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Telúrio

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Telúrio
52 Te
Se

Te

Po
antimôniotelúrioiodo
Aparência
cinzento prateado brilhante
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número telúrio, Te, 52
Pronúncia / t ɨ l ʲ ʊər Eu ə m /
te- LEWR -ee-əm
Categoria elemento metalóide
Grupo, período, bloco 16 (Calcogênios), 5, p
Peso atômico padrão 127,60
Configuração eletrônica [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 4
2, 8, 18, 18, 6
Conchas de elétrons de telúrio (2, 8, 18, 18, 6)
História
Descoberta Franz-Joseph Müller von Reichenstein (1782)
Primeiro isolamento Martin Heinrich Klaproth
Propriedades físicas
Fase sólido
Densidade (perto RT) 6,24 g cm -3 ·
Líquido densidade no pf 5,70 g cm -3 ·
Ponto de fusão 722,66 K , 449,51 ° C, 841,12 ° F
Ponto de ebulição 1261 K, 988 ° C, 1810 ° F
Calor de fusão 17,49 kJ mol -1 ·
Calor de vaporização 114,1 kJ · mol -1
Capacidade calorífica molar 25,73 J · · mol -1 K -1
Pressão de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
em T (K) (775) (888) 1042 1266
Propriedades atômicas
Estados de oxidação 6, 5, 4, 2, -2
(Moderadamente ácida óxido)
Eletronegatividade 2,1 (escala de Pauling)
Energias de ionização 1º: 869,3 kJ · mol -1
Segunda: 1790 kJ mol -1 ·
3: 2698 kJ · mol -1
Raio atômico 140 pm
O raio de covalência 138 ± 16:00
Van der Waals raio 206 pm
Miscelânea
A estrutura de cristal hexagonal
Tellurium has a hexagonal crystal structure
Ordenamento magnético diamagnetic
Condutividade térmica (1,97-3,38) W · m -1 · K -1
Velocidade do som (haste fina) (20 ° C) 2.610 m · s -1
O módulo de Young 43 GPa
Módulo de cisalhamento 16 GPa
Massa de módulo 65 GPa
Dureza de Mohs 2.25
Dureza Brinell 180 MPa
Número de registo CAS 13494-80-9
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de telúrio
iso N / D meia-vida DM DE ( MeV) DP
120 Te 0,09% > 2,2 × 10 16 y β + β + 1.701 120 Sn
121 Te syn 16.78 d ε 1.040 121 Sb
122 Te 2,55% 122 Te é estável com 70 nêutrons
123 Te 0,89% > 6 × 10 13 y ε 0,051 123 Sb
124 Te 4,74% 124 Te é estável com 72 nêutrons
125 Te 7,07% 125 Te é estável com 73 nêutrons
126 Te 18,84% 126 Te é estável com 74 nêutrons
127 Te syn 9.35 h β - 0,698 127 I
128 Te 31,74% 2,2 x 10 24 y β - β - 0,867 128 Xe
129 Te syn 69,6 min β - 1.498 129 I
130Te 34,08% 7,9 x 10 20 y β - β - 2,528 130 Xe

Telúrio é um elemento químico com o símbolo Te e número atômico 52. Um frágil, levemente tóxicas, raro, prata-branco metalóide que se parece com estanho , telúrio é quimicamente relacionado com selênio e enxofre . É ocasionalmente encontrada na forma nativa, como cristais elementares. Telúrio é muito mais comum no universo como um todo do que na Terra. Sua extrema raridade na crosta da Terra, comparável à da platina , é em parte devido ao seu elevado número atômico, mas também devido à sua formação de uma volátil hidreto que causou o elemento a ser perdida para o espaço como um gás durante a formação nebulosa quente do planeta.

Telúrio foi descoberto em Transilvânia (hoje parte da Romênia ) em 1782 por Franz-Joseph Müller von Reichenstein em um mineral contendo telúrio e ouro . Martin Heinrich Klaproth nomeado o novo elemento em 1798, após a palavra latina para "terra", tellus. Minerais telureto de ouro são os compostos de ouro natural mais notáveis. No entanto, eles não são uma fonte significativa de si comercialmente telúrio, o qual é normalmente extraído como um subproduto de cobre e chumbo produção.

Comercialmente, o principal uso de telúrio está em ligas, acima de tudo em aço e cobre para melhorar a usinabilidade. Aplicações em painéis solares e como um semicondutor material também consumir uma fracção considerável de produção de telúrio.

Telúrio não tem nenhuma função biológica, embora os fungos podem incorporar-lo no lugar de enxofre e selénio em aminoácidos tais como tellurocysteine e telluromethionine. Nos seres humanos, o telúrio é parcialmente metabolizada em telureto de dimetil, (CH3) 2 Te, um gás com um alho -como odor que é exalado na respiração de vítimas de toxicidade telúrio ou exposição.

Características

Propriedades físicas

Quando cristalino , telúrio é branco prateado e quando está em estado puro que tem um brilho metálico. É um metalóide frágil e facilmente pulverizado. Telúrio amorfo é encontrada por precipitando-o a partir de uma solução de tellurous ou telúrico ácido (Te (OH 6)). Telúrio é um semicondutor que mostra uma maior condutividade elétrica em certas direções que depende atômica alinhamento; a condutividade aumenta ligeiramente quando expostos à luz ( fotocondutividade). Quando no seu estado fundido, telúrio é corrosiva para o cobre, o ferro e aço inoxidável.

Propriedades químicas

Telúrio adopta uma estrutura polimérica, que consiste em cadeias de zig-zag de átomos de TE. Este material cinza resiste a oxidação pelo ar e é não-volátil.

Isótopos

Naturalmente que ocorre telúrio tem oito isótopos. Cinco desses isótopos, 122 Te, Te 123, 124 Te, Te 125 e 126 Te, são estáveis. Os outros três, 120 Te, 128 Te e 130 Te, foram observados como sendo radioactivos. Os isótopos estáveis representam apenas 33,2% do telúrio que ocorre naturalmente; esta é, possivelmente, devido às longas meias-vidas dos isótopos instáveis. Eles são na gama de 10 13-2,2 × 10 24 anos (para 128 Te). Isso faz com que 128 Te isótopo com meia-vida mais longa entre todos radionuclídeos, que é de aproximadamente 160 trilhão (10 12) vezes a idade do universo conhecido .

Há 38 conhecida isómeros nucleares de telúrio com massas atômicas que variam de 105 a 142. Telúrio é um dos elementos mais leves conhecidas por sofrerem decaimento alfa, com isótopos 106 e 110 Te Te ser capaz de passar por este modo de decaimento. A massa atómica de telúrio (127,60 g · mol -1) excede aquele da seguinte iodo elemento (126,90 g · mol -1).

Ocorrência

A massa escura, cerca de 2 milímetros de diâmetro, sobre um substrato de cristal cor-de-rosa
Telúrio em quartzo ( Moctezuma, Sonora, México)
Cristal telúrio nativo em sylvanite ( Vatukoula, Viti Levu, Fiji ). Imagem Largura 2 mm.

Com uma abundância na Terra crosta comparável ao de platina, telúrio é uma das mais raras elementos sólidos estáveis na crosta terrestre. Sua abundância é de cerca de 1 mg / kg. Em comparação, mesmo o mais raro dos lantanídeos têm abundâncias da crosta terrestre de 500 ug / kg (ver Abundância dos elementos químicos).

A extrema raridade de telúrio na crosta da Terra não é um reflexo de sua abundância cósmica, que é na verdade maior do que a de rubídio , apesar de rubídio é dez mil vezes mais abundante na crosta da Terra. O extraordinariamente baixa abundância de telúrio na Terra é bastante pensado para ser devido às condições em formação da Terra, quando a forma estável de certos elementos, na ausência de oxigênio e água , foi controlada pelo poder redutora de livre de hidrogênio . Sob este cenário, determinados elementos, tais como telúrio que formam volátil hidretos foram dizimadas durante a formação da crosta da Terra, através da evaporação desses hidretos. Telúrio e selênio são os elementos pesados mais empobrecido em crosta da Terra por este processo.

Telúrio às vezes é encontrado em sua forma (ou seja, elementar) nativa, mas é mais frequentemente encontrados como os teluretos de ouro , tais como calaverite e krennerite (dois diferentes polimorfos de AUTE 2), petzite, Ag 3 Aute 2, e sylvanite, AgAuTe 4. A cidade de Telluride, Colorado foi nomeado na esperança de uma greve de telureto de ouro (que nunca se concretizou, embora o minério do metal ouro foi encontrado). Ouro em si é geralmente encontrada não combinada, mas quando se encontra naturalmente como um composto químico, que é mais frequentemente combinado com telúrio (alguns compostos de ouro não raras tais como o telureto antimoneto aurostibite, AUSB 2, e bismuthide maldonite, Au 2 Bi, também são conhecidas).

Embora telúrio é encontrada com mais freqüência do que ouro em forma não combinada, verifica-se ainda mais, muitas vezes combinado com outros elementos do que o ouro, como teluretos metais mais comuns (por exemplo, melonite, nite 2). Natural tellurite e minerais -telurato também ocorrer, formado por oxidação de teluretos perto da superfície da Terra. Em contraste com o selênio, telúrio não é, em geral, capaz de substituir enxofre nas suas minerais, devido à grande diferença de raio de iões de enxofre e telúrio. Em conseqüência, muitos minerais de sulfureto comum contêm quantidades consideráveis de selênio, mas apenas vestígios de telúrio.

Na corrida do ouro de 1893, escavadoras em Kalgoorlie descartado um material pyritic que tem em seu caminho enquanto procuravam ouro puro. Os resíduos Kalgoorlie foi, assim, usado para preencher buracos ou como parte de calçadas. Três anos se passaram até que se percebeu que esta era resíduos calaverite, um telureto de ouro que não tinha sido reconhecida. Isto levou a uma segunda corrida do ouro em 1896 que incluiu a mineração nas ruas.

Produção

A principal fonte de telúrio é de anódio lamas produzidas durante o refino eletrolítico de blister de cobre . É um componente de poeiras de alto-forno de refino de chumbo . O tratamento de 500 mil toneladas de minério de cobre normalmente produz £ 1 (0,45 kg) de telúrio. Telúrio é produzida principalmente no Estados Unidos , Peru , Japão e Canadá . Para o ano de 2009, o Britânico Geological Survey dá os seguintes números: Estados Unidos 50 t, Peru 7 t, Japão e Canadá 40 t 16 t.

Mapa do mundo cinza e branco, com quatro países coloridos para mostrar a percentagem da produção telúrio todo o mundo. EUA para produzir 40%; Peru 30%; Japão 20% e no Canadá 10%.
Produção Telúrio 2006

As lamas contêm o ânodo selenetos e teluretos do metais nobres em compostos com a fórmula H 2 H 2 Se ou Te (M = Cu, Ag, Au). A temperaturas de 500 ° C, as lamas são torrados com ânodo carbonato de sódio, sob ar. Os iões metálicos são reduzidos aos metais, enquanto que o telureto é convertida em tellurite de sódio.

H 2 Te + O2 + Na 2 CO 3 → Na 2 TeO 3 + 2 + H 2 CO

Teluritos pode ser lixiviado a partir da mistura com água e são normalmente presente como hydrotellurites HTeO 3 - em solução. Selenitas também são formados durante este processo, mas que pode ser separada por adição de ácido sulfúrico . Os hydrotellurites são convertidos para o insolúvel dióxido de telúrio enquanto os selenitas ficar em solução.

HTeO -
3 + OH - + H 2 SO 4 → TeO 2 + SO 2-
4 + 2 H2O

A redução para o metal pode ser feito tanto por electrólise ou por reacção do dióxido de telúrio com dióxido de enxofre em ácido sulfúrico.

TeO 2 + 2 SO 2 + 2 H 2 O → Te + SO 2-
4 + 4 H +

Telúrio de nível comercial normalmente é comercializado como 200- malha de pó, mas também está disponível como placas, lingotes, varas, ou caroços. O preço de fim de ano para telúrio em 2000 foi de US $ 14 por libra. Nos últimos anos, o preço telúrio foi impulsionado pelo aumento da demanda e oferta limitada, atingindo a alta de US $ 100 por libra em 2006. Apesar de uma duplicação prevista na produção devido a melhores métodos de extração, a Estados Unidos Departamento de Energia (DoE) antecipa um défice de abastecimento de telúrio em 2025.

Compostos

Telúrio pertence à mesma família química como oxigénio , enxofre , selénio e polônio : o Calcogênio família. Compostos de telúrio e selênio são semelhantes. Ela exibe a oxidação afirma -2, 2, 4 e 6, com o estado quatro sendo a mais comum.

Teluretos

Redução de Te metálico produz o teluretos e polytellurides, 2- te n. O estado de oxidação -2 é exibido em compostos binários com muitos metais, tais como telureto de zinco, ZnTe, formado por aquecimento de telúrio com zinco. Decomposição de ZnTe com ácido clorídrico rendimentos telureto de hidrogénio (H 2 Te), um análogo altamente instável dos outros hidretos Calcogênio, H2O , H 2 S e H 2 se:

ZnTe + 2 HCl → ZnCl2 + H 2 Te

H 2 Te é instável, enquanto que os sais de sua base conjugada [teh] - são estáveis.

Halides

O estado de oxidação +2 é exibida pelos dialogenetos, TECL 2, TeBr 2 e 2 Tei. Os di-halogenetos de não ter sido obtida na forma pura, embora eles são conhecidos produtos de decomposição dos tetra-halogenetos em solventes orgânicos, e os seus derivados são tetrahalotellurates bem caracterizados:

Te X + 2 + 2 X -TeX 2-
4

em que X é Cl, Br, ou I. Estes aniões são planar quadrado em geometria. Espécies aniónicas polinucleares também existem, como o marrom escuro Te
2 I 2-
6, e o Te preto
4 I 2-
14.

Flúor forma dois halogenetos com telúrio: o misto-valência Te 2 F 4 e TEF 6. No estado de oxidação 6, o grupo estrutural -OTeF 5 ocorre num certo número de compostos, tais como HOTeF 5, B (OTeF 5) 3, Xe (OTeF 5) 2, Te (OTeF 5) 4 e Te (OTeF 5) 6. O praça ânion antiprismatic TEF 2-
8 também é atestada. Os outros halogênios não fazem halogenetos com telúrio no estado de oxidação 6, mas apenas tetra ( TECL 4, 4 e TeBr Tei 4) no estado 4, e outros halogenetos inferiores (Te 3 Cl 2, Te 2 Cl 2, Te 2 Br 2, Te 2 I e duas formas de TEI). No estado de oxidação +4, halotellurate aniões são conhecidos, tal como 2- TECL
6 e Te 2 Cl 2-
10. Cátions Halotellurium também são atestadas, incluindo Tei +
3, encontrado em Tei 3 AsF 6.

Oxocompounds
Uma amostra de pó de cor amarela pálida
Uma amostra de pó de dióxido de telúrio

Monóxido de telúrio foi relatada pela primeira vez em 1883 como um sólido amorfo branco formado pela decomposição térmica de 3 TESO em vácuo, para disproportionating dióxido de telúrio, TeO 2 e telúrio elementar após aquecimento. Desde então, no entanto, alguma dúvida foi lançada sobre a sua existência na fase sólida, embora seja conhecido como um fragmento de fase de vapor; O sólido preto pode ser meramente uma mistura equimolar de telúrio elementar e dióxido de telúrio.

Dióxido de telúrio é formado pelo aquecimento telúrio no ar, fazendo-a arder com uma chama azul. Trióxido de telúrio, TeO β- 3, é obtido por decomposição térmica de TE (OH) 6. Os outros dois tipos de trióxido de relatado na literatura, as formas α- e γ-, não foram encontrados para serem verdadeiros óxidos de telúrio no estado de oxidação 6, mas uma mistura de Te 4+, OH e - O -
2. Telúrio apresenta também óxidos de valência mista, Te 2 O 5 e Te 4 O 9.

Os óxidos de telúrio e de óxidos hidratados formam uma série de ácidos, incluindo ácido tellurous (H 2 TeO 3), ácido orthotelluric (Te (OH) 6) e ácido metatelluric ((H 2 TeO 4) n). As duas formas de sais de ácido telúrico -telurato de formulário contendo o 2- TeO
4 e TeO 6-
6 aniões, respectivamente. Formas de ácido Tellurous telurito sais que contêm o anião TeO 2-
3. Outras cátions telúrio incluem TEF 2+
8, que consiste em dois anéis fundidos de telúrio e o TEF polimérico 2+
7.

Cátions Zintl

Quando telúrio é tratada com ácido sulfúrico concentrado, que forma soluções contendo o vermelho Ião Zintl, Te 2+
4. A oxidação de telúrio por AsF 5 em líquido SO2 também produz este catião quadrada plana, bem como com o trigonal prismática, amarelo-laranja Te 4+
6:

Te 4 + 3 AsF 5Te 2+
4 (ASF -
6) 2 + 3 AsF
Te 6 + 6 AsF 5Te 4+
6 (ASF -
6) 4 + 2 3 AsF

Outros telúrio cátions Zintl incluem o Te polimérico 2+
7 eo azul-preto Te 2+
8, que consiste em dois anéis fundidos de telúrio de 5 membros. Este último catião é formado pela reacção de telúrio com hexachloride tungstênio:

8 + 2 Te WCl 6Te 2+
8 (WCl -
6) 2

Cátions Interchalcogen também existem, como Te 2 Se 2+
6 (geometria cúbica distorcida) e Te 2 Se 2+
8. Estes são formados por oxidação de misturas de telúrio e selénio com 5 ou AsF SbF5.

Compostos Organotellurium

Telúrio não formam facilmente análogos de álcoois e tióis, com o grupo funcional -TeH e são chamados tellurols. O grupo funcional -TeH também é atribuída ao uso do tellanyl- prefixo. Como H 2 Te, estas espécies são instáveis com respeito à perda de hidrogénio. Telluraethers (R-Te-R) são mais estáveis que são telluroxides.

História

Oval gravura preto e branco de um homem que olha à esquerda com um lenço e um casaco com botões grandes.
Klaproth nomeado o novo elemento e creditados von Reichenstein com a sua descoberta

Telúrio ( Latin tellus que significa "terra") foi descoberto no século 18 em um minério de ouro das minas Zlatna, perto do que é agora Sibiu, Romênia . Este minério era conhecido como "Faczebajer weißes blättriges Golderz" (minério de ouro frondosa branca do Faczebaja, nome alemão de Facebánya, agora Fata Baii em Alba County) ou antimonalischer Goldkies (pirita ouro antimonic), e, de acordo com Anton von Rupprecht, foi Spießglaskönig (argent molybdique), contendo nativa antimônio . Em 1782 Franz-Joseph Müller von Reichenstein, que estava servindo como o inspetor-chefe austríaco de minas na Transilvânia, concluiu que o minério não contém antimónio, mas que era sulfeto de bismuto. No ano seguinte, ele informou que este foi errada e que o minério contido principalmente ouro e um metal desconhecido muito semelhante ao antimônio. Após uma investigação aprofundada que durou três anos, e consistiu em mais de cinquenta testes, Müller determinou a gravidade especifica do mineral e observou o rabanete -like odor do fumo branco que passou fora quando o novo metal foi aquecida, a cor vermelha do qual o metal confere ao ácido sulfúrico , e o precipitado preto que esta solução dá quando diluída com água. No entanto, ele não foi capaz de identificar este metal e deu-lhe o paradoxium nomes aurum e Metallum problematicum, uma vez que não mostram as propriedades previstas para o antimônio esperado.

Em 1789, outro cientista húngaro, Pál Kitaibel, também descobriu o elemento de forma independente em um minério de Deutsch-Pilsen, que tinha sido considerado como argentiferous molibdenita, mas mais tarde ele deu o crédito para Müller. Em 1798, ele foi nomeado por Martin Heinrich Klaproth que anteriormente isolado lo a partir do mineral calaverite. A década de 1960 trouxe crescimento em aplicações termelétricas para telúrio (como telureto de bismuto), bem como a sua utilização no livre-usinagem de aço , que se tornou o uso dominante.

Aplicações

Metalurgia

O maior consumidor de telúrio é metalurgia , onde ele é usado em ligas de ferro, cobre e chumbo. Quando adicionado a aço inoxidável e cobre torna estes metais mais maquinável. Ele está ligado em ferro fundido para a promoção de frio para fins espectroscópicas, como a presença de grafite livre eletricamente condutor tende a afetar prejudicialmente ignição resultados de testes de emissões. Em vantagem que melhora a resistência e durabilidade e diminui a acção corrosiva do ácido sulfúrico .

Semiconductor e usos eletrônicos da indústria

Telúrio é usado em telureto de cádmio (CdTe) painéis solares. Testes de laboratório Laboratório Nacional de Energia Renovável, utilizando este material conseguido algumas das mais altas eficiências para geração de energia elétrica da célula solar. Produção comercial maciça de CdTe painéis solares por First Solar nos últimos anos tem aumentado significativamente a demanda de telúrio. Se algum do cádmio em CdTe é substituído pelo zinco , em seguida, (Cd, Zn) Te é formado o qual é utilizado no estado sólido Os detectores de raios-X.

Ligado com ambos cádmio e mercúrio , para formar mercúrio telureto de cádmio, um sensível aos infravermelhos semicondutor material é formado. Compostos tais como Organotellurium telureto de dimetil, dietil Telluride, telureto de diisopropilo, telureto de dialilo e telureto de alilo de metilo são utilizados como precursores para metalorgânicos vapor fase de crescimento epitaxy de II-VI semicondutores compostos. Telureto de diisopropilo (DIPTe) é utilizado como precursor preferido para a realização do crescimento de baixa temperatura de pelo CdHgTe MOVPE. Para estes processos de pureza mais elevado metalorganics de ambos selénio e telúrio são utilizados. Os compostos para a indústria de semicondutores e são preparados por purificação aduto.

Telúrio como um sub�ido telúrio é usado na camada média de vários tipos de regravável discos ópticos, incluindo ReWritable Compact Discs ( CD-RW), regravável Digital Video Discs ( DVD-RW) e regraváveis Discos Blu-ray.

Telúrio é usado na nova fase chips de memória mudança desenvolvida pela Intel . Telureto de bismuto (Bi 2 Te 3) e telureto de chumbo são elementos de trabalho dispositivos termoelétricos. Telureto de chumbo é utilizado em far- Os detectores de infravermelhos.

Outros usos

  • Usado para cor cerâmica.
  • O forte aumento da refracção óptica após a adição de selenetos e teluretos no vidro é usado na produção de fibras de vidro para telecomunicações. Estes vidros calcogenetos são amplamente utilizados.
  • Misturas de selénio e telúrio são utilizados com peróxido de bário como oxidante no pó de atraso elétrica detonadores.
  • Teluretos orgânicos têm sido utilizados como iniciadores para viver polimerização radical e mono e di-teluretos possuem elétron-rico antioxidante atividade.
  • Borracha pode ser vulcanizada com enxofre em vez de telúrio ou de selénio. A borracha produzida deste modo apresenta uma melhor resistência ao calor.
  • Telurito agar é usado para identificar o membro da corynebacterium gênero, mais tipicamente Corynebacterium diphteriae, o agente patogénico responsável pela difteria.

Papel biológico

Telúrio não tem nenhuma função biológica conhecida, embora os fungos podem incorporar-lo no lugar de enxofre e selénio em aminoácidos tais como cisteína e telluro-telluro-metionina. Organismos mostraram uma tolerância muito variável a compostos de telúrio. A maioria dos organismos metabolizar telúrio parcialmente para formar dimetil telureto embora ditelureto dimetil também é formado por algumas espécies. Telureto de dimetil tem sido observada em fontes termais em concentrações muito baixas.

Precauções

Compostos de telúrio e telúrio são considerados como levemente tóxico e necessidade de ser manuseado com cuidado, embora intoxicação aguda é rara. Telúrio não é relatado para ser cancerígeno.

Os seres humanos expostos a tão pouco quanto 0,01 mg / m 3 ou menos no ar exalam uma falta alho -como odor conhecido como "respiração telúrio". Isto é causado a partir de telúrio a ser metabolizado pelo organismo, convertê-lo a partir de qualquer estado de oxidação de telureto de dimetil, (CH 3) 2 Te. Este é um composto volátil com um cheiro pungente altamente semelhante ao de alho. Embora as vias metabólicas de telúrio não são conhecidos, é geralmente aceite que se assemelham às do mais extensivamente estudado selénio , porque os produtos metabólicos finais metilados dos dois elementos são semelhantes.

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