थैलियम का उपयोग कहाँ किया जाता है? थैलियम और उसके यौगिकों के भौतिक रासायनिक गुण
थैलियम (लैटिन थैलियम, प्रतीक टीएल द्वारा निर्दिष्ट) तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की छठी अवधि। आवर्त सारणी में, थैलियम 204.38 के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के साथ 81वें नंबर पर है; यह तत्व भारी धातुओं के समूह से संबंधित है। साधारण पदार्थ थैलियम एक नरम, चमकदार, सफेद धातु है जिसमें नीले रंग का रंग (ताजा कट पर) होता है और यह दुर्लभ ट्रेस तत्वों में से एक है।
प्रकृति में, थैलियम को दो स्थिर आइसोटोप 203Tl (29.5%) और 205Tl (70.5%) द्वारा दर्शाया जाता है। कुल मिलाकर, इक्यासीवें तत्व के 35 समस्थानिक ज्ञात हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या 176 से 210 तक है। 203टीएल और 205टीएल के अलावा, थैलियम के रेडियोधर्मी समस्थानिक विभिन्न चट्टानों में नगण्य मात्रा में पाए जाते हैं: 201टीएल, 204टीएल (आधे जीवन के साथ) T1/2 = 3.56 वर्ष), 206Tl (T1/2 = 4.19 मिनट), 207Tl (T1/2 = 4.78 मिनट), 208Tl (T1/2 = 3.1 मिनट) और 210Tl (T1/2 = 1.32 मिनट। ), यूरेनियम, थोरियम और नेपच्यूनियम की क्षय श्रृंखला के मध्यवर्ती सदस्य हैं। रेडियोधर्मी आइसोटोप 202Tl (T1/2 = 12.5 दिन), 204Tl और 206Tl कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए थे।
कोई कह सकता है कि आवर्त सारणी का इक्यासीवाँ तत्व दुर्घटनावश खोजा गया था। युवा अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम क्रुक्स ने सेलेनियम और टेल्यूरियम की उपस्थिति के लिए सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन से धूल भरे कचरे की स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधि की जांच करते हुए, स्पेक्ट्रम में एक चमकदार हरी पट्टी की खोज की, जो उस समय ज्ञात किसी भी तत्व से संबंधित नहीं हो सकती थी। क्रुक्स ने स्पेक्ट्रम के विशिष्ट हरे रंग के लिए नए तत्व को थैलियम (ग्रीक θαλλός से - युवा, हरी शाखा) कहने का सुझाव दिया।
कुछ महीने बाद, क्रूक्स से स्वतंत्र रूप से, थैलियम की खोज फ्रांसीसी रसायनज्ञ लैमी ने की, जबकि सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन से अपशिष्ट का भी अध्ययन किया गया था। लैमी ने धातु थैलियम की एक छोटी मात्रा प्राप्त की और इसकी धात्विक प्रकृति को साबित किया, जबकि क्रुक्स ने सुझाव दिया कि थैलियम सेलेनियम का एक एनालॉग था।
अपनी खोज के लगभग आधी शताब्दी के बाद, थैलियम केवल वैज्ञानिक अनुसंधान की वस्तु के रूप में रुचि का था। पिछली शताब्दी के बीसवें दशक की शुरुआत में ही थैलियम दवाओं के विशिष्ट गुणों की खोज की गई थी, और उनके लिए मांग तुरंत सामने आई। इस प्रकार, जर्मनी में, कृन्तकों के खिलाफ एक पेटेंट जहर प्राप्त किया गया था, जिसमें थैलियम सल्फेट Tl2SO4 शामिल था; इस यौगिक के असामान्य गुण (स्वादहीन और गंधहीन पदार्थ) का उपयोग आधुनिक कीटनाशकों में भी किया जाता है। थैलियम आयोडाइड को मेटल हैलाइड लाइटिंग लैंप में पेश किया जाता है। Tl2O कुछ ऑप्टिकल ग्लासों का एक घटक है। सल्फाइड, ऑक्सीसल्फाइड, सेलेनाइड, टेल्यूराइड सेमीकंडक्टर सामग्री के घटक हैं जिनका उपयोग फोटोरेसिस्टर, सेमीकंडक्टर रेक्टिफायर और विडिकॉन के निर्माण में किया जाता है। यह इक्यासीवें तत्व के यौगिक हैं जिन्हें विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग मिला है, और धातु का उपयोग रासायनिक उद्योग में कई प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, थैलियम धातु कई मिश्र धातुओं का एक घटक है, जो उन्हें एसिड प्रतिरोध, ताकत और पहनने का प्रतिरोध देता है।
थैलियम पौधे और पशु जीवों में पाया जाता है, हालांकि, शरीर में इस तत्व की जैविक भूमिका स्थापित नहीं की गई है। जबकि पौधों के जीवों के लिए मध्यम रूप से विषैला होता है, थैलियम स्तनधारियों और मनुष्यों के लिए अत्यधिक विषैला होता है। उनके उत्पादन और व्यावहारिक उपयोग के दौरान थैलियम और उसके यौगिकों के साथ विषाक्तता संभव है। इक्यासीवाँ तत्व श्वसन अंगों, त्वचा और पाचन तंत्र के माध्यम से शरीर में प्रवेश करता है। थैलियम के लिए पानी में अधिकतम अनुमेय सांद्रता 0.0001 mg/m3 है, कार्य क्षेत्र की हवा में ब्रोमाइड, आयोडाइड, कार्बोनेट (थैलियम के संदर्भ में) (MPC r.z.) 0.01 mg/m3 है, वायुमंडलीय हवा में 0.004 mg/m3 है। . मनुष्यों के लिए थैलियम की घातक खुराक लगभग 600 मिलीग्राम है।
जैविक गुण
इक्यासीवाँ तत्व पौधों, जानवरों और मनुष्यों के ऊतकों में लगातार मौजूद रहता है। मिट्टी में औसतन 10-5% थैलियम होता है, समुद्र का पानी इस धातु से कम समृद्ध है - केवल 10-9%, लेकिन जीवित जीवों में बहुत अधिक थैलियम होता है - 4-10-5%। स्तनधारी शरीर में, थैलियम मुख्य रूप से जठरांत्र संबंधी मार्ग से अवशोषित होता है, जो मुख्य रूप से मांसपेशियों और प्लीहा में केंद्रित होता है। प्रतिदिन लगभग 1.6 एमसीजी भोजन और पानी के साथ मानव शरीर में प्रवेश करता है, और लगभग 0.5 एमसीजी हवा के साथ (और थैलियम बरकरार त्वचा के माध्यम से भी प्रवेश करता है)। यदि थैलियम पौधों के लिए मध्यम रूप से जहरीला है, तो जानवरों और मनुष्यों के लिए यह तत्व वास्तव में एक भयानक जहर है। थैलियम की विषाक्तता सोडियम और पोटेशियम आयनों के असंतुलन से जुड़ी है - K+ और Tl+ की त्रिज्या की निकटता के कारण, इन आयनों में समान गुण होते हैं और एंजाइमों में एक दूसरे को प्रतिस्थापित करने में सक्षम होते हैं। टीएल+ धनायन सल्फर युक्त प्रोटीन के साथ मजबूत यौगिक बनाता है और थिओल समूहों वाले एंजाइमों की गतिविधि को रोकता है। थैलियम विभिन्न एंजाइम प्रणालियों के कामकाज को बाधित करता है, उन्हें रोकता है और प्रोटीन संश्लेषण में हस्तक्षेप करता है; मनुष्यों के लिए इसके यौगिकों की विषाक्तता सीसा और पारा की तुलना में अधिक है! शरीर में टीएल+ यौगिकों की बहुत कम मात्रा के अंतर्ग्रहण से बाल झड़ने लगते हैं, तंत्रिका तंत्र, गुर्दे और पेट को नुकसान होता है। साथ ही, उनके उत्पादन और व्यावहारिक उपयोग के दौरान थैलियम और उसके यौगिकों से विषाक्तता संभव है। धातु लंबे समय तक शरीर से मुख्य रूप से मूत्र और मल के माध्यम से उत्सर्जित होती है। तीव्र, अर्धतीव्र और जीर्ण विषाक्तता में एक समान नैदानिक तस्वीर होती है, जो केवल लक्षणों की शुरुआत की गंभीरता और गति में भिन्न होती है। तीव्र विषाक्तता के मामले में, एक या अधिकतम दो दिनों के बाद, जठरांत्र संबंधी मार्ग (मतली, उल्टी, पेट में दर्द, दस्त, कब्ज) और श्वसन पथ को नुकसान के पहले लक्षण दिखाई देते हैं। तीन से चार दिनों के बाद, एक काल्पनिक सुधार हो सकता है। दो या तीन सप्ताह के बाद, बालों का झड़ना शुरू हो जाता है (कुल खालित्य), विटामिन की कमी के लक्षण दिखाई देते हैं (जीभ की श्लेष्मा झिल्ली का चिकना होना, मुंह के कोनों में दरारें, आदि)। गंभीर विषाक्तता के मामलों में, पोलिनेरिटिस, मानसिक विकार, दृश्य हानि और अन्य विकसित हो सकते हैं। इक्यासीवें तत्व की घातक खुराक काफी हद तक व्यक्तिगत सहनशीलता (6 से 40 मिलीग्राम/किग्रा वजन तक होती है) और यौगिक के प्रकार पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, थैलियम सल्फेट के लिए, मौखिक रूप से लेने पर घातक खुराक मनुष्यों के लिए लगभग 1 ग्राम है, लेकिन ऐसे मामले भी हैं जहां 8 मिलीग्राम/किग्रा, साथ ही 10-15 मिलीग्राम/किग्रा की खुराक घातक थी। थैलियम विषाक्तता और भी खतरनाक है क्योंकि विषाक्तता के जो लक्षण दिखाई देते हैं वे सूजन प्रक्रियाओं से मिलते जुलते हैं जिनसे मानवता ने लड़ना सीख लिया है - इन्फ्लूएंजा, कुछ गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल संक्रमण, ब्रोन्कोपमोनिया। ऐसे मामलों में आमतौर पर दी जाने वाली एंटीबायोटिक दवाओं का चिकित्सीय प्रभाव नहीं होता है। मारक के रूप में, सल्फर युक्त अमीनो एसिड सिस्टीन HS-CH2CH(NH2)COOH का उपयोग करना आवश्यक है। प्रुशियन ब्लू (KFe से Fe43 तक) और फेरासिन का उपयोग भी मारक के रूप में किया जाता है। बाद वाली दवा का प्रभाव शरीर में क्षार धातुओं और थैलियम के व्यवहार की समानता पर आधारित होता है; फेरासीन का उपयोग आमतौर पर शरीर से रेडियोधर्मी सीज़ियम को हटाने के लिए किया जाता है।
पानी में थैलियम की अधिकतम अनुमेय सांद्रता केवल 0.0001 mg/m3 है, वायुमंडलीय हवा में - 0.004 mg/m3, कामकाजी परिसर की हवा में थैलियम यौगिकों के लिए - 0.01 mg/m3 है। इस तथ्य के अलावा कि थैलियम मानव शरीर के लिए बहुत जहरीला है, यह धातु एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरा भी पैदा करती है - जब एक सीलबंद कंटेनर से निकाला जाता है, तो यह खुली हवा में तेजी से ऑक्सीकरण करता है।
हालाँकि, उपरोक्त सभी नकारात्मक पहलुओं के बावजूद, थैलियम का चिकित्सा में उपयोग का एक लंबा इतिहास है। 20वीं सदी की शुरुआत में इस धातु का उपयोग तपेदिक और पेचिश के इलाज के लिए किया जाता था। थैलियम लवण का उपयोग दाद के उपचार में किया जाता है। रेडियोधर्मी आइसोटोप 201Tl का उपयोग हृदय प्रणाली के रोगों और कैंसर के निदान के लिए किया जाता है। यह ज्ञात है कि मध्यम मात्रा में, पराबैंगनी किरणें शरीर के लिए फायदेमंद होती हैं - उनका जीवाणुनाशक प्रभाव होता है और विटामिन डी के उत्पादन को बढ़ावा देता है। हालांकि, जैसा कि यह निकला, स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी भाग की सभी किरणें समान रूप से प्रभावी नहीं हैं। डॉक्टर एरिथेमल, या एरिथेमल विकिरण (लैटिन एरीटेमा से - "लालिमा") में अंतर करते हैं, क्रियाएं वास्तविक "टैनिंग की किरणें" हैं। स्वाभाविक रूप से, प्राथमिक पराबैंगनी विकिरण को एरिथेमल क्रिया की किरणों में परिवर्तित करने में सक्षम सामग्री फिजियोथेरेपी के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। ऐसी सामग्री थैलियम द्वारा सक्रिय क्षारीय पृथ्वी धातुओं के कुछ सिलिकेट और फॉस्फेट के रूप में सामने आई। और फिर भी, थैलियम और उसके लवणों की विषाक्तता के लिए सावधानी और सावधानी से निपटने की आवश्यकता होती है, खासकर जब दवा की बात आती है।
अपनी उच्च विषाक्तता के कारण, थैलियम और इसके लवण, जिनमें न तो स्वाद होता है और न ही गंध, कृंतकों और कीड़ों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पदार्थों से जहर देने वालों के घातक हथियार में बदल गए हैं। फोरेंसिक विज्ञान हत्या या आत्महत्या के उद्देश्य से थैलियम लवण के उपयोग के मामलों का वर्णन करता है, लेकिन आधी सदी पहले, थैलियम का व्यापक रूप से खुफिया सेवाओं द्वारा एक जहरीले पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता था - नवंबर 1960 में, राष्ट्रीय पार्टी "संघ के नेता" कैमरून के लोग”, फेलिक्स मुमी को जिनेवा में फ्रांसीसी उपनिवेशवादियों के एजेंटों द्वारा जहर दिया गया था। जांच से पता चला कि दोपहर के भोजन के दौरान उन्हें थैलियम यौगिकों से जहर दिया गया था। 60 के दशक के उत्तरार्ध में, खुफिया सेवाओं ने नेल्सन मंडेला को जहर देने की योजना विकसित की (उसी थैलियम को जहर के रूप में चुना गया था)। जीडीआर राज्य सुरक्षा मंत्रालय, स्टासी ने एक संगठन के निर्माता और नेता वोल्फगैंग वेल्श को खत्म करने की तीन बार कोशिश की, जिसने जीडीआर के निवासियों को अवैध रूप से पश्चिम में भागने में मदद की। प्रयासों में से एक में थैलियम विषाक्तता शामिल थी - जहर को कटलेट में मिलाया गया था। वेल्श को डॉक्टरों की त्वरित कार्रवाई से बचा लिया गया, जिन्होंने विषाक्तता की प्रकृति का शीघ्र ही खुलासा कर दिया। फिदेल कास्त्रो को इक्यासी तत्व से जहर देने की कोशिश का एक ज्ञात तथ्य है - ऐसा माना जाता था कि उनके जूते में थैलियम डाला गया था - जिससे अनिवार्य रूप से बाल झड़ने लगेंगे, और यह क्यूबा के नेता को उनकी प्रसिद्ध दाढ़ी से वंचित कर देगा। करिश्मा में शेर का हिस्सा। एक और प्रसिद्ध जानबूझकर थैलियम विषाक्तता (मूल संस्करण के अनुसार) - जिसने पूरी दुनिया में हलचल मचा दी - लंदन में पूर्व एफएसबी अधिकारी ए. वी. लिट्विनेंको की हत्या थी, बार्नेट अस्पताल (उत्तरी लंदन) के डॉक्टरों को जहरीले पदार्थ के निशान मिले लेफ्टिनेंट कर्नल के शरीर में थैलियम, जिसकी पुष्टि गाय के अस्पताल में विष विज्ञान परीक्षण से की गई थी। सच है, रेडियोधर्मी पोलोनियम-210 के साथ विषाक्तता बाद में स्थापित की गई थी, जिसके निशान हर जगह बने रहे जहां पूर्व एफएसबी अधिकारी थे, लेकिन "जटिल जोखिम" भी संभव है - इसलिए बोलने के लिए, "निश्चित रूप से।" थैलियम सद्दाम हुसैन का बदला लेने का पसंदीदा साधन था। फ्लू के रूप में प्रच्छन्न जहर की धीमी कार्रवाई ने जहर देने वालों को विशेष रूप से निंदनीय तरीके से कार्य करने की अनुमति दी - असंतुष्टों को जेल से रिहा कर दिया गया और यहां तक कि प्रवास करने की अनुमति भी दी गई, लेकिन इससे पहले उनके भोजन या पेय में थैलियम की घातक खुराक डाली गई थी। लेकिन न केवल विभिन्न देशों की विशेष सेवाओं और राज्य सुरक्षा एजेंसियों ने अवांछनीयताओं को खत्म करने के लिए थैलियम का उपयोग किया। धातु के जहरीले गुणों को कई सिलसिलेवार हत्यारों ने पसंद किया था, जिनमें से एक ग्राहम यंग भी था। पंद्रह साल की उम्र में, उसने विभिन्न जहरों का उपयोग करके अपनी दत्तक मां को मार डाला और कई अन्य रिश्तेदारों को मारने की कोशिश की। जेल से रिहा होने के बाद, यंग को हर्टफोर्टशायर के एक फोटोग्राफी स्टूडियो में नौकरी मिल गई। जल्द ही, स्टूडियो के दो कर्मचारी बीमार पड़ गए और बहुत ही अजीब परिस्थितियों में उनकी मृत्यु हो गई। यंग को गिरफ्तार कर लिया गया और उसके अपार्टमेंट की तलाशी के दौरान थैलियम और जहर देने वाले की डायरियां मिलीं, जिसमें उसने जहरीले पदार्थ की खुराक और सहकर्मियों पर उनके प्रभाव का वर्णन किया था। इस अपराध के लिए यंग को चार आजीवन कारावास की सजा मिली।
हालाँकि, विरोधाभासी रूप से, थैलियम का आपराधिक इतिहास कभी-कभी लोगों को बचाता है! कई साल पहले, कतर से एक डेढ़ साल की बच्ची को लंदन लाया गया था; बच्ची की हालत बहुत खराब थी - हर दिन बच्ची का रक्तचाप बढ़ता जा रहा था और सांस लेना और भी मुश्किल हो रहा था। लंदन के मेडिकल दिग्गज हताश माता-पिता की आखिरी उम्मीद थे - आखिरकार, कतर में डॉक्टर निदान करने में असमर्थ थे। लेकिन गरीब माता-पिता को कितनी निराशा हुई जब लंदन के उच्च योग्य विशेषज्ञों ने कहा कि वे ऐसी बीमारी के लक्षणों से परिचित नहीं थे। हर घंटे लड़की की हालत बदतर होती गई, उसकी चेतना लगभग वापस नहीं आई, और डॉक्टरों के पास अभी भी एक भी प्रशंसनीय संस्करण नहीं था। और सबसे महत्वपूर्ण क्षण में, एक साधारण नर्स, जो एक मरते हुए बच्चे के बिस्तर के पास ड्यूटी पर थी, ने "दिग्गजों" के बीच विवाद में हस्तक्षेप किया। नर्स ने आत्मविश्वास से कहा कि बच्चे के शरीर को थैलियम से जहर दिया गया था। जैसा कि यह पता चला, हाल ही में लड़की ने अगाथा क्रिस्टी की जासूसी कहानी "द नाइटिंगेल हॉर्स" पढ़ी, जिसमें थैलियम विषाक्तता का वर्णन किया गया था। अस्पताल के उस छोटे मरीज की बीमारी के लक्षण आश्चर्यजनक रूप से किताब के पन्नों पर जो कुछ घटित होता है, उससे मेल खाते हैं। क्लिनिक नर्स की धारणाओं की पुष्टि या खंडन करने में विफल रहा - आवश्यक उपकरण और अभिकर्मक उपलब्ध नहीं थे। लेकिन स्कॉटलैंड यार्ड में सब कुछ "हाथ में" था - आखिरकार, हाल ही में पुलिस को थैलियम से जुड़ी एक हत्या की जांच करनी थी। निदान की पुष्टि की गई: यह पता चला कि लड़की के माता-पिता चूहों और तिलचट्टों को नियंत्रित करने के लिए घर पर थैलियम लवण युक्त रसायनों का इस्तेमाल करते थे। डॉक्टरों ने उचित उपचार दिया और जल्द ही बच्चा खतरे से बाहर हो गया।
यह ज्ञात है कि थैलियम पौधों और जानवरों के ऊतकों में पाया जाता है। इक्यासीवाँ तत्व तम्बाकू, पालक, कासनी की जड़ें, अंगूर, चुकंदर और अन्य पौधों में पाया जाता है। जानवरों की दुनिया में, जेलीफ़िश, स्टारफ़िश, समुद्री एनीमोन और कुछ अन्य समुद्री निवासी इस धातु के सांद्रक बन गए। दिलचस्प बात यह है कि ऐसे पौधे भी हैं जो अपनी जीवन प्रक्रियाओं के दौरान थैलियम जमा कर सकते हैं। इस प्रकार, थैलियम की खोज चुकंदर में की गई, जो इस धातु की नगण्य मात्रा वाली मिट्टी पर उगती थी (थैलियम का पता सबसे परिष्कृत विश्लेषणात्मक तरीकों से नहीं लगाया जा सकता था)। बाद में यह पाया गया कि मिट्टी में थैलियम की न्यूनतम सांद्रता के साथ भी, चुकंदर इसे केंद्रित करने और जमा करने में सक्षम हैं।
वैज्ञानिकों ने विभिन्न उत्पादों और पदार्थों में उनकी थैलियम सामग्री की जांच की और पाया कि शरीर में थैलियम के स्रोत पौधे क्लोरोफिल और धूम्रपान तंबाकू हैं (तंबाकू में प्रति ग्राम सूखे वजन में 24 से 100 नैनोग्राम थैलियम होता है)! इसके अलावा, मानव शरीर में प्रवेश करने वाले थैलियम का स्रोत कालिख, औद्योगिक एरोसोल और इनडोर धूल (100 से 500 एनजी तक) है। विश्लेषणों से पता चला है कि शाकाहारियों और धूम्रपान करने वालों के शरीर में थैलियम की मात्रा सामान्य रूप से खाने वाले और धूम्रपान न करने वाले लोगों की तुलना में अधिक होती है। इसके अलावा, लेखकों ने इस तथ्य की ओर इशारा किया कि खनिकों के फेफड़ों में अन्य लोगों के फेफड़ों की तुलना में और बालों की तुलना में अधिक थैलियम होता है। ऐसा थैलियम युक्त धूल, सिलिकेट और कोयले के साँस द्वारा अंदर जाने के कारण होता है।
कहानी
19वीं सदी के पचास के दशक में, इंग्लैंड के एक युवा रसायनज्ञ, विलियम क्रुक्स ने सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन से कीचड़ - धूल भरे कचरे से सेलेनियम को अलग करने की समस्याओं पर काम किया। टिलकेरोड (उत्तरी जर्मनी) में एक पौधे की धूल की जांच करते समय, रसायनज्ञ ने अध्ययन किए गए नमूनों में टेल्यूरियम के निशान का पता लगाने की कोशिश की, हालांकि, रासायनिक विश्लेषण करने के बाद, क्रुक्स को यह धातु नहीं मिली। कई कारणों से, प्रयोगों को रोकना पड़ा, लेकिन कारखाने के कचरे को "बेहतर समय तक" प्रयोगशाला में संरक्षित किया गया, क्योंकि बाद में यह व्यर्थ नहीं निकला।
विज्ञान में वर्णक्रमीय विश्लेषण (1859) के आगमन के साथ, रसायनज्ञों को विभिन्न पदार्थों की रासायनिक संरचना के दूरस्थ निर्धारण के लिए एक नई शक्तिशाली विधि प्राप्त हुई। सीज़ियम (1860) और रूबिडियम (1861) की खोज के तुरंत बाद, विलियम क्रुक्स की स्पेक्ट्रोस्कोपी में रुचि हो गई। नई पद्धति की संभावनाओं की खोज करते हुए, क्रुक्स ने इसका उपयोग बड़ी संख्या में विभिन्न पदार्थों का अध्ययन करने के लिए किया: जानवरों की लाशों के हिस्से, विभिन्न पौधों की राख, समुद्र का पानी, कई प्रकार के छोटे कीड़े, विभिन्न प्रकार के तंबाकू। परिणामस्वरूप, इस निष्कर्ष पर पहुंचने पर कि स्पेक्ट्रोस्कोप नए तत्वों को खोजने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है, विलियम क्रुक्स ने जर्मन संयंत्र की धूल में टेल्यूरियम की खोज पर लौटने का फैसला किया, जो अभी भी उनकी प्रयोगशाला में संग्रहीत था। नमूने को बर्नर की लौ में डालने और टेल्यूरियम की रेखाओं को देखने की उम्मीद करने के बाद, क्रुक्स एक चमकदार हरी रेखा की खोज करके आश्चर्यचकित रह गए, जिसे उन्होंने पहले कभी स्पेक्ट्रोस्कोपिक अध्ययनों में नहीं देखा था। सच है, हरी पट्टी बहुत जल्दी गायब हो गई (यौगिक की अस्थिरता के कारण, जैसा कि बाद में पता चला), लेकिन अध्ययन के तहत सामग्री के प्रत्येक नए हिस्से के साथ यह फिर से दिखाई दी। अपनी खोज के महत्व को समझते हुए, अंग्रेज ने प्रयोग को कई बार दोहराया और व्यवस्थित रूप से उन तत्वों के स्पेक्ट्रा की जांच की जो सल्फ्यूरिक एसिड कक्षों (आर्सेनिक, एंटीमनी, सेलेनियम, ऑस्मियम) के अपशिष्ट में निहित थे। बड़ी संख्या में नमूनों की विस्तृत जांच के बाद ही क्रुक्स को यकीन हुआ कि वह अभी तक अज्ञात तत्व से निपट रहे थे। धूल अपशिष्ट की कम आपूर्ति के कारण, रसायनज्ञ एक बहुत ही कम मात्रा में नए पदार्थ को अलग करने में सक्षम था, जिसे उसने थैलियम (प्राचीन ग्रीक θαλλός से - युवा, हरी शाखा) नाम दिया था। जाहिर है, इस विशेष नाम को चुनने का कारण स्पेक्ट्रोस्कोप में हरी रेखा थी, जो एक नए तत्व की खोज को चिह्नित करती थी। यह दिलचस्प है कि एक और ग्रीक शब्द, जिसका अनुवाद "अपस्टार्ट" है, लगभग समान लगता है। संयोग स्वाभाविक रूप से यादृच्छिक है, हालांकि, बिना अर्थ के नहीं - कोई भी थैलियम की तलाश नहीं कर रहा था, इसने स्वयं अपने अस्तित्व की "घोषणा" की।
क्रुक्स के लगभग उसी समय, कुछ ही महीनों बाद, थैलियम की खोज फ्रांसीसी रसायनज्ञ क्लाउड लैमी ने लूज़ में सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन से कीचड़ की जांच करने के लिए उसी स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधि का उपयोग करके की थी। बड़ी मात्रा में धूल अपशिष्ट होने के कारण, लैमी 14 ग्राम थैलियम को अलग करने और इसके गुणों का विस्तार से वर्णन करने में कामयाब रहे। फ्रांसीसी रसायनज्ञ ने साबित किया कि थैलियम एक धातु है और सेलेनियम का एनालॉग नहीं है, जैसा कि क्रूक्स का मानना था, उन्होंने अपने लेख "सल्फर समूह से संबंधित एक नए तत्व के अस्तित्व पर" में खोजे गए तत्व का वर्णन किया। हालाँकि, इस तथ्य के कारण कि लैमी का संदेश केवल 1862 में सामने आया - खोजकर्ता (30 मार्च, 1861) की तुलना में कई महीने बाद, खोज की प्राथमिकता अंग्रेजी वैज्ञानिक के पास रही। इसके बाद, क्रुक्स ने रसायन विज्ञान और भौतिकी के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया (आश्चर्यजनक रूप से, वह अध्यात्मवाद के कट्टर समर्थक थे और अन्य सांसारिक संस्थाओं का आह्वान करने वाले सत्रों में बहुत समय समर्पित करते थे), और अपने ढलते वर्षों में उन्होंने लंदन की रॉयल सोसाइटी का नेतृत्व किया, लेकिन उनकी पहली वैज्ञानिक सफलता का श्रेय 1861 में उनकी धातु की खोज को जाता है।
प्रकृति में होना
इस तथ्य में कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि थैलियम की खोज सटीक रूप से एक स्पेक्ट्रोस्कोप की मदद से की गई थी - अधिकांश खनिजों में यह ट्रेस तत्व इतनी कम मात्रा में मौजूद होता है (गैलेना में थैलियम की मात्रा 0.003 से 0.1% तक होती है और शायद ही कभी अधिक होती है) कि यह है आकस्मिक रूप से रासायनिक रूप से इसका पता लगाना लगभग असंभव है। लेकिन वर्णक्रमीय विश्लेषण की असामान्य रूप से उच्च संवेदनशीलता के कारण, इस तत्व की खोज संभव हो गई और पूरी तरह से अप्रत्याशित रूप से हुई। इसी समय, पृथ्वी पर थैलियम इतना कम नहीं है - इक्यासीवें तत्व की क्लार्क (पृथ्वी की पपड़ी में औसत सामग्री) लगभग 7 10-5% है, जो सोने की सामग्री से 100 गुना अधिक है और चांदी की मात्रा से 10 गुना अधिक। थैलियम ब्लेंड (उदाहरण के लिए, स्पैलेराइट में) और जस्ता के पाइराइट (0.1% से अधिक टीएल सामग्री), तांबा और लौह, अभ्रक और पोटेशियम लवण में पाया जा सकता है। थैलियम के अपने खनिजों में से बहुत सारे नहीं हैं, हालांकि, यह एक आइसोमोर्फिक अशुद्धता के रूप में अन्य खनिजों की एक बड़ी संख्या में शामिल है, जो सल्फाइड अयस्कों (टीएल लगभग 10-3%) में तांबा, चांदी और आर्सेनिक की जगह लेता है, और पोटेशियम, रुबिडियम और , कम सामान्यतः, एल्युमिनोसिलिकेट्स और क्लोराइड में अन्य क्षार धातुएँ।
कम तापमान वाले हाइड्रोथर्मल मार्कासाइट जमा (1896 में, रूसी वैज्ञानिक आई.ए. एंटिपोव ने सिलेसियन मार्कासाइट में बढ़ी हुई थैलियम सामग्री की खोज की) और पाइराइट जमा को इक्यासीवें तत्व के संचय के लिए अनुकूल माना जाता है। उनमें ऐसे छोटे और दुर्लभ देशी थैलियम खनिज पाए जाते हैं: लोरंडाइट TlAsS2 और हचिंसोनाइट (Cu, Ag, Tl)PbAs4S8, जो कुछ आर्सेनिक अयस्कों में मौजूद होते हैं; vrbaite Tl(As, Sb)3S5; थैलियम एजाइड TlN3; थैलियम पिक्रेट; क्रूकेसाइट Cu15Tl2Se9, 1860 में स्वीडन में खोजा गया और इसका नाम थैलियम के खोजकर्ता के नाम पर रखा गया। इसके बाद, बश्किरिया और उरल्स में क्रूकेसाइट की खोज की गई। इन खनिजों में थैलियम की मात्रा काफी अधिक है - 16 से 80% तक। 1956 में, उज्बेकिस्तान में एक नया थैलियम खनिज पाया गया - एविसेनाइट, जो लगभग शुद्ध त्रिसंयोजक थैलियम ऑक्साइड - Tl2O3 (79.52% Tl) है। खनिज को इसका नाम ऋषि, चिकित्सक और दार्शनिक एविसेना, या अधिक सटीक रूप से अबू अली इब्न सिना के सम्मान में मिला। प्रकृति में, ये सभी खनिज इतने दुर्लभ हैं कि थैलियम कच्चे माल के रूप में उनका औद्योगिक उपयोग प्रश्न से बाहर है - यह दुर्लभ धातु जस्ता, सीसा और कई अन्य तत्वों के उत्पादन में उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त की जाती है। अक्सर, इक्यासीवाँ तत्व ऑर्थोक्लेज़ KAlSi3O8 और ल्यूसाइट KAlSi2O6 में पाया जा सकता है। लेपिडोलाइट K2Li1.5Al1.52 और zinnwaldite KLiFeAl2 में थैलियम कम मात्रा में होता है - क्रमशः 10–3 और 10–1%। पोलुसाइट (Cs, Na) में थैलियम की मात्रा 10-2% होती है। मोनोवैलेंट थैलियम (1.49 ए) के आयन त्रिज्या और पोटेशियम (1.33 ए) और रुबिडियम (1.49 ए) के आयनिक त्रिज्या की निकटता द्वारा प्रदान की गई आइसोमॉर्फिक प्रतिस्थापन की संभावना, थैलियम क्लोराइड को रुबिडियम क्लोराइड के साथ क्रिस्टलीकृत करने की अनुमति देती है। नतीजतन, थैलियम नमक जमा और खनिज पानी में रुबिडियम का एक आम साथी है। इसलिए, थैलियम की खोज के बाद पहली बार, इसके हैलाइडों और पोटेशियम और रूबिडियम के हैलाइडों की समरूपता ने इस तथ्य को जन्म दिया कि थैलियम को एक क्षार धातु माना जाता था। क्षार धातुओं की तरह, थैलियम पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी भाग में केंद्रित है - ग्रेनाइट परत में (औसत सामग्री 1.5 · 10-4%), बुनियादी चट्टानों में यह कम (2 · 10-5%) है, और अल्ट्राबेसिक चट्टानों में केवल 1 10-6% और उससे कम. थैलियम आसानी से जीवमंडल में स्थानांतरित हो जाता है - मिट्टी में इसकी औसत सामग्री 10-5% है, समुद्र के पानी में - 10-9%, पशु जीवों में - 4-10-5%। प्राकृतिक जल से, थैलियम कोयले, मिट्टी, मैंगनीज हाइड्रॉक्साइड द्वारा सोख लिया जाता है, और पानी के वाष्पीकरण के दौरान जमा हो जाता है (उदाहरण के लिए, सिवाश झील में 5 · 10-8 ग्राम/लीटर तक)। कुछ जीवित जीव (जेलीफ़िश) और पौधे (अंगूर, चुकंदर, ओक) थैलियम के सांद्रक हैं, जो पर्यावरण से इस भारी धातु को जमा करते हैं। ऐसा माना जाता है कि कोयले की राख (10-3-10-2%) में इक्यासीवें तत्व की उच्च सामग्री का यही कारण है।
अकेले जस्ता भंडार में इक्यासीवें तत्व का विश्व भंडार (संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के अनुसार) लगभग 17 हजार टन है। इसके अलावा, इनमें से अधिकांश जमा राशियाँ कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित हैं। हालाँकि, विश्व के कोयला संसाधनों में थैलियम का मुख्य भंडार 630 हजार टन है।
आवेदन
लंबे समय तक, विशिष्ट गुणों वाली धातु का उपयोग नहीं किया गया था, लेकिन 1907 में क्लेरीसी ने घनत्व के आधार पर खनिजों को अलग करने के लिए अत्यधिक घुलनशील कार्बनिक थैलियम लवण (थैलियम फॉर्मिक और मैलोनिक एसिड का मिश्रण) के एक जलीय घोल का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा, जिसे क्लेरीसी भारी तरल कहा जाता है। . यह ज्ञात है कि सभी चट्टान बनाने वाले खनिजों सहित अधिकांश खनिजों का घनत्व 2 से 4 ग्राम/सेमी3 होता है, और कई औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण धातु अयस्कों (पाइराइट, गैलेना, सोना, जिरकोन) का घनत्व अधिक होता है। अपशिष्ट चट्टान से इसे अलग करने के लिए क्लेरीसी तरल का उपयोग करने के लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है, जो क्षेत्र की स्थितियों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। 13 वर्षों के बाद, थैलियम के लिए एक नया अनुप्रयोग पाया गया, अधिक सटीक रूप से इसका सल्फेट Tl2SO4। यह यौगिक कृंतकों और कुछ प्रकार के कीड़ों के खिलाफ जहर का हिस्सा था, जिसका 1920 में जर्मनी में पेटेंट कराया गया था। लंबे समय तक, थैलियम सल्फेट Tl2SO4, एक रंगहीन और गंधहीन पदार्थ, कुछ कीटनाशकों और ज़ोसाइड्स का हिस्सा था, 1965 तक अमेरिकी सरकार ने लोगों और घरेलू जानवरों के लिए इसकी अत्यधिक विषाक्तता के कारण इसके उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया। इसके अलावा 1920 में, यह पता चला कि थैलियम ऑक्सीसल्फाइड (थैलोफाइड) की विद्युत चालकता प्रकाश (विशेष रूप से अवरक्त विकिरण) के प्रभाव में बदल जाती है। समय के साथ, थैलियम ऑक्सीसल्फाइड की इस संपत्ति का उपयोग अंधेरे और कोहरे में अलार्म सिस्टम के लिए उपकरणों को प्राप्त करने, इन्फ्रारेड लोकेटर, रेडियोमीटर और इन्फ्रारेड किरणों में शूटिंग के लिए फोटोएक्सपोजर मीटर में उपयोग किए जाने वाले फोटोकल्स में किया गया। द्वितीय विश्व युद्ध की लड़ाइयों में, दुश्मन के निशानेबाजों का पता लगाने के लिए थैलोफाइड फोटोकल्स का उपयोग किया गया था। बाद में, α- और β-विकिरण की रिकॉर्डिंग के लिए जगमगाहट काउंटरों में TlBr और TlI हैलाइड के ठोस समाधान के एकल क्रिस्टल का उपयोग किया जाने लगा। ऐसे काउंटर का संचालन दो घटकों की परस्पर क्रिया पर आधारित होता है: एक ल्यूमिनसेंट सिंटिलेटर क्रिस्टल और एक फोटोमल्टीप्लायर - जब जी-विकिरण क्वांटा या आयनीकरण कण क्रिस्टल से टकराते हैं, तो प्रकाश की एक फ्लैश उत्पन्न होती है, जो फोटोमल्टीप्लायर में एक इलेक्ट्रिक में परिवर्तित हो जाती है। वर्तमान, इसकी ताकत क्रिस्टल पर आपतित विकिरण की तीव्रता की विशेषता के रूप में कार्य करती है। यह थैलियम की अशुद्धियाँ हैं जो क्रिस्टल में ल्यूमिनसेंस केंद्र बनाती हैं। प्रकाशिकी में थैलियम यौगिकों का उपयोग अवरक्त स्पेक्ट्रम तक सीमित नहीं है - आर्गन और थैलियम वाष्प हरे गैस-डिस्चार्ज लैंप भरते हैं, जिनका उपयोग प्रबुद्ध विज्ञापन और वर्णक्रमीय उपकरणों के अंशांकन में किया जाता है। थैलियम आयोडाइड को उनके प्रकाश मापदंडों और सेवा जीवन को बेहतर बनाने के लिए उच्च दबाव वाले पारा डिस्चार्ज लैंप में पेश किया जाता है।
रासायनिक उद्योग में, इक्यासीवाँ तत्व, इसके ऑक्साइड और सल्फाइड का उपयोग विभिन्न कार्बनिक प्रतिक्रियाओं (हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोबेंजीन की कमी, गैसीय एनिलिन का ऑक्सीकरण) के लिए प्रभावी उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। कई थैलियम यौगिकों का उपयोग इंजनों के लिए ईंधन एंटीनॉक एजेंट के रूप में सफलतापूर्वक किया जाता है। थैलियम का उपयोग पारंपरिक रूप से अर्धचालकों के उत्पादन में किया जाता है - यह धातु सेलेनियम-आधारित सामग्रियों का हिस्सा है जिससे अर्धचालक वर्तमान रेक्टिफायर बनाए जाते हैं। आधुनिक अर्धचालक पदार्थ न केवल क्रिस्टलीय होते हैं, वे अनाकार और कांच जैसे भी होते हैं। ग्लासी अर्धचालकों की संरचना में सेलेनियम, टेल्यूरियम और आर्सेनिक के साथ थैलियम भी शामिल है (रासायनिक संरचना का एक उदाहरण TlAsSe2 है)। इस प्रकार के अर्धचालकों का उपयोग मुख्य रूप से ऑप्टिकल उपकरणों में किया जाता है: इलेक्ट्रोफोटोग्राफी, टेलीविजन ट्रांसमिशन ट्यूब, होलोग्राफी के लिए प्रकाश-रिकॉर्डिंग मीडिया, फोटोरेसिस्ट सामग्री और फोटोमास्क। थैलियम कार्बोनेट Tl2CO3 का उपयोग प्रकाश किरणों के उच्च अपवर्तक सूचकांक के साथ ग्लास का उत्पादन करने के लिए किया जाता है; थैलियम ऑक्साइड Tl2O भी कुछ ऑप्टिकल ग्लास का एक घटक है।
हालाँकि, न केवल थैलियम यौगिकों को व्यापक अनुप्रयोग मिला है, बल्कि धातु का उपयोग उद्योग के विभिन्न क्षेत्रों में भी किया जाता है। इक्यासीवें तत्व को मिश्रधातुओं (अक्सर सीसा-आधारित) में पेश किया जाता है, जिससे उन्हें एसिड प्रतिरोध, ताकत और पहनने का प्रतिरोध मिलता है। 70% Pb, 20% Sn और 10% Tl की मिश्र धातु नाइट्रिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के प्रति प्रतिरोधी है। असर मिश्र धातु 72% पीबी, 15% एसबी, 5% एसएन और 8% टीएल सर्वोत्तम टिन असर मिश्र धातुओं से बेहतर है। जैसे ही ये बीयरिंग संचालित होते हैं, थैलियम पिघल जाता है, जिससे एक स्नेहक बनता है जो बीयरिंग के जीवन को बढ़ाता है। थैलियम की तरह, इसके कई मिश्र धातुओं का गलनांक कम होता है, उदाहरण के लिए, 8.5% टीएल युक्त थैलियम अमलगम (पारा के साथ एक मिश्र धातु) केवल -59 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है, इसलिए इसका उपयोग कम तापमान वाले थर्मामीटर, तरल सील और में किया जाता है। स्विच, सुदूर उत्तर, अंटार्कटिका या समतापमंडलीय अनुसंधान में काम कर रहे हैं। थैलियम का उपयोग चिकित्सा में काफी लंबे समय से किया जाता रहा है - 1912 से 1930 तक। तपेदिक और पेचिश के इलाज के लिए थैलियम यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था। हालाँकि, थैलियम यौगिकों की उच्च विषाक्तता (चिकित्सीय और विषाक्त खुराक के बीच अंतर छोटा है) के कारण, इस धातु के उपयोग की सीमा दाद के उपचार में बालों को हटाने तक सीमित थी - छोटी खुराक में थैलियम लवण अस्थायी गंजापन का कारण बनते हैं। 1980 के दशक की शुरुआत से, हृदय प्रणाली और कैंसर के रोगों के निदान के लिए रेडियोधर्मी आइसोटोप 201Tl (आधा जीवन 72.912 घंटे) का उपयोग लगातार बढ़ रहा है। थैलियम का एक अन्य रेडियोआइसोटोप, β-एमिटर 204Tl (आधा जीवन 3.78 वर्ष) का उपयोग विभिन्न सामग्रियों की मोटाई की निगरानी के लिए उपकरण में किया जाता है। 204Tl β-किरणों का उपयोग तैयार कागज, कपड़ा और फिल्म उत्पादों से स्थैतिक बिजली को हटाने के लिए भी किया जाता है।
उत्पादन
इस तथ्य के बावजूद कि थैलियम की खोज 1861 में हुई थी, और कई वैज्ञानिकों ने इसके गुणों का अध्ययन किया था, यह "विवादास्पद" तत्व लंबे समय तक उद्योग के किसी भी क्षेत्र में अपना "आला" नहीं ले सका। परिणामस्वरूप, थैलियम धातु का औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन 1920 के दशक में ही शुरू हुआ। हालाँकि, अब, पिछली शताब्दी की तरह, इक्यासीवें तत्व का मुख्य स्रोत सल्फाइड धातु अयस्क है। जब वे समृद्ध होते हैं, तो थैलियम जस्ता, तांबा और सीसा (मुख्य रूप से) सांद्रण में चला जाता है। हालाँकि, समृद्ध सांद्रता में भी थैलियम की मात्रा 10-3% से अधिक नहीं होती है; स्वाभाविक रूप से, ऐसे उत्पाद को इक्यासीवें तत्व के औद्योगिक उत्पादन के लिए कच्चा माल नहीं माना जा सकता है। इस कारण से, थैलियम के प्रत्यक्ष उत्पादन के स्रोत सीसा, सल्फ्यूरिक एसिड, जस्ता और तांबे के उत्पादन (फ्लू डस्ट) से अपशिष्ट हैं, जो समृद्ध सल्फाइड अयस्कों को भूनने के दौरान बनता है। इसके अलावा, धातु गलाने के दौरान एकत्र किया गया स्लैग भी थैलियम के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल है।
आमतौर पर, कच्चे माल के प्रसंस्करण के लिए विधि का चुनाव इसकी संरचना पर निर्भर करता है, क्योंकि थैलियम को कई अन्य तत्वों के साथ संयोजन में निकाला जाता है। पॉलीमेटेलिक अयस्कों के प्रसंस्करण की वास्तविक योजनाएं बहुत जटिल हैं और इसमें बड़ी संख्या में पायरो- और हाइड्रोमेटलर्जिकल ऑपरेशन शामिल हैं, और संसाधित कच्चे माल की संरचना में परिवर्तन के आधार पर निरंतर समायोजन के अधीन भी हैं।
इक्यासीवें तत्व से समृद्ध सांद्रण उर्ध्वपातन विधि द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, जिसमें फायरिंग के दौरान थैलियम ऑक्सीकरण और कम करने वाले दोनों वातावरणों में अस्थिर होने में सक्षम होता है, जिससे थैलियम-समृद्ध उर्ध्वपातन के उत्पादन को निकालने की प्रक्रियाओं के साथ जोड़ना संभव हो जाता है। अन्य मूल्यवान तत्व. थैलियम के साथ अधिकतम संवर्धन क्लोरीनेटिंग रोस्टिंग (सोडियम क्लोराइड या सिल्विनाइट के अतिरिक्त) का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। 600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले सोडियम क्लोराइड में अच्छी अस्थिरता होती है और लगभग पूरी तरह से उदात्त होता है। ऑक्सीडेटिव रोस्टिंग के परिणामस्वरूप, क्लोराइड के अलावा, थैलियम ऑक्साइड Tl2O को उर्ध्वपातित किया जाता है और थैलियम सल्फेट, सल्फाइड और सिलिकेट के धूल जैसे कणों को गैस प्रवाह द्वारा यंत्रवत् पकड़ लिया जाता है। अपचयन प्रक्रिया के दौरान प्राप्त धूल और ऊर्ध्वपात में, थैलियम का कुछ भाग धातु के रूप में हो सकता है। इसके बाद, सब्लिमेट को पानी से निक्षालित किया जाता है, और इस प्रक्रिया को निरंतर हीटिंग के साथ किया जाना चाहिए, क्योंकि थैलियम की घुलनशीलता दृढ़ता से तापमान पर निर्भर करती है। कभी-कभी पानी की लीचिंग को कमजोर सोडा समाधानों के साथ लीचिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जो कैडमियम जैसी अन्य धातुओं के क्लोराइड के समाधान में संक्रमण को रोकता है। यदि अधिकांश थैलियम अल्प घुलनशील यौगिकों के रूप में मौजूद है, तो तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ लीचिंग का उपयोग किया जाता है। जलीय घोलों से लीचिंग के बाद, थैलियम (विभिन्न तकनीकी योजनाओं के अनुसार) सल्फाइड, क्लोराइड, आयोडाइड, क्रोमेट, ट्राइवेलेंट थैलियम हाइड्रॉक्साइड या थैलियम धातु के रूप में सीमेंटेशन द्वारा जारी किया जाता है - जस्ता धूल या अमलगम के साथ वर्षा:
Tl2SO4 + Zn → ZnSO4 + 2Tl
सल्फाइड (सोडियम सल्फाइड के गर्म समाधान के साथ) के रूप में इक्यासीवें तत्व की वर्षा के मामले में, समाधान से धातु का सबसे पूर्ण निष्कर्षण प्राप्त किया जाता है। हालाँकि, यह विधि चयनात्मक नहीं है - सभी थैलियम उपग्रह धातुएँ अघुलनशील सल्फाइड बनाती हैं, इसलिए इस विधि का उपयोग केवल थोड़ी मात्रा में अशुद्धियों वाले कच्चे माल के लिए किया जाता है। थैलियम सल्फाइड सांद्रण को जिंक सल्फेट के घोल से निक्षालित किया जाता है, और थैलियम सल्फेट घोल में चला जाता है:
Tl2S + ZnSO4 → Tl2SO4 + ZnS
थैलियम धातु को सीमेंटेशन द्वारा परिणामी घोल से अलग किया जाता है।
थैलियम के आधुनिक शुद्धिकरण में इसे केरोसीन में ट्रिब्यूटाइल फॉस्फेट के 50% घोल के साथ मिश्रित आयोडीन के घोल के साथ सल्फेट युक्त घोल से निकालना शामिल है, इसके बाद सल्फ्यूरिक एसिड (300 ग्राम/लीटर) के साथ कार्बनिक चरण से पुनः निष्कर्षण होता है। 3% हाइड्रोजन पेरोक्साइड का जोड़। जिंक शीट पर कार्बराइजेशन द्वारा धातु को पुनः अर्क से अलग किया जाता है, जिससे एक स्पंजी संरचना वाली धातु बनती है, जिसे ब्रिकेट में दबाया जाता है और 350-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर क्षार की एक परत के नीचे पिघलाया जाता है। दुर्लभ मामलों में, थैलियम धातु प्राप्त करने के लिए, एल्यूमीनियम कैथोड पर थैलियम सल्फेट समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है। तथ्य यह है कि इस विधि से प्राप्त धातु में सीसा, कैडमियम, लोहा, जस्ता और अन्य की काफी बड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ (0.05%) होती हैं। उच्च शुद्धता वाली धातु प्राप्त करने के लिए, इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन मोटे थैलियम से घुलनशील एनोड और शुद्ध थैलियम से कैथोड के साथ किया जाता है; इलेक्ट्रोलाइट्स थैलियम लवण हैं: सल्फेट या परक्लोरेट। परिणाम थैलियम है जिसमें विदेशी अशुद्धियों की कुल सामग्री 10-4% से कम है। सबसे शुद्ध धातु (99.9999%), जो अर्धचालक प्रौद्योगिकी के लिए आवश्यक है, क्रिस्टलोफिजिकल तरीकों का उपयोग करके शुद्धिकरण द्वारा प्राप्त की जाती है: ज़ोन पिघलने या सीज़ोक्रालस्की विधि।
दुर्लभ इक्यासीवें तत्व का विश्व उत्पादन मामूली रूप से उतार-चढ़ाव करता है और प्रति वर्ष लगभग 15 टन है। इस धातु की कीमत के बारे में ऐसा नहीं कहा जा सकता है - नई प्रौद्योगिकियों के विकास के कारण, 20 वीं शताब्दी के मध्य की तुलना में थैलियम की कीमत में काफी वृद्धि हुई है। विश्व बाजार में थैलियम के मुख्य आपूर्तिकर्ता बेल्जियम, कनाडा, फ्रांस, जर्मनी, रूस और ग्रेट ब्रिटेन हैं।
भौतिक गुण
अपनी खोज के दशकों बाद भी, थैलियम दुनिया भर के खनिज विज्ञानियों, भौतिकविदों और रसायनज्ञों के लिए एक रहस्यमय तत्व बना हुआ है। तथ्य यह है कि उस समय के वैज्ञानिकों ने थैलियम को - विषमताओं वाली धातु कहा - आश्चर्य की बात नहीं है - आखिरकार, अपने रासायनिक गुणों में यह क्षार धातुओं के समान है (यह आसानी से ऑक्सीकरण होता है, थैलियम हाइड्रॉक्साइड पानी में घुलनशील है और एक मजबूत आधार है) और साथ ही इसमें चांदी (पानी में क्लोराइड, ब्रोमाइड और आयोडाइड की कम घुलनशीलता) के साथ बहुत कुछ समान है। दिखने में और कई भौतिक गुणों (घनत्व, कठोरता, गलनांक) में, थैलियम सीसे जैसा दिखता है, जो, वैसे, आवर्त सारणी में इक्यासीवें तत्व का पड़ोसी है। इस अवसर पर, थैलियम के गुणों पर शोध के क्षेत्र में अग्रदूतों में से एक, फ्रांसीसी रसायनज्ञ जीन बैप्टिस्ट डुमास ने लिखा: "यह अतिशयोक्ति नहीं होगी यदि, धातुओं के आम तौर पर स्वीकृत वर्गीकरण के दृष्टिकोण से, हम कहते हैं कि थैलियम विपरीत गुणों को जोड़ता है जो हमें इसे एक विरोधाभासी धातु कहने की अनुमति देता है। प्रसिद्ध रसायनज्ञ ने यह भी कहा कि धातुओं के बीच थैलियम जानवरों के बीच प्लैटिपस के समान "काली भेड़" है - यह अद्भुत प्राणी एक स्तनपायी है, लेकिन पक्षियों और उभयचरों की तरह यह अंडे देता है; इसका शरीर फर से ढका हुआ है, लेकिन इसमें बत्तख की चोंच और जाल वाले पैर हैं। फिर भी, फ्रांसीसी रसायनज्ञ का मानना था कि वह जिस धातु का अध्ययन कर रहा था, वह अपनी सभी "विषमताओं" के बावजूद, किसी दिन "रसायन विज्ञान के इतिहास में एक युग बनाने" में सक्षम होगी।
थैलियम सहित तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह के तत्वों की विशेषता परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में तीन इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति है। थैलियम के बाहरी इलेक्ट्रॉनों का विन्यास 6s26p है; परमाणु त्रिज्या 1.71 ए, आयनिक त्रिज्या: टीएल+ 1.49 ए, टीएल3+ 1.05 ए। साधारण पदार्थ थैलियम एक भारी (घनत्व 11.849 ग्राम/सेमी3) नीले रंग के साथ नरम भूरे-सफेद धातु है, लेकिन हवा में तेजी से ऑक्सीकरण के कारण यह जल्दी से फीका पड़ जाता है , एक धूमिल रंग प्राप्त करना। थैलियम बहुत प्लास्टिक और नरम होता है (आसानी से चाकू से काटा जाता है)। यह विवरण सीसा (घनत्व 11.34 ग्राम/सेमी3) या कुछ क्षार धातु (उदाहरण के लिए, लिथियम को चाकू से आसानी से काटा जाता है) के भौतिक गुणों की याद दिलाता है। थैलियम तीन संशोधनों में मौजूद है: 0.1 एमएन/एम2 (1 किग्रा/सेमी2) के दबाव और 233 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर इसमें 233 डिग्री से ऊपर पैरामीटर ए = 3.4496 ए और सी = 5.5137 ए के साथ एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक जाली होती है। सी - शरीर-केंद्रित घन (ए = 4.841 ए), उच्च दबाव पर 3.9 एच/एम2 (39,000 किग्रा/सेमी2) - चेहरा-केंद्रित घन। इसके गलनांक के संदर्भ में (थैलियम के लिए यह 303.6 डिग्री सेल्सियस है), इक्यासीवाँ तत्व भी सीसे जैसा दिखता है, जिसका ठोस-तरल संक्रमण तापमान 327.4 डिग्री सेल्सियस है। यही बात क्वथनांक पर लागू होती है - थैलियम के लिए 1457 डिग्री सेल्सियस, सीसे के लिए - 1740 डिग्री सेल्सियस।
20 से 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर थैलियम की विशिष्ट ताप क्षमता 0.13 KJ/(kg K) या 0.031 cal/(g °C) है। थैलियम के लिए रैखिक विस्तार का तापमान गुणांक 20 डिग्री सेल्सियस पर 28 10-6 और 240-280 डिग्री सेल्सियस पर 41.5 10-6 है। इक्यासीवें तत्व की तापीय चालकता 38.94 W/(m∙K) है, जो 0.093 cal/(cm sec °C) है। 0°C पर थैलियम की विद्युत प्रतिरोधकता 18 10-6 ohm∙cm है। बढ़ते तापमान के साथ थैलियम के विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक कम हो जाता है: 5.177 · 10-3 - 3.98 · 10-3 (0-100 डिग्री सेल्सियस)। थैलियम प्रतिचुंबकीय है, 30 डिग्री सेल्सियस पर इसकी विशिष्ट चुंबकीय संवेदनशीलता -0.249 10-6 है। थैलियम के लिए अतिचालक अवस्था में संक्रमण तापमान 2.39 K है। थैलियम परमाणु द्वारा थर्मल न्यूट्रॉन को पकड़ने के लिए क्रॉस सेक्शन 3.4 ± 0.5 बार्न है।
रासायनिक गुण
यौगिकों में, थैलियम +1 (Tl+) और +3 (Tl3+) की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकता है, सबसे स्थिर यौगिक वे हैं जिनमें इक्यासीवाँ तत्व +1 की सकारात्मक संयोजकता प्रदर्शित करता है। Tl+ यौगिक अपने रासायनिक व्यवहार में पोटेशियम, सोडियम, सिल्वर और सीसा के यौगिकों से मिलते जुलते हैं। अधिकांश Tl(I) यौगिक प्रकाश संवेदनशीलता वाले होते हैं। मोनोवैलेंट थैलियम को केवल मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ समाधान में ऑक्सीकरण किया जा सकता है: हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पर्सल्फेट्स, पोटेशियम परमैंगनेट, ब्रोमीन या क्लोरीन (मौलिक हैलोजन थैलियम को केवल मोनोवैलेंट अवस्था में ऑक्सीकरण करते हैं)। समूह III तत्व के लिए अधिक विशिष्ट संयोजकता (+3) वाले थैलियम यौगिक कम स्थिर होते हैं। Tl3+ यौगिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं, गर्मी के प्रति अस्थिर हैं और हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं। वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों (पोटेशियम परसल्फेट K2S2O8, पोटेशियम ब्रोमेट KBrO3 या ब्रोमीन पानी) के साथ Tl+ यौगिकों को ऑक्सीकरण करके प्राप्त किए जाते हैं। सामान्य तौर पर, समान मोनोवैलेंट थैलियम लवण की तुलना में थैलियम लवण को घोलना अधिक कठिन होता है। इसके अलावा, इक्यासीवें तत्व को औपचारिक रूप से मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिकों के निर्माण की विशेषता है, जिसमें कुछ थैलियम परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था +1 है, और दूसरे भाग की ऑक्सीकरण अवस्था +3 है। आमतौर पर, त्रिसंयोजक थैलियम उनमें एक जटिल आयन का हिस्सा होता है, उदाहरण के लिए, थैलियम क्लोराइड में से एक, Tl2Cl4, थैलियम (I) टेट्राक्लोरोथैलेट (III): Tl+ है। या दूसरा उदाहरण: टीएल+ -, जहां मोनोवैलेंट थैलियम एक धनायन के रूप में कार्य करता है, और त्रिसंयोजक थैलियम जटिल आयन का हिस्सा है।
हवा में, धात्विक थैलियम की सतह तेजी से ऑक्सीकरण करती है, सुस्त हो जाती है और निचले ऑक्साइड Tl2O की एक काली फिल्म से ढक जाती है, जो आगे ऑक्सीकरण को धीमा कर देती है:
4Tl + O2 → 2Tl2O
थैलियम (I) ऑक्साइड Tl2O एक काला क्रिस्टलीय पदार्थ है जो हाइड्रॉक्साइड TlOH बनाने के लिए पानी में आसानी से घुलनशील होता है। थैलियम (I) ऑक्साइड को थैलियम (I) हाइड्रॉक्साइड को निर्जलित करके प्राप्त किया जा सकता है:
2TlOH → Tl2O + H2O
जब Tl2O को हवा में गर्म किया जाता है, तो थैलियम (III) ऑक्साइड Tl2O3 प्राप्त किया जा सकता है - एक मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता वाला एक काला पदार्थ। ओजोन थैलियम को भी Tl2O3 में ऑक्सीकृत कर देता है। इसके अलावा, थैलियम (III) ऑक्साइड थैलियम नाइट्रेट Tl(NO3)3 के सावधानीपूर्वक थर्मल अपघटन के दौरान बनता है:
2Tl(NO3) → Tl2O3 + NO2 + NO
हवा में 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, Tl2O3 Tl2O में बदल जाता है।
थैलियम ऑक्सीजन रहित पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। ऑक्सीजन की उपस्थिति में, थैलियम पानी में घुलकर घुलनशील मोनोवालेंट थैलियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है:
4Tl + 2H2O + O2 → 4TlOH
टीएलओएच एक पीला क्रिस्टलीय पदार्थ है जो क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड के समान मजबूत आधार के गुणों को प्रदर्शित करता है। जब CO2 TlOH विलयन पर कार्य करता है, तो थैलियम कार्बोनेट प्राप्त किया जा सकता है:
2TlOH + CO2 → Tl2CO3 + H2O
यह यौगिक पानी में अत्यधिक घुलनशील है और इसका उपयोग अन्य थैलियम यौगिकों की तैयारी में किया जाता है।
ऑक्सीकरण से बचने के लिए, थैलियम सिल्लियों को आसुत, उबले हुए (कम घुलनशील ऑक्सीजन युक्त) पानी की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाता है। अल्कोहल के साथ बातचीत करके, थैलियम संबंधित अल्कोहल बनाता है:
2Tl + 2C2H5OH → 2C2H5OTl + H2
यदि यह प्रतिक्रिया हवा की धारा में की जाती है, तो पानी और अल्कोहल बनते हैं:
4Tl + 4C2H5OH + O2 → 4TlOC2H5 + 2H2O
निष्क्रियता के कारण थैलियम हाइड्रोक्लोरिक एसिड में नहीं घुलता है, क्योंकि अघुलनशील क्लोराइड TlCl बनता है। लेकिन धातु नाइट्रिक एसिड में अच्छी तरह से घुल जाती है; सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया बहुत खराब होती है। थैलियम हाइड्रोजन हैलाइड्स, फॉर्मिक, ऑक्सालिक और एसिटिक एसिड में अघुलनशील है। इसके अलावा, इक्यासीवाँ तत्व क्षार (ऑक्सीकरण एजेंटों के बिना) के साथ बातचीत नहीं करता है। इस कारण से, संबंधित टालेट्स, MeTlO2, केवल Tl2O3 ऑक्साइड को धातु ऑक्साइड के साथ संलयन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
पहले से ही कमरे के तापमान पर, थैलियम हैलोजन के साथ परस्पर क्रिया करता है। मोनो- और त्रिसंयोजक थैलियम के सभी हैलाइड ज्ञात हैं, साथ ही थैलियम की औपचारिक रूप से मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था वाले कई जटिल हैलाइड भी ज्ञात हैं। सिल्वर हैलाइड्स की तरह, थैलियम फ्लोराइड TlF पानी में अत्यधिक घुलनशील है, जबकि TlCl क्लोराइड, TlBr ब्रोमाइड और TlI आयोडाइड खराब घुलनशील हैं। जब लंबे समय तक प्रकाश में रखा जाता है या पिघली हुई अवस्था में रखा जाता है, तो TlCl, TlBr और TlI आंशिक अपघटन के कारण काले हो जाते हैं:
2TlI → 2Tl + I2
गर्म करने पर इक्यासीवाँ तत्व फॉस्फोरस, आर्सेनिक और सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करता है। थैलियम हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, अमोनियम, कार्बन, सिलिकॉन, बोरान और शुष्क कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है।
सल्फर के साथ संयोजन में, थैलियम निम्नलिखित व्युत्पन्न देता है: थैलियम सल्फाइड (I) Tl2S - एक काला क्रिस्टलीय पदार्थ, पानी में अघुलनशील, थैलियम के उत्पादन में एक मध्यवर्ती उत्पाद; थैलियम (I) सल्फेट Tl2SO4 एक सफेद पाउडर है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है, और धातु थैलियम प्राप्त करने की प्रक्रिया में एक मध्यवर्ती उत्पाद है। थैलियम सल्फाइड Tl2S थोड़ा अम्लीय, तटस्थ और क्षारीय वातावरण में हाइड्रोजन सल्फाइड या अमोनियम सल्फाइड के साथ थैलियम लवण के समाधान से लगभग मात्रात्मक रूप से अवक्षेपित होता है। इसे ऊंचे तापमान पर तत्वों से सीधे संश्लेषण द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है। रासायनिक रूप से शुद्ध थैलियम सल्फेट Tl2SO4 तनु सल्फ्यूरिक एसिड में थैलियम धातु को घोलकर प्राप्त किया जाता है।
थालियम- ग्रीक नाम, जिसका अनुवाद "हरी शाखा" के रूप में किया गया है। रासायनिक तत्व का नाम इस प्रकार क्यों रखा गया? यह जलने पर कमर के रंग के बारे में है। लौ हरी है. इसी से धातु को खोलने में मदद मिली। ये 1863 में हुआ था. क्रुक्स नाम के एक अंग्रेज वैज्ञानिक ने जर्मन शहर टिलपेरोड में एक सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र से एक स्पेक्ट्रोस्कोप और कचरे को अपने कब्जे में ले लिया।
रसायनज्ञ पहले ही कंपनी के साथ मिलकर औद्योगिक धूल से सेलेनियम निकाल चुका है। बदमाशों को संदेह था कि इसमें और शामिल है। स्पेक्ट्रोस्कोप बर्नर में इस तत्व की रेखाएं देखने की उम्मीद में, वैज्ञानिक ने एक घास की पट्टी देखी। किसी भी ज्ञात धातु में यह नहीं था। क्रुक्स ने एक नया पदार्थ पृथक किया और उसे एक नाम दिया।
थैलियम के रासायनिक और भौतिक गुण
थैलियम - धातुनीला-सफ़ेद रंग. तत्व कोमल है, इसमें कोई स्वाद नहीं है, कोई गंध नहीं है। यह पदार्थ को विशेष रूप से खतरनाक बनाता है, क्योंकि थैलियम जहरीला होता है। विषाक्तता की अभिव्यक्तियाँ भी घातक हैं। लक्षण इन्फ्लूएंजा, ब्रोन्कोपमोनिया और अन्य सूजन संबंधी बीमारियों के करीब हैं।
वहीं, इसका परिणाम अक्सर घातक होता है। एक वयस्क की मृत्यु की ओर ले जाता है 1 ग्राम थैलियम. यह न केवल पाचन तंत्र में अवशोषित होता है, बल्कि त्वचा में भी प्रवेश करता है और हवा के साथ सांस के साथ अंदर लिया जाता है।
थैलियम - तत्व, इसे लेने के 3-4वें दिन उत्साह शुरू हो जाता है। यह स्वास्थ्य और जीवन की परिपूर्णता की झूठी भावना है। लेकिन फिर मतली और उल्टी लौट आती है, दस्त शुरू हो जाते हैं, बाल झड़ने लगते हैं और मुंह के कोने फटने लगते हैं। इस स्तर पर यह पहले से ही स्पष्ट है कि आप फ्लू से नहीं जूझ रहे हैं, लेकिन अब तक बहुत देर हो चुकी है। विषाक्तता के 1-2 सप्ताह बाद विशिष्ट लक्षण प्रकट होते हैं थालियम
मैंवायुमंडल में छोड़े जाने पर शीघ्रता से ऑक्सीकरण हो जाता है। इसलिए, तत्व का परिवहन केवल सीलबंद कंटेनरों में किया जाता है। हवा में जहरीली धातु की मात्रा 0.004 mg/m3 से अधिक नहीं होनी चाहिए। पानी के लिए, पहले से ही 0.0001 mg/m3 का संकेतक खतरनाक है। प्रकृति में, ये स्तर आमतौर पर पार नहीं होते हैं।
थैलियम - दुर्लभऔर बिखरा हुआ तत्व। बढ़ी हुई सांद्रता केवल सिलेसियन और कुछ अन्य खनिजों में देखी गई है। सिलेसिया जर्मनी का एक क्षेत्र है। लेकिन इसकी गहराई में थैलियम की खोज 1896 में रूसी रसायनज्ञ और भूविज्ञानी एंटिपोव ने की थी।
थैलियम का गुणउच्च तापमान पर ऑक्सीकरण अधिक स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। तो, 100 डिग्री सेल्सियस पर, धातु तुरंत एक फिल्म से ढक जाएगी। यदि तापमान तीन गुना अधिक बढ़ जाए तो पदार्थ पिघल जाएगा। थैलियम 1460 डिग्री पर उबलता है। ऐसे तत्व हैं जिनके साथ प्रतिक्रिया पहले से ही कमरे के तापमान पर होती है। इसमें आप पा सकते हैं थैलियम क्लोराइड, साथ ही इसे ब्रोमीन और आयोडीन से भी जोड़ें।
रासायनिक यौगिकों में, थैलियम या तो मोनो- या डाइवेलेंट होता है। वैलेंस अन्य पदार्थों के परमाणुओं के साथ संयोजन करने की क्षमता है। तदनुसार, आवर्त सारणी की 81वीं धातु एक या तीन दिशाओं में बंधन बनाती है।
थैलियम के अनुप्रयोग
थैलियम विषाक्ततायदि कृंतकों को जहर मिला तो यह मनुष्यों के लिए उपयोगी हो सकता है। उनके लिए एक पेटेंट दवा का आविष्कार 20वीं सदी के पहले तीसरे भाग में जर्मनी में किया गया था। विष प्रविष्ट हो गया थैलियम सल्फेट. आधुनिक समय में चिड़ियाघरनाशकों के लिए धातु भी उपयोगी है। सच है, 20वीं सदी में, 81वें तत्व पर आधारित दवाएं सर्वव्यापी थीं, और अब वे बाजार के 3% से अधिक हिस्से पर कब्जा नहीं करती हैं।
थैलियम, रासायनिक गुणधातु, फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के उत्पादन में भी उपयोगी थे। 81वें निवासी का ऑक्सीसल्फाइड उनमें रखा गया है। प्रकाश के संपर्क में आने पर पदार्थ विद्युत चालकता बदल देता है।
थैलियम ऑक्सीसल्फाइड की इस संपत्ति के बारे में पहली बार 1920 में फिजिकल रिव्यू जर्नल में लिखा गया था। 5 साल बाद बनाए गए फोटोकल्स इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम की किरणों के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील निकले।
दुर्लभ धातु ब्रोमाइड और आयोडाइड अवरक्त प्रकाश को अच्छी तरह संचारित करते हैं। इसलिए, द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान थैलियम खरीदेंसेना चाहती थी. मिश्रित क्रिस्टल को इन्फ्रारेड अलार्म में रखने के लिए प्लैटिनम क्रूसिबल में उगाया गया था। थैलियम यौगिक दुश्मन के निशानेबाजों की पहचान करने में भी उपयोगी थे।
थैलियम, इलेक्ट्रॉनिक सूत्रजो KLMN5 s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 1 E आयन (Me=>Me + +e)=6.12 eV, टैनिंग से भी संबंधित है। यह पराबैंगनी विकिरण के प्रति त्वचा की प्रतिक्रिया है; मेलेनिन, एक प्राकृतिक डाई वर्णक, का सक्रिय उत्पादन शुरू होता है।
हालाँकि, डॉक्टर जानते हैं कि सभी पराबैंगनी किरणें "जन्म नहीं देतीं।" केवल एरिथिमल वाले ही प्रभावी होते हैं। बची हुई किरणों को उनमें परिवर्तित किया जा सकता है। कुछ क्षारीय पृथ्वी धातुओं के सिलिकेट और फॉस्फेट इस कार्य का सामना करते हैं। अधिकतम प्रभाव के लिए, तत्वों को सक्रिय किया जाता है थालियम
कीमतथैलियम को न केवल फिजियोथेरेपिस्ट, बल्कि सामान्य चिकित्सक और ट्राइकोलॉजिस्ट भी जानते हैं। बालों को हटाने वाले मिश्रण में धातु शामिल होती है। दाद से प्रभावित होने पर यह प्रक्रिया आवश्यक है। गंजापन की ओर ले जाता है थैलियम लवण. मुख्य बात चिकित्सीय खुराक चुनना है। यदि आप इसे थोड़ा अधिक करते हैं, तो आपको उपचार प्रभाव नहीं, बल्कि विषाक्त प्रभाव मिलेगा।
थैलियम हाइड्रॉक्साइडऔर कार्बोनेट बढ़े हुए प्रकाश अपवर्तन वाले योजक हैं, और शुद्ध धातु धातु विज्ञान में उपयोगी है। कुछ मिश्रधातुओं को एसिड-प्रतिरोधी, मजबूत और अधिक घिसाव-प्रतिरोधी बनाने के लिए उनमें तत्व 81 मिलाया जाता है।
आमतौर पर, थैलियम सीसे के मिश्रण का साथी बन जाता है। उदाहरण के लिए, 81वीं धातु एक असरदार मिश्रधातु में पाई जाती है। 8% थैलियम इसे अन्य आधारित यौगिकों से बेहतर बनाता है।
थैलियम अमलगम भी एक मिश्रधातु है। यह केवल 60 डिग्री सेल्सियस पर ही कठोर हो जाता है। यह मिश्रण थर्मामीटर के उत्पादन के लिए आवश्यक है और इसका उपयोग तरल वाल्व और स्विच में किया जाता है। वे नियंत्रण और माप उपकरणों में उपयोगी होते हैं। थैलियम के रेडियोआइसोटोप. वे शुद्ध बेटो उत्सर्जक के रूप में कार्य करते हैं।
थैलियम खनन
तांबे के अयस्कों के प्रसंस्करण के दौरान उप-उत्पाद के रूप में तत्व का खनन किया जाता है। धातु, जैसा कि इसके खोजकर्ता ने एक बार किया था, धूल भरे औद्योगिक कचरे से प्राप्त की जाती है। प्रति वर्ष थैलियम का उत्पादन लगभग 10 टन है। तत्व का विश्व भंडार 17 हजार टन अनुमानित है। यह 0.7 पीपीएम है. अर्थात् धातु दुर्लभ होते हुए भी इसका भण्डार सोने से भी अधिक है।
यूरोप, कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका की भूमि थैलियम से सबसे अधिक संतृप्त है। लेकिन राज्यों में 1981 से जहरीली धातु के खनन पर रोक लगा दी गई है। तत्व का मुख्य आपूर्तिकर्ता कजाकिस्तान है। इसके आपूर्तिकर्ता ऑफर करते हैं परिष्कृत थैलियम. इसके भंडार न केवल अन्य धातुओं के अयस्कों से जुड़े हैं, बल्कि पृथ्वी की पपड़ी में स्थित कोयले की परतों से भी जुड़े हैं। इनमें 630 हजार टन 81वां तत्व है।
थैलियम खनिजों में वर्बाइट, लोरंडाइट, क्रुक्वेसाइट और हचिंसोनाइट शामिल हैं। सूचीबद्ध पत्थर दुर्लभ हैं। लेकिन उनमें 81वीं धातु का हिस्सा बड़ा है - 16 से 80 प्रतिशत तक। 90% से अधिक पैमाने से बाहर चला जाता है थैलियम सामग्रीएविसेनाइट में.
इस लगभग शुद्ध त्रिसंयोजक धातु ऑक्साइड की खोज 1956 में की गई थी। उज़्बेक एसएसआर के क्षेत्र में पत्थर के भंडार पाए गए। अब यह कजाकिस्तान बन गया है. यहां इस बात की व्याख्या दी गई है कि देश को कच्चा माल कहां से मिलता है थैलियम की आपूर्ति करेंलगभग संपूर्ण विश्व बाज़ार।
थैलियम की कीमत
पीछे किलोग्राम थैलियमवे लगभग 7 हजार डॉलर मांग रहे हैं। 2003 के बाद से कीमत 7 गुना बढ़ गई है. अकेले कजाकिस्तान, हालांकि यह बहुत अधिक धातु का उत्पादन करता है, लेकिन इसे हर किसी को प्रदान नहीं कर सकता है। कैनेडियन थैलियमऔसत से अधिक महंगा. चीन से डिलीवरी हमेशा एक लाभप्रद पेशकश रही है।
लेकिन आकाशीय साम्राज्य ने दुर्लभ तत्वों के निर्यात के लिए कर प्रोत्साहन को समाप्त करने का निर्णय लिया। इससे खरीदारी में कमी आई। दुनिया का बाज़ार लगने लगा थैलियम की कमी, जिसके कारण इसकी कीमतों में वृद्धि हुई।
थैलियम डी.आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की छठी अवधि के तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, परमाणु संख्या 81। प्रतीक टीएल (अव्यक्त) द्वारा दर्शाया गया है। थालियम). भारी धातुओं के समूह के अंतर्गत आता है। साधारण पदार्थ थैलियम एक नरम, नीले रंग की सफेद धातु है।
नाम का इतिहास और उत्पत्तिथैलियम की खोज 1861 में विलियम क्रुक्स द्वारा हार्ज़ सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र के सीसा कक्षों के कीचड़ में वर्णक्रमीय विधि द्वारा की गई थी। शुद्ध थैलियम धातु को 1862 में क्रूक्स और फ्रांसीसी रसायनज्ञ क्लाउड-अगस्टे लैमी द्वारा स्वतंत्र रूप से प्राप्त किया गया था।
मार्च 1861 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम क्रुक्स ने सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन सुविधाओं में से एक में एकत्र की गई धूल की जांच की। क्रूक्स का मानना था कि इस धूल में सेलेनियम और टेल्यूरियम - सल्फर के एनालॉग्स शामिल होने चाहिए। उन्होंने सेलेनियम पाया, लेकिन वे पारंपरिक रासायनिक तरीकों का उपयोग करके टेल्यूरियम का पता नहीं लगा सके। तब क्रुक्स ने उस समय के लिए वर्णक्रमीय विश्लेषण की एक नई और बहुत संवेदनशील विधि का उपयोग करने का निर्णय लिया। स्पेक्ट्रम में, उन्होंने अप्रत्याशित रूप से हल्के हरे रंग की एक नई रेखा की खोज की, जिसका श्रेय किसी भी ज्ञात तत्व को नहीं दिया जा सका। यह चमकीली रेखा नए तत्व की पहली "समाचार" थी। उसके लिए धन्यवाद, इसकी खोज की गई और उसके लिए धन्यवाद, इसे लैटिन थैलस में नाम दिया गया - "खिलती हुई शाखा"। युवा पर्णसमूह के रंग की वर्णक्रमीय रेखा थैलियम का "कॉलिंग कार्ड" बन गई।
प्रकृति में थैलियम की खोजक्रुक्स की खोज को 30 वर्ष से अधिक समय बीत चुका था, और थैलियम अभी भी सबसे कम अध्ययन किए गए तत्वों में से एक था। इसे प्रकृति में खोजा गया और पाया गया, लेकिन, एक नियम के रूप में, न्यूनतम सांद्रता में। केवल 1896 में रूसी वैज्ञानिक आई.ए. एंटिपोव ने सिलेसियन मार्कासाइट्स में बढ़ी हुई थैलियम सामग्री की खोज की।
थैलियम एक सूक्ष्म तत्व है। पोटेशियम लवण और अभ्रक में जस्ता, तांबा और लौह के मिश्रण और पाइराइट्स में शामिल है। थैलियम एक भारी धातु है। केवल सात थैलियम खनिज ज्ञात हैं (उदाहरण के लिए, क्रुक्साइट (Cu, Tl, Ag) 2 Se, लोरंडाइट TlAsS 2, vrbaite Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20, गुचिनसोनाइट (Pb, Tl) S Ag 2 S 5As 2 S 5, एविसेनाइट टीएल 2 ओ 3 और अन्य), ये सभी अत्यंत दुर्लभ हैं। थैलियम का मुख्य द्रव्यमान सल्फाइड और मुख्य रूप से आयरन डाइसल्फ़ाइड से जुड़ा होता है। पाइराइट में, यह विश्लेषण किए गए नमूनों में से 25% में पाया गया। आयरन डाइसल्फ़ाइड्स में इसकी सामग्री अक्सर 0.1-0.2% होती है, और कभी-कभी 0.5% तक पहुँच जाती है। गैलेना में, थैलियम की मात्रा 0.003 से 0.1% तक होती है और शायद ही कभी इससे अधिक होती है। डाइसल्फ़ाइड्स और गैलेनस में थैलियम की उच्च सांद्रता चूना पत्थर में कम तापमान वाले सीसा-जस्ता जमा की विशेषता है। कुछ सल्फोसाल्ट में थैलियम की मात्रा 0.5% तक पहुँच जाती है। थैलियम की थोड़ी मात्रा कई अन्य सल्फाइडों में पाई जाती है, जैसे कि स्पैलेराइट्स और कुछ कॉपर पाइराइट जमाओं के च्लोकोपाइराइट्स। इसकी सामग्री 25 से 50 ग्राम/टन तक होती है।
लेकिन पृथ्वी पर थैलियम खनिजों का एक भी भंडार उद्योग के लिए रुचिकर नहीं है। यह तत्व विभिन्न पदार्थों और अयस्कों के प्रसंस्करण से प्राप्त होता है - उप-उत्पाद के रूप में।
थैलियम में K, Rb, Cs के साथ-साथ Pb, Ag, Cu, Bi के साथ सबसे बड़ी भू-रासायनिक समानता है। थैलियम जीवमंडल में आसानी से प्रवास करता है। प्राकृतिक जल से यह कोयले, मिट्टी, मैंगनीज हाइड्रॉक्साइड द्वारा सोख लिया जाता है, और पानी के वाष्पीकरण के दौरान जमा हो जाता है (उदाहरण के लिए, सिवाश झील में 5·10 -8 ग्राम/लीटर तक)। पोटेशियम खनिजों (अभ्रक, फेल्डस्पार), सल्फाइड अयस्कों में शामिल: गैलेना, स्पैलेराइट, मार्केसाइट (0.5% तक), सिनेबार। यह मैंगनीज और लोहे के प्राकृतिक ऑक्साइड में अशुद्धता के रूप में मौजूद होता है।
थैलियम पौधे और पशु जीवों में पाया जाता है। यह तम्बाकू, कासनी की जड़ों, पालक, बीच की लकड़ी, अंगूर, चुकंदर और अन्य पौधों में पाया जाता है। जानवरों में से, जेलीफ़िश, समुद्री एनीमोन, स्टारफ़िश और अन्य समुद्री निवासियों में सबसे अधिक थैलियम होता है। कुछ पौधे अपनी जीवन प्रक्रियाओं के दौरान थैलियम जमा करते हैं। थैलियम की खोज मिट्टी पर उगने वाली चुकंदर में हुई थी जिसमें सबसे सूक्ष्म विश्लेषणात्मक विधियां तत्व का पता नहीं लगा सकीं।
थैलियम प्राप्त करनातकनीकी रूप से शुद्ध थैलियम को ग्रिप डस्ट (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te) में मौजूद अन्य तत्वों से गर्म पतला एसिड में घोलकर शुद्ध किया जाता है, इसके बाद अघुलनशील लेड सल्फेट की वर्षा और HCl को मिलाया जाता है। थैलियम क्लोराइड (TlCl) को अवक्षेपित करने के लिए। प्लैटिनम तार का उपयोग करके तनु सल्फ्यूरिक एसिड में थैलियम सल्फेट के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा आगे की शुद्धि प्राप्त की जाती है, इसके बाद 350-400 डिग्री सेल्सियस पर हाइड्रोजन वातावरण में जारी थैलियम को पिघलाया जाता है।
थैलियम के खोजकर्ता ने इसे सल्फ्यूरिक एसिड पौधे की उड़ती धूल में पाया। अब यह स्वाभाविक लगता है कि थैलियम अनिवार्य रूप से चिमनी में पाया जाता था - आखिरकार, अयस्क गलाने के तापमान पर, थैलियम यौगिक अस्थिर हो जाते हैं। चिमनी में लाई गई धूल में, वे आमतौर पर ऑक्साइड और सल्फेट के रूप में संघनित होते हैं। अधिकांश मोनोवालेंट थैलियम यौगिकों की अच्छी घुलनशीलता मिश्रण से थैलियम निकालने में मदद करती है (और धूल कई पदार्थों का मिश्रण है)। इन्हें अम्लीय गर्म पानी के साथ धूल से निकाला जाता है। बढ़ी हुई घुलनशीलता थैलियम को कई अशुद्धियों से सफलतापूर्वक शुद्ध करने में मदद करती है। इसके बाद थैलियम धातु प्राप्त होती है। थैलियम धातु प्राप्त करने की विधि इस बात पर निर्भर करती है कि कौन सा यौगिक पिछले उत्पादन चरण का अंतिम उत्पाद था। यदि थैलियम कार्बोनेट, सल्फेट या परक्लोरेट प्राप्त किया गया था, तो तत्व संख्या 81 इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उनसे निकाला जाता है; यदि क्लोराइड या ऑक्सालेट प्राप्त किया गया था, तो वे सामान्य कमी का सहारा लेते हैं। तकनीकी रूप से सबसे उन्नत पानी में घुलनशील थैलियम सल्फेट टीएल 2 एसओ 4 है। यह स्वयं एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है, जिसके इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एल्यूमीनियम कैथोड पर स्पंजी थैलियम जमा हो जाता है। फिर इस स्पंज को दबाया जाता है, पिघलाया जाता है और एक सांचे में डाला जाता है। यह याद रखना चाहिए कि थैलियम हमेशा उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है: सीसा, जस्ता, कैडमियम और कुछ अन्य तत्वों के साथ।
थैलियम के भौतिक और रासायनिक गुणएक ओर, थैलियम क्षार धातुओं के समान है। और साथ ही, यह कुछ मायनों में चांदी के समान है, और कुछ मायनों में सीसा और टिन के समान है। स्वयं निर्णय करें: पोटेशियम और सोडियम की तरह, थैलियम आमतौर पर 1+ की संयोजकता प्रदर्शित करता है; मोनोवैलेंट थैलियम हाइड्रॉक्साइड टीएलओएच एक मजबूत आधार है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है। क्षार धातुओं की तरह, थैलियम पॉलीआयोडाइड्स, पॉलीसल्फाइड्स और अल्कोहल बनाने में सक्षम है। लेकिन मोनोवैलेंट थैलियम क्लोराइड, ब्रोमाइड और आयोडाइड की पानी में खराब घुलनशीलता इस तत्व को चांदी के समान बनाती है। और दिखने में, घनत्व, कठोरता, गलनांक - भौतिक गुणों के पूरे परिसर में - थैलियम सबसे अधिक निकटता से सीसे जैसा दिखता है।
और साथ ही, यह आवधिक प्रणाली के समूह III में गैलियम और इंडियम के साथ एक ही उपसमूह में एक स्थान रखता है, और इस उपसमूह के तत्वों के गुण काफी स्वाभाविक रूप से बदलते हैं।
वैलेंस 1+ के अलावा, थैलियम 34- की वैलेंस भी प्रदर्शित कर सकता है, जो समूह III तत्व के लिए प्राकृतिक है। सामान्य तौर पर, त्रिसंयोजक थैलियम लवण को समान मोनोवैलेंट थैलियम लवण की तुलना में घोलना अधिक कठिन होता है। वैसे, उत्तरार्द्ध का बेहतर अध्ययन किया गया है और इसका व्यावहारिक महत्व अधिक है।
लेकिन ऐसे यौगिक हैं जिनमें थैलियम दोनों होते हैं। उदाहरण के लिए, मोनो- और त्रिसंयोजक थैलियम के हैलाइड एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं। और फिर जिज्ञासु जटिल यौगिक उत्पन्न होते हैं, विशेष रूप से टीएल 1+ -। इसमें, मोनोवैलेंट थैलियम एक धनायन के रूप में कार्य करता है, और त्रिसंयोजक थैलियम जटिल आयन का हिस्सा है।
थैलियम नीले रंग की टिंट वाली एक सफेद धातु है। तीन संशोधनों में मौजूद है।
हेक्सागोनल जाली के साथ कम तापमान संशोधन टीएल II, ए=0.34566 एनएम, सी=0.55248 एनएम. 234 डिग्री सेल्सियस से ऊपर टीएल I का एक उच्च तापमान संशोधन है, जिसमें α-Fe प्रकार का एक वॉल्यूमेट्रिक केंद्रित क्यूबिक जाली है, ए=0.3882 एनएम. 3.67 जीपीए और 25 डिग्री सेल्सियस पर - घन फलक-केंद्रित जाली के साथ टीएल III संशोधन, ए=0.4778 एनएम.
थैलियम प्रतिचुंबकीय है। 2.39 K के तापमान पर यह अतिचालक अवस्था में चला जाता है।
मानव शरीर पर थैलियम का प्रभावथैलियम एक अत्यधिक विषैला जहर है, और इसके जहर से अक्सर मृत्यु हो जाती है। उनके उत्पादन और व्यावहारिक उपयोग के दौरान थैलियम और उसके यौगिकों के साथ विषाक्तता संभव है। थैलियम श्वसन तंत्र, अक्षुण्ण त्वचा और पाचन तंत्र के माध्यम से शरीर में प्रवेश करता है। यह लंबे समय में शरीर से बाहर निकल जाता है। तीव्र, सूक्ष्म और जीर्ण विषाक्तता में एक समान नैदानिक तस्वीर होती है, जो लक्षणों की शुरुआत की गंभीरता और गति में भिन्न होती है। गंभीर मामलों में, 1-2 दिनों के बाद, जठरांत्र संबंधी मार्ग (मतली, उल्टी, पेट दर्द, दस्त, कब्ज) और श्वसन पथ को नुकसान होने के लक्षण दिखाई देते हैं। 2-3 सप्ताह के बाद, बालों का झड़ना और विटामिन की कमी के लक्षण देखे जाते हैं (जीभ की श्लेष्मा झिल्ली का चिकना होना, मुंह के कोनों में दरारें, आदि)। गंभीर मामलों में, पोलिन्यूरिटिस, मानसिक विकार, दृश्य हानि आदि विकसित हो सकते हैं।
थैलियम सल्फेट के लिए, मौखिक रूप से लेने पर घातक खुराक मनुष्यों के लिए लगभग 1 ग्राम है। ऐसे मामले हैं जहां 8 मिलीग्राम/किग्रा, साथ ही 10-15 मिलीग्राम/किग्रा की खुराक घातक थी। जहर कई हफ्तों (2-3) हफ्तों तक जारी रहता है, और जहर लेने के 3-4 दिन बाद, कल्याण की एक काल्पनिक अनुभूति होती है।
पानी में थैलियम की अधिकतम अनुमेय सांद्रता केवल 0.0001 mg/m3 है, वायुमंडलीय हवा में - 0.004 mg/m3।
थैलियम इस तथ्य के कारण भी एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरा पैदा करता है कि जब एक सीलबंद कंटेनर से निकाला जाता है तो यह खुली हवा में तेजी से ऑक्सीकरण करता है।
थैलियम के अनुप्रयोग
1920 में, जर्मनी में कृन्तकों के खिलाफ एक पेटेंट जहर प्राप्त किया गया था, जिसमें थैलियम सल्फेट टीएल 2 एसओ 4 शामिल था। यह स्वादहीन और गंधहीन पदार्थ आज भी कभी-कभी कीटनाशकों और जंतुनाशकों में शामिल किया जाता है।
पहले सौर सेल इसी से बनाए गए थे, जिसका कार्यशील द्रव ठीक यही पदार्थ था। वे अवरक्त किरणों के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील निकले।
इस धातु के अन्य यौगिक, विशेष रूप से मोनोवैलेंट थैलियम ब्रोमाइड और आयोडाइड के मिश्रित क्रिस्टल, अवरक्त किरणों को अच्छी तरह से संचारित करते हैं। ऐसे क्रिस्टल पहली बार द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान प्राप्त किये गये थे। इन्हें 470°C पर प्लैटिनम क्रूसिबल में उगाया जाता था और इन्फ्रारेड सिग्नलिंग उपकरणों और युद्ध में स्नाइपर्स का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता था।
थैलियम लवण का उपयोग, विशेष रूप से, दाद के मामलों में बालों को हटाने के लिए किया जाता है - उचित मात्रा में थैलियम लवण अस्थायी गंजापन का कारण बनता है। चिकित्सा में इस धातु का व्यापक उपयोग इस तथ्य से बाधित है कि इन लवणों की चिकित्सीय और विषाक्त खुराक के बीच अंतर छोटा है। थैलियम और उसके लवणों की विषाक्तता के लिए आवश्यक है कि उन्हें सावधानी और सावधानी से संभाला जाए।
थैलियम धातु कुछ मिश्र धातुओं का एक घटक है, जो उन्हें एसिड प्रतिरोध, ताकत और पहनने का प्रतिरोध देता है। अक्सर, थैलियम को उसके संबंधित सीसे के आधार पर मिश्रधातु में पेश किया जाता है। असर मिश्र धातु - 72% पीबी, 15% एसबी, 5% एसएन और 8% टीएल सर्वोत्तम टिन असर मिश्र धातुओं से बेहतर प्रदर्शन करता है। 70% Pb, 20% Sn और 10% Tl की मिश्र धातु नाइट्रिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के प्रति प्रतिरोधी है।
पारा के साथ थैलियम का एक मिश्र धातु कुछ हद तक अलग खड़ा है - थैलियम मिश्रण, जिसमें लगभग 8.5% तत्व संख्या 81 होता है। सामान्य परिस्थितियों में यह तरल होता है और शुद्ध पारे के विपरीत, -60°C से नीचे के तापमान पर भी तरल रहता है। मिश्र धातु का उपयोग कम तापमान वाले प्रयोगों में सुदूर उत्तर में संचालित तरल सील, स्विच, थर्मामीटर में किया जाता है।
रासायनिक उद्योग में, थैलियम धातु, इसके कुछ यौगिकों की तरह, उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोबेंजीन की कमी में।
थैलियम के रेडियोआइसोटोप भी बिना काम के नहीं रहे। थैलियम-204 (आधा जीवन 3.56 वर्ष) एक शुद्ध बीटा उत्सर्जक है। औद्योगिक प्रक्रियाओं की निगरानी और अध्ययन के लिए कई उपकरणों में थैलियम-204 का उपयोग बीटा विकिरण के स्रोत के रूप में किया जाता है। ऐसे उपकरणों का उपयोग करते हुए, उदाहरण के लिए, चलते कपड़े या कागज की मोटाई स्वचालित रूप से मापी जाती है: जैसे ही सामग्री की परत से गुजरने वाली बीटा किरणें कमजोर या मजबूत होने लगती हैं (जिसका अर्थ है कि सामग्री की मोटाई तदनुसार बढ़ गई है या घट गई है) , स्वचालित उपकरण आवश्यक कमांड देता है और "यथास्थिति" यानी इष्टतम तकनीकी व्यवस्था को पुनर्स्थापित करता है। रेडियोधर्मी थैलियम वाले अन्य उपकरण कपड़ा, कागज और फिल्म उद्योगों के उत्पादन क्षेत्रों में होने वाले हानिकारक स्थैतिक चार्ज को खत्म करते हैं।
थैलियम के समस्थानिक
तत्व में दो स्थिर और 19 रेडियोधर्मी आइसोटोप हैं (द्रव्यमान संख्या 189 से 210 तक)। इस तत्व का सबसे हल्का आइसोटोप, थैलियम-189, आखिरी बार 1972 में डुबना में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान की परमाणु समस्याओं की प्रयोगशाला में प्राप्त किया गया था। इसे 660 MeV की ऊर्जा के साथ त्वरित प्रोटॉन के साथ एक लेड डिफ़्लुओराइड लक्ष्य को विकिरणित करके प्राप्त किया गया था, इसके बाद एक द्रव्यमान विभाजक में परमाणु प्रतिक्रियाओं के उत्पादों को अलग किया गया था। सबसे हल्के थैलियम आइसोटोप का आधा जीवन लगभग सबसे भारी के समान ही निकला, यह 1.4 ± 0.4 मिनट (210 टीएल - 1.32 मिनट के लिए) के बराबर है।
थैलियम भंडार और उत्पादन
जिंक संसाधनों से जुड़े थैलियम के विश्व संसाधनों की मात्रा लगभग 17 हजार टन है; उनमें से सबसे बड़ा हिस्सा कनाडा, यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में केंद्रित है। अन्य 630 हजार टन वैश्विक कोयला संसाधनों से जुड़े हैं। पृथ्वी की पपड़ी में औसत थैलियम सामग्री 0.7 भाग प्रति मिलियन अनुमानित है। अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण का अनुमान है कि जिंक अयस्कों में निहित थैलियम का विश्व भंडार और आरक्षित आधार क्रमशः 380 और 650 टन है, जिसमें से संयुक्त राज्य अमेरिका का हिस्सा क्रमशः 32 और 120 टन है।
2006 में वैश्विक थैलियम उत्पादन 10 टन होने का अनुमान लगाया गया था, जो 2005 से अपरिवर्तित है। तांबे, जस्ता और सीसा अयस्कों के प्रसंस्करण के दौरान उत्पन्न धूल और कचरे से कई देशों में थैलियम को उप-उत्पाद के रूप में निकाला जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, खनन या संसाधित अयस्कों में इसकी मौजूदगी के बावजूद, इस धातु को 1981 से नहीं निकाला गया है।
रूस और सीआईएस देशों में लगभग 10 उद्यम हैं जो उत्पादन प्रक्रिया के दौरान थैलियम निकालते हैं।
रासायनिक तत्वों की खोज के इतिहास में कई विरोधाभास हैं। ऐसा हुआ कि एक शोधकर्ता एक अज्ञात तत्व की खोज कर रहा था, और दूसरा उसे ढूंढ रहा था। कभी-कभी कई वैज्ञानिकों ने "एक समानांतर पाठ्यक्रम का पालन किया," और फिर खोज के बाद (और कोई हमेशा दूसरों की तुलना में थोड़ा पहले आता है), प्राथमिकता विवाद उत्पन्न हुए। कभी-कभी ऐसा होता था कि कोई नया तत्व अचानक, अप्रत्याशित रूप से सामने आ जाता था। इस प्रकार तत्व संख्या 81, थैलियम की खोज हुई। मार्च 1861 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम क्रुक्स ने सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन सुविधाओं में से एक में एकत्र की गई धूल की जांच की। क्रूक्स का मानना था कि इस धूल में सेलेनियम और टेल्यूरियम - सल्फर के एनालॉग्स शामिल होने चाहिए। उन्होंने सेलेनियम पाया, लेकिन वे पारंपरिक रासायनिक तरीकों का उपयोग करके टेल्यूरियम का पता नहीं लगा सके। तब क्रुक्स ने उस समय के लिए वर्णक्रमीय विश्लेषण की एक नई और बहुत संवेदनशील विधि का उपयोग करने का निर्णय लिया। स्पेक्ट्रम में, उन्होंने अप्रत्याशित रूप से हल्के हरे रंग की एक नई रेखा की खोज की, जिसका श्रेय किसी भी ज्ञात तत्व को नहीं दिया जा सका। यह चमकीली रेखा नए तत्व की पहली "समाचार" थी। उसके लिए धन्यवाद, इसकी खोज की गई और उसके लिए धन्यवाद, इसे लैटिन थैलस में नाम दिया गया - "खिलती हुई शाखा"। युवा पर्णसमूह के रंग की वर्णक्रमीय रेखा थैलियम का "कॉलिंग कार्ड" बन गई।
ग्रीक में (और अधिकांश तत्व नाम लैटिन या ग्रीक में उत्पन्न हुए हैं), जिस शब्द का रूसी में अनुवाद "अपस्टार्ट" के रूप में किया जाता है, वह लगभग एक जैसा ही लगता है। थैलियस वास्तव में एक नौसिखिया निकला - वे उसकी तलाश नहीं कर रहे थे, लेकिन वह मिल गया...
अजीब तत्व
क्रुक्स की खोज को 30 वर्ष से अधिक समय बीत चुका था, और थैलियम अभी भी सबसे कम अध्ययन किए गए तत्वों में से एक था। इसे प्रकृति में खोजा गया और पाया गया, लेकिन, एक नियम के रूप में, न्यूनतम सांद्रता में। केवल 1896 में रूसी वैज्ञानिक आई.ए. एंटिपोव ने सिलेसियन मार्कासाइट्स में बढ़ी हुई थैलियम सामग्री की खोज की।
उस समय, थैलियम को एक दुर्लभ, फैला हुआ तत्व और विषमताओं वाले तत्व के रूप में भी कहा जाता था। आज यह लगभग सब सत्य है। केवल थैलियम इतना दुर्लभ नहीं है - पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री 0.0003% है - उदाहरण के लिए, सोना, चांदी या पारा से कहीं अधिक। इस तत्व के अपने खनिज भी पाए गए हैं - बहुत दुर्लभ खनिज लोरंडाइट TlAsS 2, vrbaite Tl(As, Sb) 3 S 5 और अन्य। लेकिन पृथ्वी पर थैलियम खनिजों का एक भी भंडार उद्योग के लिए रुचिकर नहीं है। यह तत्व विभिन्न पदार्थों और अयस्कों के प्रसंस्करण से प्राप्त होता है - उप-उत्पाद के रूप में। थैलियस सचमुच बहुत ही अन्यमनस्क निकला।
और, जैसा कि वे कहते हैं, इसके गुणों में पर्याप्त से अधिक विषमताएँ हैं। एक ओर, थैलियम क्षार धातुओं के समान है। और साथ ही, यह कुछ मायनों में चांदी के समान है, और कुछ मायनों में सीसा और टिन के समान है। स्वयं निर्णय करें: पोटेशियम और सोडियम की तरह, थैलियम आमतौर पर 1+ की संयोजकता प्रदर्शित करता है; मोनोवैलेंट थैलियम हाइड्रॉक्साइड टीएलओएच एक मजबूत आधार है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है। क्षार धातुओं की तरह, थैलियम पॉलीआयोडाइड, पॉलीसल्फाइड, अल्कोहल बनाने में सक्षम है... लेकिन मोनोवैलेंट थैलियम क्लोराइड, ब्रोमाइड और आयोडाइड की पानी में कम घुलनशीलता इस तत्व को चांदी के समान बनाती है। और दिखने में, घनत्व, कठोरता, गलनांक - भौतिक गुणों के पूरे परिसर में - थैलियम सबसे अधिक सीसे जैसा दिखता है।
और साथ ही, यह आवधिक प्रणाली के समूह III में गैलियम और इंडियम के साथ एक ही उपसमूह में एक स्थान रखता है, और इस उपसमूह के तत्वों के गुण काफी स्वाभाविक रूप से बदलते हैं।
वैलेंस 1+ के अलावा, थैलियम 34- की वैलेंस भी प्रदर्शित कर सकता है, जो समूह III तत्व के लिए प्राकृतिक है। सामान्य तौर पर, त्रिसंयोजक थैलियम लवण को समान मोनोवैलेंट थैलियम लवण की तुलना में घोलना अधिक कठिन होता है। वैसे, उत्तरार्द्ध का बेहतर अध्ययन किया गया है और इसका व्यावहारिक महत्व अधिक है।
लेकिन ऐसे यौगिक हैं जिनमें थैलियम दोनों होते हैं। उदाहरण के लिए, मोनो- और त्रिसंयोजक थैलियम के हैलाइड एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं। और फिर जिज्ञासु जटिल यौगिक उत्पन्न होते हैं, विशेष रूप से टीएल 1+ -। इसमें, मोनोवैलेंट थैलियम एक धनायन के रूप में कार्य करता है, और त्रिसंयोजक थैलियम जटिल आयन का हिस्सा है।
इस तत्व में विभिन्न गुणों के संयोजन पर जोर देते हुए, फ्रांसीसी रसायनज्ञ डुमास ने लिखा: "यह अतिशयोक्ति नहीं होगी यदि, धातुओं के आम तौर पर स्वीकृत वर्गीकरण के दृष्टिकोण से, हम कहते हैं कि थैलियम विरोधी गुणों को जोड़ता है जो हमें कॉल करने की अनुमति देता है यह एक विरोधाभासी धातु है।” डुमास आगे कहते हैं कि धातुओं में विवादास्पद थैलियम का वही स्थान है जो जानवरों में प्लैटिपस का है। और साथ ही, डुमास (और वह तत्व संख्या 81 के पहले शोधकर्ताओं में से एक थे) का मानना था कि "थैलियम रसायन विज्ञान के इतिहास में एक युग बनाने के लिए नियत है।"
थैलियम ने इसे अभी तक नहीं बनाया है और संभवतः इसे नहीं बनाएगा। लेकिन उन्हें व्यावहारिक अनुप्रयोग मिला (हालाँकि तुरंत नहीं)। कुछ उद्योगों और विज्ञान के लिए, यह तत्व वास्तव में महत्वपूर्ण है।
थैलियम के अनुप्रयोग
क्रुक्स की खोज के बाद 60 वर्षों तक थैलियम "बेरोजगार" रहा। लेकिन हमारी सदी के 20 के दशक की शुरुआत तक, थैलियम दवाओं के विशिष्ट गुणों की खोज की गई, और उनकी मांग तुरंत सामने आई।
1920 में, जर्मनी में कृन्तकों के खिलाफ एक पेटेंट जहर प्राप्त किया गया था, जिसमें थैलियम सल्फेट टीएल 2 एसओ 4 शामिल था। यह स्वादहीन और गंधहीन पदार्थ आज भी कभी-कभी कीटनाशकों और जंतुनाशकों में शामिल किया जाता है।
इसके अलावा 1920 में, केस का एक लेख "फिजिकल रिव्यू" पत्रिका में छपा, जिसने पाया कि थैलियम यौगिकों में से एक (इसके ऑक्सीसल्फाइड) की विद्युत चालकता प्रकाश के प्रभाव में बदल जाती है। जल्द ही पहले फोटोकल्स का निर्माण किया गया, जिसका कार्यशील द्रव बिल्कुल यही पदार्थ था। वे अवरक्त किरणों के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील निकले।
तत्व संख्या 81 के अन्य यौगिक, विशेष रूप से मोनोवैलेंट थैलियम ब्रोमाइड और आयोडाइड के मिश्रित क्रिस्टल, अवरक्त किरणों को अच्छी तरह से संचारित करते हैं। ऐसे क्रिस्टल पहली बार द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान प्राप्त किये गये थे। इन्हें 470 डिग्री सेल्सियस पर प्लैटिनम क्रूसिबल में उगाया गया और इन्फ्रारेड सिग्नलिंग उपकरणों के साथ-साथ दुश्मन के स्नाइपर्स का पता लगाने के लिए भी इस्तेमाल किया गया। बाद में, अल्फा और बीटा विकिरण का पता लगाने के लिए जगमगाहट काउंटरों में टीएलबीआर और टीएलआई का उपयोग किया गया...
यह सर्वविदित है कि हमारी त्वचा पर टैनिंग मुख्य रूप से पराबैंगनी किरणों के कारण दिखाई देती है और इन किरणों का जीवाणुनाशक प्रभाव भी होता है। हालाँकि, जैसा कि स्थापित किया गया है, स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी भाग की सभी किरणें समान रूप से प्रभावी नहीं हैं। डॉक्टर एरिथेमल, या एरिथेमल विकिरण (लैटिन एरीटेमा से - "लालिमा") में अंतर करते हैं, क्रियाएं वास्तविक "टैनिंग की किरणें" हैं। और, निःसंदेह, प्राथमिक पराबैंगनी विकिरण को एरिथेमल क्रिया की किरणों में परिवर्तित करने में सक्षम सामग्री फिजियोथेरेपी के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। ऐसी सामग्री थैलियम द्वारा सक्रिय क्षारीय पृथ्वी धातुओं के कुछ सिलिकेट और फॉस्फेट के रूप में सामने आई।
औषधि तत्व संख्या 81 के अन्य यौगिकों का भी उपयोग करती है। इनका उपयोग, विशेष रूप से, दाद के मामलों में बालों को हटाने के लिए किया जाता है - उचित खुराक में थैलियम लवण अस्थायी गंजापन का कारण बनता है। चिकित्सा में थैलियम लवण के व्यापक उपयोग में इस तथ्य से बाधा आती है कि इन लवणों की चिकित्सीय और विषाक्त खुराक के बीच अंतर छोटा है। थैलियम और उसके लवणों की विषाक्तता के लिए आवश्यक है कि उन्हें सावधानी और सावधानी से संभाला जाए।
अब तक, जब थैलियम के व्यावहारिक लाभों के बारे में बात की जाती है, तो हमने केवल इसके यौगिकों को ही छुआ है। यह जोड़ा जा सकता है कि थैलियम कार्बोनेट Tl2CO3 का उपयोग प्रकाश किरणों के उच्च अपवर्तक सूचकांक के साथ ग्लास का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। थैलियम के बारे में क्या? इसका उपयोग भी किया जाता है, हालाँकि शायद नमक जितना व्यापक रूप से नहीं। थैलियम धातु कुछ मिश्र धातुओं का एक घटक है, जो उन्हें एसिड प्रतिरोध, ताकत और पहनने का प्रतिरोध देता है। अक्सर, थैलियम को उसके संबंधित सीसे के आधार पर मिश्रधातु में पेश किया जाता है। असर मिश्र धातु - 72% पीबी, 15% एसबी, 5% एसएन और 8% टीएल सर्वोत्तम टिन असर मिश्र धातुओं से बेहतर प्रदर्शन करता है। 70% Pb, 20% Sn और 10% Tl की मिश्र धातु नाइट्रिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के प्रति प्रतिरोधी है।
पारा के साथ थैलियम का एक मिश्र धातु कुछ हद तक अलग खड़ा है - थैलियम मिश्रण, जिसमें लगभग 8.5% तत्व संख्या 81 होता है। सामान्य परिस्थितियों में यह तरल होता है और शुद्ध पारे के विपरीत, -60°C से नीचे के तापमान पर भी तरल रहता है। मिश्र धातु का उपयोग कम तापमान वाले प्रयोगों में सुदूर उत्तर में संचालित तरल सील, स्विच, थर्मामीटर में किया जाता है।
रासायनिक उद्योग में, थैलियम धातु, इसके कुछ यौगिकों की तरह, उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोबेंजीन की कमी में।
थैलियम के रेडियोआइसोटोप भी बिना काम के नहीं रहे। थैलियम-204 (आधा जीवन 3.56 वर्ष) एक शुद्ध बीटा उत्सर्जक है। इसका उपयोग कोटिंग्स और पतली दीवार वाले उत्पादों की मोटाई मापने के लिए डिज़ाइन किए गए नियंत्रण और माप उपकरण में किया जाता है। रेडियोधर्मी थैलियम के साथ इसी तरह की स्थापना कागज और कपड़ा उद्योगों में तैयार उत्पादों से स्थैतिक बिजली शुल्क को हटा देती है।
हमारा मानना है कि पहले से दिए गए उदाहरण तत्व संख्या 81 की उपयोगिता को बिना शर्त सिद्ध मानने के लिए काफी हैं। और हमने इस तथ्य के बारे में बात नहीं की कि थैलियम रसायन विज्ञान में एक युग बनाएगा - बस इतना ही। हालाँकि, अलेक्जेंड्रे डुमास नहीं (जो, उनकी कल्पना को देखते हुए, काफी समझ में आता है), लेकिन जीन बैप्टिस्ट आंद्रे डुमास, लेखक का नाम, एक पूरी तरह से गंभीर रसायनज्ञ।
लेकिन आइए ध्यान दें कि फंतासी भी रसायनज्ञों को नुकसान की तुलना में अधिक लाभ पहुंचाती है...
थोड़ा और इतिहास
फ्रांसीसी रसायनज्ञ लैमी ने क्रूक्स से स्वतंत्र रूप से थैलियम की खोज की। उन्होंने एक अन्य सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्र से कीचड़ की जांच करते समय हरी वर्णक्रमीय रेखा की खोज की। वह कुछ मौलिक थैलियम प्राप्त करने, इसकी धात्विक प्रकृति स्थापित करने और इसके कुछ गुणों का अध्ययन करने वाले पहले व्यक्ति थे। क्रुक्स लैमी से कुछ ही महीने आगे था।
थैलियम खनिज के बारे में
कुछ दुर्लभ खनिजों में - लोरंडाइट, वर्बाइट, हचिंसोनाइट, क्रुक्वेसाइट - तत्व संख्या 81 की सामग्री बहुत अधिक है - 16 से 80% तक। अफ़सोस की बात तो यह है कि ये सभी खनिज अत्यंत दुर्लभ हैं। अंतिम थैलियम खनिज, जो त्रिसंयोजक थैलियम टीएल 2 ओ 3 (79.52% टीएल) के लगभग शुद्ध ऑक्साइड का प्रतिनिधित्व करता है, 1956 में उज़्बेक एसएसआर के क्षेत्र में पाया गया था। इस खनिज को एविसेनाइट नाम दिया गया - ऋषि, चिकित्सक और दार्शनिक एविसेना, या अधिक सटीक रूप से अबू अली इब्न सिना के सम्मान में।
वन्य जीवन में थैलियम
थैलियम पौधे और पशु जीवों में पाया जाता है। यह तम्बाकू, कासनी की जड़ों, पालक, बीच की लकड़ी, अंगूर, चुकंदर और अन्य पौधों में पाया जाता है। जानवरों में से, जेलीफ़िश, समुद्री एनीमोन, स्टारफ़िश और अन्य समुद्री निवासियों में सबसे अधिक थैलियम होता है। कुछ पौधे अपनी जीवन प्रक्रियाओं के दौरान थैलियम जमा करते हैं। थैलियम की खोज मिट्टी पर उगने वाली चुकंदर में हुई थी जिसमें सबसे सूक्ष्म विश्लेषणात्मक विधियाँ तत्व संख्या 81 का पता नहीं लगा सकीं। बाद में यह पाया गया कि मिट्टी में थैलियम की न्यूनतम सांद्रता के साथ भी, चुकंदर इसे केंद्रित करने और जमा करने में सक्षम हैं।
सिर्फ चिमनियों से नहीं
थैलियम के खोजकर्ता ने इसे सल्फ्यूरिक एसिड पौधे की उड़ती धूल में पाया। अब यह स्वाभाविक लगता है कि थैलियम अनिवार्य रूप से चिमनी में पाया जाता था - आखिरकार, अयस्क गलाने के तापमान पर, थैलियम यौगिक अस्थिर हो जाते हैं। चिमनी में लाई गई धूल में, वे आमतौर पर ऑक्साइड और सल्फेट के रूप में संघनित होते हैं। अधिकांश मोनोवालेंट थैलियम यौगिकों की अच्छी घुलनशीलता मिश्रण से थैलियम निकालने में मदद करती है (और धूल कई पदार्थों का मिश्रण है)। इन्हें अम्लीय गर्म पानी के साथ धूल से निकाला जाता है। बढ़ी हुई घुलनशीलता थैलियम को कई अशुद्धियों से सफलतापूर्वक शुद्ध करने में मदद करती है। इसके बाद थैलियम धातु प्राप्त होती है। थैलियम धातु प्राप्त करने की विधि इस बात पर निर्भर करती है कि कौन सा यौगिक पिछले उत्पादन चरण का अंतिम उत्पाद था। यदि थैलियम कार्बोनेट, सल्फेट या परक्लोरेट प्राप्त किया गया था, तो तत्व संख्या 81 इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उनसे निकाला जाता है; यदि क्लोराइड या ऑक्सालेट प्राप्त किया गया था, तो वे सामान्य कमी का सहारा लेते हैं। तकनीकी रूप से सबसे उन्नत पानी में घुलनशील थैलियम सल्फेट टीएल 2 एसओ 4 है। यह स्वयं एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है, जिसके इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एल्यूमीनियम कैथोड पर स्पंजी थैलियम जमा हो जाता है। फिर इस स्पंज को दबाया जाता है, पिघलाया जाता है और एक सांचे में डाला जाता है। यह याद रखना चाहिए कि थैलियम हमेशा उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है: सीसा, जस्ता, कैडमियम और कुछ अन्य तत्वों के साथ। बिखराव का आलम यही है...
थैलियम का सबसे हल्का आइसोटोप
तत्व संख्या 81 में दो स्थिर और 19 रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं (द्रव्यमान संख्या 189 से 210 तक)। इस तत्व का सबसे हल्का आइसोटोप, थैलियम-189, आखिरी बार 1972 में डुबना में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान की परमाणु समस्याओं की प्रयोगशाला में प्राप्त किया गया था। इसे 660 MeV की ऊर्जा के साथ त्वरित प्रोटॉन के साथ एक लेड डिफ़्लुओराइड लक्ष्य को विकिरणित करके प्राप्त किया गया था, इसके बाद एक द्रव्यमान विभाजक में परमाणु प्रतिक्रियाओं के उत्पादों को अलग किया गया था। सबसे हल्के थैलियम आइसोटोप का आधा जीवन लगभग सबसे भारी के समान ही निकला, यह 1.4 ± 0.4 मिनट (210 टीएल - 1.32 मिनट के लिए) के बराबर है।