Селен

Селен (Se) (англ. selenium; нім. Selen) — хімічний елемент із атомним номером 34, ат.м. 78,96, що утворює однойменну просту речовину, неметал, халькоген.

Селен (Se)
Атомний номер 34
Зовнішній вигляд простої речовини м'який неметал,
схожий на сірку
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса) 78,96 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 140 пм
Енергія іонізації (перший електрон) 940,4(9,75) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Ar] 3d10 4s2 4p4
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 116 пм
Радіус іона (+6e)42 (-2e)191 пм
Електронегативність (за Полінгом) 2,55
Електродний потенціал 0
Ступені окиснення 6, 4, -2
Термодинамічні властивості
Густина 4,79 г/см³
Молярна теплоємність (Se-Se) 0,321 Дж/(К·моль)
Теплопровідність 0,52 Вт/(м·К)
Температура плавлення 490 К
Теплота плавлення 5,23 кДж/моль
Температура кипіння 958,1 К
Теплота випаровування 59,7 кДж/моль
Молярний об'єм 16,5 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки гексагональна
Період ґратки 4,360 Å
Відношення с/а n/a
Температура Дебая 90[1] К
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 Селен у Вікісховищі

Історія

Відкритий у 1817 році Йонсом Якобом Берцеліусом у відходах при виготовлені сірчаної кислоти.

Назва

Назва походить від грец. σελήνη («Місяць»): у зв'язку з тим що він постійно є супутнім хімічно подібного йому телуру (найменування якого походить від латинської назви Землі). Не пов'язаний з мінералом селенітом, який є сполукою кальцію.

Основні характеристики

Неметал, існує в кількох модифікаціях (див. алотропія), з яких найстійкішим є т. зв. металічний С., сірого кольору, напівпровідник, дуже чутливий до світла. Густина 4,807; tплав 221 °C, tкип 685,3 °C. Існує кубічна та моноклінна модифікації С. При 100—150 оС ці форми переходять у гексагональний С. З розчинів осаджується аморфний червоний С. Випаровування С. містять молекули Se2, Se4, Se6 та ін. У хім. відношенні С. майже повний аналог сірки. Сполуки Селену часто отруйні.

На повітрі стійкий. Взаємодіє з F2, Cl2, при нагріванні — з О2, Н2, металами. Не розчиняється в НCl, розбавленій Н2SO4. Розчиняється в концентрованій HNO3.

Ізотопи

Природний селен складається з ізотопів: 74Se (0,9 %), 76Se (9,0 %), 77Se (7,6 %), 78Se (23,5 %), 80Se (49,8 %), 82Se (9,2 %)

Розповсюдження

Середній вміст С. в земній корі 5х10−6 % (мас). Природні сполуки С. г.ч. є похідними селеноводню Н2Se, як правило, знаходяться в суміші з сульфідами мідно-цинкових колчеданних, мідно-кобальтових і поліметалічних руд. Селен — розсіяний елемент, промислові запаси якого пов'язані з сульфідними родовищами. У самостійному вигляді мінерали С. зустрічаються рідко. Всього відомо 40 мінералів: мінерали групи лінеїту (селеніди Co, Cu, Ni); гуанахуатит Bi2Se3, доунеїт SeO, фероселіт FeSe2 (68—72 %), клаусталіт PbSe (27—28 %), блокіт NiSe (68 %), науманіт Ag2Se (23—29 %) та ін.

За запасами селену найзначніші магматичні мідно-нікелеві, гідротермальні мідно-молібденові, мідно-колчеданні та інфільтраційні селен-уран-ванадієві родовища, з яких практично і добувається майже весь С. при вмісті в рудах 0,04-0,004 %.

Багаті родовища належать до кобальт-селенідо-телурової (Акджілга, Киргизстан; Верхньо-Сеймчанське, РФ), селенідної (Пакахака, Болівія; Сан-Андреасберґ, Німеччина; Сьєрра-де-Уманго, Аргентина), уран-селенідної (Шинколобве, Заїр; район оз. Атабаска, Канада) і золото-телурової (Нагіаг, Фатце-Байа, Румунія) формацій.

Отримання

Значні кількості селену отримують із відходів мідно-електролітних виробництв, в якому селен присутній у вигляді селеніду срібла. Застосовують кілька способів отримання:

  • окислювальне випалення з сублімацією SeO2;
  • нагрівання шламу з концентрованою сірчаною кислотою, окислення сполук селену до SeO2 з його подальшою сублімацією;
  • окисне спікання з содою, конверсія отриманої суміші сполук селену до сполук Se (IV) та їх відновлення до елементарного селену дією SO2.
Чорний, сірий та червоний селен (зліва на право).

У промисловості одержують С. випалюванням відходів сірчанокислотного, целюлозно-паперового виробництва, а також анодних шламів мідь-електролітних заводів.

Щорічно у світі одержують близько 1 тис. т селену.

Роль селену в організмі людини

В організмі людини міститься 10-14 мг селену, більша його частина сконцентрована в печінці, нирках, селезінці, серці, яєчках у чоловіків.[2]

Селен присутній в ядрі клітини.

Добова потреба людини в селені становить 70-100 мкг.[3]

Згідно з даними епідеміологічних досліджень більш ніж 80 % України страждає на дефіцит селену.

Селен в організмі взаємодіє з вітамінами, ферментами і біологічними мембранами, бере участь у регуляції обміну речовин, в обміні жирів, білків і вуглеводів, а також в окисно-відновних процесах. Селен є складовим компонентом більше 30 життєво важливих біологічно активних сполук організму. Селен входить в активний центр ферментів системи антиоксидантного-антирадикального захисту організму, метаболізму нуклеїнових кислот, ліпідів, гормонів (глутатіонпероксидази, йодотіронін-дейододінази, тіоредоксінредуктази, фосфоселенфосфатази, фосфолипид-гідропероксид-глутатіонпероксидази, специфічних протеїнів Р і W і ін).[4]

Селен входить до складу білків м'язової тканини, білків міокарда. Також селен сприяє утворенню трийодтироніну (гормон щитоподібної залози).[4][5]

Селен є синергістом вітаміну Е і йоду. При дефіциті селену йод погано засвоюється організмом.[6]

Разом з тим сполуки С. часто отруйні. ГДК для парів Se — 0,1 мг/м3.

Застосування

Селен краще проводить електричний струм при освітленні, а тому широко використовується в фотоелементах.

До 1940 р. ХХ ст. застосування селену було обмежене. У повоєнні роки селен став широко застосовуватися в напівпровідниковій техніці, для виготовлення фотоелементів, у вимірювальній апаратурі, телебаченні, сигналізації, в металургії у складі легуючих домішок до різних сталей і сплавів кольорових металів, як барвник у склоробній промисловості тощо.

У сучасних[коли?] напівпровідникових технологіях застосовуються селеніди багатьох елементів: олова, свинцю, бісмуту, стибію, селеніди лантаноїдів.

Стабільний ізотоп селен-74 застосований при створенні плазмового лазера з унікальним підсиленням (близько 109 раз). Радіоактивний ізотоп селен-75 використовують у дефектоскопії як потужне джерело гамма-випромінювання. Селенід калію застосовують при термохімічному одержанні водню і кисню з води (селеновий цикл).

Застосування селену в медицині

Згідно з дослідженнями 1950-х — 1970-х років прийом 200 мкг селену на добу знижує ризик захворюваності на рак прямої і товстої кишки — на 58 %, на пухлини простати на 63 %, на рак легенів — на 46 %, знижує загальну смертність від онкологічних захворювань на 39 %.[7][8][9][10][11]

Малі концентрації селену пригнічують гістамін і за рахунок цього мають антидистрофічний ефект і протиалергічну дію. Також селен стимулює проліферацію тканин, поліпшує функцію статевих залоз, серця, щитоподібної залози, імунної системи.

У медицині і сільському господарстві використовують мікродобавки селену до лікарських та вітамінних препаратів. У комплексі з йодом селен використовується для лікування йододефіцитних захворювань і патологій щитоподібної залози.[12]

Солі селену сприяють відновленню зниженого артеріального тиску при шоці і колапсі.[4].

Див. також

Джерела
  • Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
  • Деркач Ф. А. Хімія. — Львів : Львівський університет, 1968. — 312 с.
  • Гірничий енциклопедичний словник : у 3 т / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2001—2004.

Посилання

Примітки
  1. A Course In Thermodynamics, Volume 2(англ.)
  2. Janghorbani, М. The selenite-exchangeable metabolic pool in humans: a new concept for the assessment of selenium status / M. Janghorbani [е.а.] // Amer J. Clin. Nutr, 1990. — V.51. — Р. 670—677
  3. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: МР. 2.3.1.1915-04 / ГУНИИ питания РАМН. — М., 2004. — 36 с.
  4. Струев, И. В., Симахов Р. В., 2006. Селен и его влияние на организм использование в медицине // Сб. научн. трудов «Естествознание и гуманизм», 3(2): 127—136.
  5. Toxic Substances — Selenium. Centers for Disease Control and Prevention
  6. The interactions between selenium and iodine deficiencies in man and animals. Arthur JR, Beckett GJ, Mitchell JH. — Nutrition Research Reviews. 1999 Jun;12(1):55-73
  7. CIS 81-1954. «Toxicology of selenium: A review» / C.G. Wilber // Clinical Toxicology. — New York, 1980 — 17/2 — р. 171—230.
  8. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risk of chemical to man. Some aziridines, N-, S- and o- mustards and selenium // Lion, International Agency for Research on Cancer, * Selenium and selenium compounds, 1957 — Vol 9. — 268 p
  9. CIF 80-729. * Selenium.Vocal-Borek, H.USIP report 79-16 (University of Stockholm, Institute of Rhysics, Vanadisvagen 9,Stockholm). — Nov., 1979—220 p.
  10. CIS 77-155. Selenium. // DC, National Academy of Sciens. — Washington, 1976—203 p.
  11. CIS 80-10541. «Selenium and its mineral compound» / C. Morel [е.а.] // Fiche Toxicologique № 150. Institute national de recherche et de securite. Cahiers de notes documentaries — Securite et hygiene du traval. — Paris, 1980 — No 1244-98-80. — р. 181—185.
  12. Прилуцкий, А. С. Селенит натрия в терапии аутоиммунных заболеваний щитовидной железы / А. С. Прилуцкий. — «Здоровье Украины» № 11, 2012. С.37.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.