RE).

Telurium juga digunakan dalam cip memori perubahan fase yang dikembangkan oleh Intel. Bismut telurida (Bi₂Te₃) dan timbal telurida (PbTe) merupakan elemen aktif dalam perangkat termoelektrik. Timbal telurida juga memiliki potensi untuk digunakan pada detektor inframerah jauh (FIR).

Fotokatoda

Telurium digunakan dalam sejumlah fotokatoda yang digunakan pada tabung fotopengganda yang tidak sensitif terhadap cahaya matahari serta pada fotoinjektor dengan kecerahan tinggi yang menggerakkan akselerator partikel modern. Fotokatoda Cs-Te, yang sebagian besar terdiri atas Cs₂Te, memiliki ambang fotoemisi sebesar 3,5 eV dan menunjukkan kombinasi yang tidak umum antara efisiensi kuantum tinggi (>10%) dan daya tahan tinggi dalam lingkungan vakum yang kurang baik. Fotokatoda ini dapat bertahan selama berbulan-bulan ketika digunakan pada senjata elektron RF. Karakteristik tersebut menjadikan Cs-Te sebagai pilihan utama untuk senjata elektron fotoemisi yang digunakan untuk menggerakkan laser elektron bebas. Dalam aplikasi ini, fotokatoda biasanya dioperasikan pada panjang gelombang 267 nm, yang merupakan harmonik ketiga dari laser Ti-nilam yang umum digunakan. Fotokatoda yang mengandung lebih banyak telurium juga telah dibuat menggunakan logam alkali lainnya, seperti rubidium, kalium, dan natrium. Namun, fotokatoda tersebut belum memperoleh popularitas yang sama seperti Cs-Te.

Material termoelektrik

Telurium murni dapat digunakan sebagai material termoelektrik elemental berkinerja tinggi. Telurium segitiga dengan grup ruang P3₁dapat berubah menjadi fase isolator topologis, yang sesuai untuk digunakan sebagai material termoelektrik. Meskipun sering tidak dianggap sebagai material termoelektrik jika digunakan sendiri, telurium polikristalin menunjukkan kinerja termoelektrik yang sangat baik, dengan angka mutu termoelektrik, zT, yang dapat mencapai 1,0. Nilai ini bahkan lebih tinggi daripada beberapa material termoelektrik konvensional lainnya, seperti SiGe dan BiSb.

Telurida, yaitu bentuk senyawa dari telurium, merupakan material termoelektrik yang lebih umum digunakan. Penelitian yang umum dilakukan dan masih terus berkembang mencakup material seperti Bi₂Te₃, dan La_3−xTe₄. Bi₂Te₃ banyak digunakan, mulai dari konversi energi, penginderaan, hingga pendinginan, karena memiliki sifat termoelektrik yang sangat baik. Material termoelektrik berbasis BiTe dapat mencapai efisiensi konversi sebesar 8%, dengan nilai rata-rata zT sebesar 1,05 untuk paduan telurium bismut tipe-p dan 0,84 untuk tipe-n. Lantanum telurida berpotensi digunakan di ruang angkasa jauh sebagai generator termoelektrik karena adanya perbedaan suhu yang sangat besar di ruang angkasa. Nilai zT dapat mencapai maksimum sekitar 1,0 untuk sistem La_3−xTe₄ dengan x mendekati 0,2. Komposisi ini juga memungkinkan terjadinya substitusi kimia dengan unsur lain yang dapat meningkatkan kinerja termoelektrik. Sebagai contoh, penambahan Yb dapat meningkatkan nilai zT dari 1,0 menjadi 1,2 pada suhu 1275 K, yang lebih tinggi daripada sistem tenaga SiGe yang digunakan saat ini.

Peran biologis

Telurium tidak memiliki fungsi biologis yang diketahui, meskipun fungi dapat memasukkannya sebagai pengganti belerang dan selenium ke dalam asam amino seperti telurosisteina dan telurometionina. Organisme menunjukkan tingkat toleransi yang sangat beragam terhadap senyawa telurium. Banyak bakteri, seperti Pseudomonas aeruginosa dan Gayadomonas sp., menyerap telurit kemudian mereduksinya menjadi telurium elemental. Telurium tersebut terakumulasi dan menyebabkan perubahan warna sel menjadi gelap, yang sering kali terlihat secara jelas. Pada ragi, proses reduksi ini diperantarai oleh jalur asimilasi sulfat. Akumulasi telurium tampaknya menjadi salah satu penyebab utama efek toksiknya. Beberapa spesies memetabolisme telurium sehingga membentuk dimetil telurida atau dimetil ditelurida. Dimetil telurida juga telah ditemukan dalam mata air panas, meskipun dalam konsentrasi yang sangat rendah.

Agar telurit digunakan untuk mengidentifikasi anggota genus corynebacterium, terutama Corynebacterium diphtheriae, yaitu patogen yang menyebabkan difteri.

Pencegahan

Telurium dan senyawa telurium dianggap sedikit beracun dan harus ditangani dengan hati-hati, meskipun keracunan akut jarang terjadi. Keracunan telurium sangat sulit ditangani karena banyak zat pengelat yang digunakan untuk mengobati keracunan logam justru dapat meningkatkan toksisitas telurium. Telurium belum dilaporkan bersifat karsinogenik, tetapi dapat berakibat fatal jika terhirup, tertelan, atau terserap melalui kulit.

Manusia yang terpapar telurium di udara dalam konsentrasi serendah 0,01 mg/m³ atau kurang dapat mengeluarkan bau tidak sedap menyerupai bawang putih yang dikenal sebagai "napas telurium". Hal ini disebabkan tubuh mengubah telurium, dalam berbagai bilangan oksidasi, menjadi dimetil telurida, (CH₃)₂Te, yaitu senyawa volatil dengan bau menyengat seperti bawang putih. Relawan yang diberikan 15 mg telurium masih memiliki bau khas tersebut pada napasnya hingga delapan bulan kemudian. Di laboratorium, bau ini bahkan dapat digunakan untuk mengetahui ilmuwan mana yang bekerja dengan kimia telurium, dan bahkan buku mana yang pernah mereka pegang. Meskipun jalur metabolisme telurium belum diketahui, secara umum diasumsikan bahwa jalur tersebut menyerupai jalur metabolisme selenium yang telah diteliti lebih luas, karena produk metabolisme akhir yang mengalami metilasi dari kedua unsur tersebut memiliki kemiripan.

Manusia dapat terpapar telurium di tempat kerja melalui inhalasi, tertelan, kontak dengan kulit, dan kontak dengan mata. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja AS (OSHA) menetapkan batas paparan yang diperbolehkan (permissible exposure limit, PEL) untuk telurium di tempat kerja sebesar 0,1 mg/m³ selama delapan jam kerja. Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Kerja AS (NIOSH) menetapkan batas paparan yang direkomendasikan (recommended exposure limit, REL) sebesar 0,1 mg/m³ selama delapan jam kerja. Pada konsentrasi 25 mg/m³, telurium dianggap segera berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan.

Lihat pula

• Heliks telurat tahun 1862 karya Alexandre-Émile B. de Chancourtois.

Pranala luar

• Informasi Mineral USGS tentang Selenium dan Telurium
• Tellurium di The Periodic Table of Videos (Universitas Nottingham)
• CDC – Panduan Saku NIOSH tentang Bahaya Kimia – Telurium

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29611818 (2026-08-21T19:18:32Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.