DEFINICE
Selen nachází se ve čtvrté periodě skupiny VI hlavní (A) podskupiny Periodická tabulka. Nekovový. Označení - Se. Pořadové číslo je 34.
Ve volném stavu tvoří selen několik alotropních modifikací, z nichž nejstabilnější je amorfní selen, což je červenohnědý prášek, a šedý selen, který tvoří křehké krystaly s kovovým leskem. Selenový polovodič.
Valence selenu ve sloučeninách
Selen je třicátý čtvrtý prvek v periodické tabulce D.I. Mendělejev. Ve skupině VIA je ve čtvrté třetině. Jádro atomu selenu obsahuje 34 protonů a 45 neutronů (hmotnostní číslo je 79). V atomu selenu jsou čtyři energetické hladiny, na kterých je 34 elektronů (obr. 1).
Rýže. 1. Struktura atomu selenu.
Elektronový vzorec atomu selenu v základním stavu je následující:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 .
A energetický diagram (postavený pouze pro elektrony vnější energetické hladiny, které se jinak nazývají valence):
Mít dva nepárové elektrony ukazuje, že selen je schopen ve svých sloučeninách (H2Se) vykazovat valenci II (nižší valenci).
Atom selenu je charakterizován přítomností několika excitovaných stavů v důsledku skutečnosti, že orbitaly 4 d-podúrovně jsou volné (na čtvrté energetické vrstvě je kromě 4s- a 4p-podúrovní ještě 4d-podúroveň). Nejprve jsou elektrony napařeny 4 p-podúrovně a obsadit zdarma d-orbitaly a po - elektrony 4 s- podúroveň:
Přítomnost čtyř a šesti nepárových elektronů v excitovaném stavu ukazuje, že selen ve svých sloučeninách vykazuje valence IV (SeO 2) a VI (H 2 SeO 4) (vyšší valence).
Příklady řešení problémů
PŘÍKLAD 1
PŘÍKLAD 2
| Cvičení | Jakou hmotnost oxidu seleničitého (VI) přidat do 100 g 15% roztoku kyseliny selenové, aby se zdvojnásobil její hmotnostní podíl? |
| Řešení | Napíšeme reakční rovnici: Se03 + H20 \u003d H2Se04. Najděte hmotnost kyseliny selenové v počátečním roztoku: ω = msoluta / mroztok × 100 %. msolute = ω / 100% ×m roztok; m rozpuštěné látky (H2Se04) \u003d co (H2Se04) / 100 % x m roztoku (H2Se04); msolute (H2Se04) \u003d 15 / 100 % × 100 \u003d 15 g. Počet molů oxidu seleničitého (VI), které je třeba přidat do roztoku kyseliny selenové, aby se zdvojnásobil její hmotnostní zlomek, nechť je x mol. Potom hmotnost oxidu seleničitého (VI) ( molární hmotnost- 127 g/mol) se rovná: m (Se03) \u003d n (Se03) x M (Se03); m (SeO 3) \u003d x × 127 \u003d 127x. Podle reakční rovnice n (SeO 3): n (H 2 SeO 4) = 1:1, tzn. n (SeO 3) \u003d n (H2SeO 4) \u003d x mol. Potom se hmotnost kyseliny selenové vytvořené po přidání oxidu seleničitého (VI) bude rovnat (molární hmotnost - 145 g / mol): m2 (H2Se04) \u003d n (H2Se04) x M (H2Se04); m2 (H2Se04) \u003d x × 145 \u003d 145x. Najděte hmotnost nového roztoku a hmotnost kyseliny selenové v něm: m' roztok (H2Se04) = m roztok (H2Se04) + m (Se03) = 100 + 127x; m3 (H2Se04) \u003d m rozpuštěné látky (H2Se04) + m2 (H2Se04) \u003d 15 + 145x. Vypočítejte hmotnost oxidu seleničitého (VI), který se musí přidat do roztoku 15% kyseliny selenové, aby se zdvojnásobil jeho hmotnostní zlomek: ω'(H2Se04) \u003d m3 (H2Se04) / m' roztok (H2Se04) x 100 %; 0,3 \u003d 15 + 145x / 100 + 127x; x = 0,14, tj. n (Se03) = 0,14 mol; m (SeO 3) \u003d 0,14 × 127 \u003d 17,8 g. |
| Odpovědět | Hmotnost oxidu seleničitého (VI) je 17,8 g. |
Selen objevil v roce 1817 Jens Jakob Berzelius. O tom, jak k tomuto objevu došlo, se zachoval příběh samotného Berzelia: "Zkoumal jsem ve spolupráci s Gottliebem Hahnem metodu, která se používá k výrobě kyseliny sírové v Gripsholmu. Našli jsme sraženinu v kyselině sírové, částečně červenou, částečně světlou." hnědá... Zvědavost , inspirovaná nadějí na objevení nového vzácného kovu v této hnědé sraženině, mě přivedla k prozkoumání sraženiny... Zjistil jsem, že hmota (tj. sraženina) obsahuje dosud neznámý kov, velmi podobný ve svých vlastnostech k teluru. Podle této analogie jsem nové tělo nazval selen (Selenium) z řec. selhnh(měsíc), protože tellurium je pojmenováno po Tellus – naší planetě“.
Být v přírodě, získat:
Obsah selenu v zemská kůra asi 500 mg/t. Selen tvoří 37 minerálů, mezi nimiž je třeba zmínit především ashavalit FeSe, klaustalit PbSe, timanit HgSe, guanahuatit Bi 2 (Se,S) 3, hastit CoSe 2, platinu PbBi 2 (S, Se) 3 . Občas se vyskytuje nativní selen. Hlavní průmyslovou hodnotu pro selen mají sulfidická ložiska. Obsah selenu v sulfidech se pohybuje od 7 do 110 g/t. Koncentrace selenu v mořská voda 4*10-4 mg/l.
Selen se získává z odpadních produktů kyseliny sírové, při výrobě buničiny a papíru a značné množství se získává také z kalů při výrobě elektrolytů mědi, ve kterých je selen přítomen ve formě selenidu stříbrného. K získání selenu z kalu se používá několik metod: oxidační pražení se sublimací SeO 2 ; oxidační slinování sodou, přeměna vzniklé směsi sloučenin selenu na sloučeniny Se(IV) a jejich redukce na elementární selen působením SO 2 .
Fyzikální vlastnosti:
Rozmanitost molekulární struktury určuje existenci selenu v různých alotropních modifikacích: amorfní (práškový, koloidní, sklovitý) a krystalický (monoklinický, A- A b-tvar a šestiúhelník G-formulář). Amorfní (červený) práškový a koloidní selen se získává redukcí z roztoku kyseliny selenité rychlým ochlazením par selenu. Skelný (černý) selen se získává zahřátím jakékoli modifikace selenu nad 220 °C s následným rychlým ochlazením. Má skelný lesk a je křehký. Termodynamicky nejstabilnější je šestihranný (šedý) selen. Získává se z jiných forem selenu zahřátím do tání s pomalým chlazením na 180-210°C a udržováním na této teplotě. Jeho mřížka je postavena z paralelních šroubovicových řetězců atomů.
Chemické vlastnosti:
Za běžných teplot je selen odolný vůči kyslíku, vodě a zředěným kyselinám. Při zahřívání selen interaguje se všemi kovy a tvoří selenidy. V kyslíku při dodatečném zahřívání pomalu hoří modrým plamenem a mění se na oxid SeO 2 .
S halogeny, s výjimkou jódu, reaguje při pokojové teplotě za vzniku sloučenin SeF 6, SeF 4, SeCl 4, Se 2 Cl 2, SeBr 4 atd. Selen reaguje s chlórovou nebo bromovou vodou podle rovnice:
Se + 3Br2 + 4H20 \u003d H2Se04 + 6 HBr
Vodík interaguje se selenem při t>200 °C za vzniku H2Se.
V konc. H 2 SO 4 za studena selen rozpouští, dává zelené řešení obsahující polymerní kationty Se 8 2+ .
S vodou při zahřátí a v konc. roztoky alkálií, disproporcionální selen:
3Se + 3H20 = 2H2Se + H2SeO3 a 3Se + 6KOH = K2Se03 + 2K2Se + 3H20
tvořící sloučeniny selenu (-2) a selenu (+4).
Podobně se selenová síra rozpouští při zahřívání v roztocích Na2S03 nebo KCN, přičemž se vytváří Na2SSe03 (analog thiosíranu) nebo KCNSe (analog thiokyanátu).
Nejdůležitější spojení:
Pro selen jsou nejcharakterističtější oxidační stavy -2, +4, +6.
Oxid selenitý SeO 2- bílé lesklé krystaly s molekulou polymeru (SeOsub> 2) sub> n, tpl. 350 °C. Páry jsou žlutozelené barvy a páchnou jako shnilá ředkev.Snadno rozpustné ve vodě za vzniku H 2 SeO 3 .
Kyselina selenová, H2SeO3- bílé kosočtverečné krystaly, mají vysokou hygroskopičnost. Dobře rozpustný ve vodě. Nestabilní, při zahřátí nad 70°C se rozkládá na vodu a oxid selenitý. Soli jsou selenitany.
Seleničitan sodný, Na2SeO3 jsou bezbarvé krystaly, t.t. 711 °C. Hygroskopický, rozpustný ve vodě. Při zahřívání v inertní atmosféře se rozkládá na oxidy. Při zahřátí na vzduchu oxiduje na selenan: 2Na 2 SeO 3 + O 2 = 2Na 2 SeO 4
Oxid selenitý SeO 3- - bezbarvé krystaly, t.t. 121 °C. Je hygroskopický, reaguje s vodou za vysokého uvolňování tepla a tvorby H 2 SeO 4 . Silné oxidační činidlo, prudce reaguje s organickými látkami
Kyselina selenová, H2SeO4- bezbarvá krystalická látka, vysoce rozpustná ve vodě. Jedovatý, hygroskopický, je silné oxidační činidlo. Kyselina selenová je jednou z mála sloučenin, které po zahřátí rozpouštějí zlato a tvoří červenožlutý roztok selenanu zlatého (III).
2Au + 6H2Se04 = Au2(Se04)3 + 3H2Se03 + 3H20
selenáty- soli kyseliny selenové. Selenan sodný Na 2 SeO 4 - kosočtverečné krystaly; tpl. 730 °C. Připravuje se neutralizací kyseliny oxidem, hydroxidem nebo uhličitanem sodným nebo oxidací seleničitanu sodného. Mírně rozpustný ve vodě, pod 32 °C krystalizuje z vodní roztoky ve formě dekahydrátu Na2SeO4 10H20
Selenid vodíku, H2Se Je to bezbarvý hořlavý plyn s nepříjemným zápachem. Nejtoxičtější sloučenina selenu. Na vzduchu se při běžné teplotě snadno oxiduje na volný selen. Také se oxiduje na volný selen působením chloru, bromu a jódu. Při spalování na vzduchu nebo kyslíku se tvoří oxid selenitý a voda. Více silná kyselina než H2S.
selenidy- sloučeniny selenu s kovy. Krystalické látky, často s kovovým leskem. Existují monoselenidy o složení M 2 Se, MSe; polyselenidy M2Sen (kromě Li), kde n = 2-6; hydroselenidy MHSe. Vzduchový kyslík se oxiduje na selen: 2Na 2 Se n + O 2 + 2H 2 O \u003d 2n Se + 4NaOH
Aplikace:
Selen se používá v usměrňovačích polovodičové diody, dále pro fotoelektrická zařízení, elektrofotografické kopírky, jako fosfory v televizi, optická a signální zařízení, termistory atd. Selen se široce používá k bělení zeleného skla a získávání rubínových skel; v metalurgii - dát oceli jemnozrnnou strukturu, zlepšit jejich mechanické vlastnosti; v chemickém průmyslu - jako katalyzátor.
Stabilní izotop selenu-74 umožnil na jeho základě vytvořit plazmový laser s kolosálním zesílením v ultrafialové oblasti (asi miliardkrát).
Radioaktivní izotop selen-75 se používá jako silný zdroj gama záření pro detekci defektů.
Biologická role a toxicita:
Selen vstupuje do aktivních míst některých proteinů ve formě aminokyseliny selenocysteinu. Má antioxidační vlastnosti, zvyšuje vnímání světla sítnicí, ovlivňuje mnoho enzymatických reakcí. Potřeba selenu u člověka a zvířat nepřesahuje 50-100 mcg/kg potravy.
Polkovnikov A.A.
KhF Tyumen State University, 581 skupin. 2011
Web "Příručka chemika":
Co víme o selenu? Na hodinách chemie ve škole nám řekli, že selen je chemický prvek, můžeme řešit různé chemické rovnice a pozorovat reakce s jeho účastí. Ale v periodické tabulce je tolik prvků, že je nemožné pokrýt celé množství informací. Proto je vše uvedeno poměrně stručně.
V tomto článku se můžete podrobně seznámit s prvkem zvaným „selen“. Co to je, jaké má vlastnosti, kde v přírodě se tento prvek vyskytuje a jak se využívá v průmyslu. Kromě toho je důležité vědět, jaký vliv má na naše tělo.
Co je selen
Černý skelný selen lze získat zahřátím prvku libovolné modifikace na teplotu 220 stupňů Celsia s rychlým ochlazením.
Šestihranný selen má šedou barvu. Tuto modifikaci, termodynamicky nejstabilnější, lze získat i zahřátím na bod tání s dalším ochlazením na teplotu 180-210 stupňů Celsia. Udržení tohoto teplotního režimu nějakou dobu trvá.
oxid selenu
Existuje řada oxidů, které vznikají interakcí selenu a kyslíku: SeO 2, SeO 3, SeO, Se 2 O 5. SeO 2 a SeO 3 jsou zároveň anhydridy kyselin selenitých (H 2 SeO 3) a selenových (H 2 SeO 4), které tvoří soli seleničitanu a selenanu. Oxid selenu SeO 2 (vysoce rozpustný ve vodě) a je nejstabilnější.
Před zahájením experimentů s tímto prvkem je třeba si uvědomit, že všechny sloučeniny se selenem jsou jedovaté, takže je nutné přijmout veškerá bezpečnostní opatření, například nosit ochranné prostředky a provádět reakce v
Barva selenu se objevuje v průběhu příjemné reakce. Pokud se oxid siřičitý, který je dobrým redukčním činidlem, nechá projít baňkou s kyselinou selenitou, výsledný roztok zežloutne, poté oranžově a nakonec krvavě zčervená.
Slabý roztok umožní získat amorfní koloidní selen. Pokud je koncentrace kyseliny selenité vysoká, pak se během reakce vysráží červený až kaštanový prášek. Bude to amorfní elementární selenový prášek.
Aby se látka dostala do sklovitého stavu, je nutné ji zahřát a prudce zchladit. Barva se změní na černou, ale červený odstín lze vidět pouze při pohledu do světla.
Krystalický monoklinický selen bude trochu obtížnější získat. Chcete-li to provést, vezměte malé množství červeného prášku a smíchejte se sirouhlíkem. Na nádobu se směsí je nutné připojit zpětný chladič a vařit 2 hodiny. Brzy se začne tvořit světle oranžová kapalina s lehce zeleným nádechem, kterou je potřeba pomalu odpařovat v nádobě pod
Aplikace selenu
Selen byl poprvé použit v keramickém a sklářském průmyslu. To nám říká „Příručka vzácných kovů“ z roku 1965.
Selen se přidává do skleněné hmoty za účelem odbarvení skla, odstranění nazelenalého odstínu, který dává příměs sloučenin železa. Pro výrobu ve sklářském průmyslu se používá sloučenina selenu a kadmia (kadmoselit CdSe). Při výrobě keramiky jí kadmoselit dodává červenou barvu a barví i smalty.
Trochu selenu se používá jako plnivo v gumárenském průmyslu, ale i v ocelářství, takže výsledné slitiny mají jemnozrnnou strukturu.
Většina polovodičových technologií se vyrábí za použití selenu. To byl hlavní důvod nárůstu nákladů na takovou látku, jako je selen. Cena se zvýšila z 3,3 $ na 33 $ za kilogram v roce 1930 a 1956.
Cena selenu na světovém trhu v roce 2015 byla 68 USD za 1 kg. Zatímco v roce 2012 stál kilogram tohoto kovu asi 130 dolarů za kilogram. Poptávka po selenu (cena to potvrzuje) kvůli vysoké nabídce klesá.
Látka je také široce používána při výrobě fotografických zařízení.
Přítomnost selenu v lidském těle
Naše tělo obsahuje přibližně 10-14 miligramů této látky, která se ve větší míře koncentruje v orgánech jako jsou játra, ledviny, srdce, slezina, varlata a semenné provazce u mužů a také v jádrech buněk.
Potřeba takového stopového prvku, jako je selen, je pro lidské tělo nízká. Pouze 55-70 mikrogramů pro dospělé. Za maximální denní dávku se považuje 400 mikrogramů. Existuje však nemoc zvaná Keshanská nemoc, ke které dochází při nedostatku tohoto prvku. Zhruba do 60. let byl selen považován za toxickou látku, která má negativní vliv na lidském těle. Ale po podrobném studiu byly vyvozeny opačné závěry.
Často při zjištění patologického obsahu selenu mohou lékaři předepsat speciální přípravky obsahující kombinaci zinek-selen-hořčík, tedy látky, které v kombinaci vyrovnají jeho nedostatek v organismu. Samozřejmě nevyjímaje produkty, které obsahují selen.
Dopad na tělo
Selena velmi patří důležitá role během života organismu:
- aktivuje imunitní systém – „stimuluje“ leukocyty k aktivnějšímu působení na škodlivé mikroorganismy (viry);
- zpomaluje proces stárnutí v těle;
- snižuje riziko arytmie, náhlé koronární smrti nebo hladovění kyslíkem zpomalením oxidace cholesterolu;
- zrychluje průtok krve mozkem, aktivuje duševní činnost, zmírňuje příznaky blues a deprese (únava, letargie, deprese a úzkost);
- inhibuje vývoj rakovinných buněk, které mají antioxidační vlastnosti;
- selen aktivně bojuje proti volným radikálům;
- při interakci s vitamínem E působí jako protizánětlivé činidlo.
Samozřejmě nelze ignorovat tak důležitou vlastnost stopového prvku, jako je pomoc v boji proti nebezpečným virům: HIV / AIDS, hepatitida, Ebola.
V důsledku přítomnosti selenu se virus zdržuje uvnitř buňky; látka zabraňuje šíření viru po celém těle. Pokud ale selen nestačí, pak jeho funkce nefunguje správně.
Užívání selenu v kombinaci s jódem pomůže zastavit progresivní onemocnění štítné žlázy (nedostatek tyroxinu) a v některých případech stimulovat regresi onemocnění (častěji u dětí).
Také v lékařství se selen používá k prevenci cukrovky, protože urychluje spotřebu glukózy v těle.
Lék s vitamíny může být předepsán těhotným ženám. Pomáhá vyrovnat se s příznaky toxikózy, zmírnit únavu a rozveselit se.
nedostatek selenu
Proč může být v těle nedostatek takové látky, jako je selen? Co to je – „nedostatek selenu“ a jak se s ním vypořádat? Ve skutečnosti jde o nepříjemné onemocnění, přestože se vyskytuje poměrně zřídka.
Je důležité vědět, že nejhorším nepřítelem této látky jsou samozřejmě sacharidy – mouka, sladké. V kombinaci s nimi se selen v těle velmi špatně vstřebává a to může mít za následek jeho nedostatek.
Jaké jsou příznaky nedostatku? Za prvé stojí za zmínku, že s nedostatkem selenu klesá výkonnost a celková nálada.
Nedostatek selenu oslabuje imunitní systém, v důsledku čehož se tělo stává náchylnější k různým nemocem, psychickým i fyzickým.
Také s nedostatkem této látky v těle je narušen proces asimilace vitaminu E.
Hlavní příznaky nedostatku selenu jsou: bolesti svalů a kloubů, předčasná únava, anémie, zhoršená onemocnění ledvin a slinivky břišní.
Pokud ale pocítíte některý z příznaků, v žádném případě byste se neměli léčit sami léky. Určitě navštivte lékaře a poraďte se o nutnosti užívání některých léků. V opačném případě můžete nezávisle způsobit přebytek selenu, což je v některých případech horší. Pokud například člověk s rakovinou nekontrolovaně bere selen, chemoterapie (chemoterapie) nemusí fungovat.
nadbytek selenu
Přesycení selenem má také negativní vliv na tělo. Hlavní známky přebytku jsou: poškození vlasů a nehtů, poškození zubů, únava a trvalé nervové zhroucení, ztráta chuti k jídlu, výskyt dermatitidy, artritidy, ale i zežloutnutí a olupování kůže.
Ale pokud nepracujete v zařízeních na těžbu selenu nebo nežijete v blízkosti míst, kde se tato látka těží, pak se nemůžete bát přebytku selenu v těle.
potraviny bohaté na selen
Nejvíce selenu je v mase a játrech – vepřové, hovězí, kuřecí, kachní nebo krůtí játra. Například 100 gramů krůtích jater obsahuje 71 a vepřové maso - 53 mikrogramů selenu.
100 gramů masa chobotnice obsahuje 44,8 mikrogramů selenu. Dieta by také měla obsahovat potraviny, jako jsou krevety, červené ryby, vejce, kukuřice, rýže, fazole, ječné krupice a čočka, pšenice, hrášek, brokolice, neaktivní pekařské droždí (ošetřené vodou ohřátou na 60 stupňů). Nezapomínejte na ořechy – selen, i když v malém množství, obsahují také pistácie, mandle, vlašské ořechy a arašídy.
Je také třeba připomenout, že při zpracování produktů se látka ztrácí, konzervy a koncentráty obsahují dvakrát méně selenu než čerstvé produkty. Proto, kdykoli je to možné, je nutné konzumovat co nejvíce čerstvých potravin s obsahem selenu.
