Селен - що це таке? Хімічний елемент селен. Застосування селену
Що ми знаємо про селен? На шкільних уроках хімії нам розповідали про те, що селен - хімічний елемент, ми могли вирішувати різні хімічні рівняння і спостерігати реакції з його участю. Але елементів в таблиці Менделєєва так багато, що весь обсяг інформації усього не переробиш. Тому все викладено досить стисло.
Содержание
У цій статті можна детально ознайомитися з елементом під назвою «селен». Що це таке, які його властивості, де в природі можна зустріти цей елемент і як він використовується в індустрії. Крім цього, важливо знати, який вплив він робить на наш організм.
Що таке селен
Селен (елемент Selenium) - це хімічний елемент, аналог сірки, який відноситься до 16 групі (згідно більш ранньої класифікації - до 6-ї) таблиці Менделєєва. Атомний номер елемента - 34, а атомна маса становить 78,96. Елемент проявляє переважно неметалічні властивості. У природі селен - це комплекс, що складається з шести ізотопів, як правило, супроводжує сере. Тобто зустрічається в місцях видобутку сірки. Отже, загадковий селен - що це таке і чим він так цінний? Він має безліч корисних властивостей.
Історія відкриття селену
Даний хімічний елемент був відкритий шведським хіміком і мінералогом Йёнсом Якобом Берцелиусом в 1817 році.
У науковій літературі є історія відкриття мінералу, розказана самим ученим.
Він розповідає, що в той час він разом з іншим ученим на ім`я Юхан Готліб Ган (який отримав популярність як першовідкривач марганцю і вивчив його властивості) проводив дослідження методу виробництва сірчаної кислоти в місті Гріпсхольм.
В ході лабораторних дослідів в сірчаної кислоти були знайдені опади червоного з домішкою світло-коричневого відтінку речовини. При взаємодії з паяльною трубкою від осадових матеріалів виходив легкий редечний запах і утворювався свинцевий корольок. Берлінський учений Мартін Клапрот стверджував, що наявність характерного запаху говорить про наявність телуру. Колега Берцелиуса ще зазначив, що на рудниках, де видобувається дана сірка для кислоти (в Фалюн) також відчувається аналогічний запах.
Сподіваючись знайти рідкісний недавно відкритий метал (телур) в розчині, вчені взялися за більш детальне дослідження осаду, але все було марно. Після Берцеліус зібрав всі продукти, які накопичилися за кілька місяців отримання сірчаної кислоти шляхом спалювання сірки, і також почав оглядати.
Дослідження показали, що новий, раніше невідомий елемент має схожі властивості з телуром, але таким не є. Так періодична таблиця отримала новий елемент - селен.
Походження назви елемента
Історія походження назви нового елемента досить цікава. Періодична таблиця Менделєєва визначає новий елемент як Selenium (Se). Назву свою отримав за назвою нашого природного супутника.
Спочатку в російських виданнях елемент називався «селениум» (в десятих роках XIX століття). Пізніше, після одна тисяча вісімсот тридцять п`ять, року було прийнято найменування «селен».
властивості селену
Формула селену - Se. Температура плавлення речовини - 217 (&alpha - Se) і 170-180 градусів Цельсія (&beta - Se), а закипає він при температурі 6850.
Ступені окислення, що селен проявляє в реакціях: (-2), (+2), (+4), (+6), він стійкий до повітря, кисню, воді, соляній кислоті і розведеної сірчаної кислоти.
Піддається розчиненню в азотній кислоті високої концентрації, "царській горілці", Триваліше розчиняється в лужному середовищі з окисленням.
форми селену
Існує дві модифікації селену:
- Кристалічна (моноклінний селен a- і b-форм, гексагональний селен g-форми).
- Аморфна (порошкоподібна, колоїдна та склоподібна форми селену).
Модифікація аморфний червоного кольору селен. Що це таке? Одна з нестійких модифікацій елемента. Порошкоподібна і колоїдна форми селену виходять шляхом відновлення речовини з розчину селенистой кислоти H2SeO3.
Чорний склоподібний селен можна отримати шляхом нагрівання елемента будь-якої модифікації до температури 220 градусів Цельсія з швидким охолодженням.
Гексагональний селен має сірий колір. Цю модифікацію, найбільш стійку термодинамічно, можна отримати також шляхом нагрівання до температури плавлення з подальшим охолодженням до температури 180-210 градусів Цельсія. Необхідно деякий час витримувати такий температурний режим.
оксид селену
Є ряд оксидів, які утворюються шляхом взаємодії селену і кисню: SeO2, SeO3,SeO, Se2O5. При цьому SeO2 і SeO3 - це ангідриди селенистой (H2SeO3) І селеновой (H2SeO4) Кислот, які утворюють солі селенит і селенат. Оксид селену SeO2 (Добре розчиняється в воді) і є самим стійким.
Цікаві досліди над селеном
Перед тим, як починати досліди з цим елементом, варто пам`ятати, що будь-які з`єднання з селеном отруйні, тому необхідно вживати всіх заходів безпеки, наприклад, надягати захисні засоби і проводити реакції в витяжній шафі.
Колір селену проявляється в ході приємною оку реакції. Якщо через колбу з селенистой кислотою пропустити сірчистий газ, який є хорошим відновником, то отриманий розчин стане жовтим, потім помаранчевим і в підсумку - криваво-червоним.
Слабкий розчин дасть можливість отримати аморфний колоїдний селен. У разі, якщо концентрація селенистой кислоти буде високою, то в ході реакції буде осідати від червоного до темно-бордового кольору порошок. Це буде аморфний порошкоподібний селен елементарної форми.
Для того, щоб привести речовину в склоподібний стан, необхідно його нагріти і різко охолодити. Колір зміниться на чорний, а ось червоний відтінок можна буде помітити, тільки якщо дивитися на просвіт.
Кристалічний моноклінний селен отримати буде трохи складніше. Для цього потрібно взяти невелику кількість червоного порошку і перемішати з сірковуглецем. До судині з сумішшю необхідно підключити зворотний холодильник і кип`ятити протягом 2 годин. Незабаром почне утворюватися світло-помаранчева рідина з легким зеленим відтінком, яку потрібно буде повільно випарувати в ємності під фільтрувальної папером.
застосування селену
Вперше селен почали застосовувати в керамічної і скляної промисловості. Про це нам говорить «Довідник по рідких металах» 1965 року видання.
Селен додається в скляну масу з метою знебарвлення скла, усунення зеленуватого відтінку, який дає домішка сполук заліза. Для одержання рубінового скла в скляної промисловості використовується з`єднання селену і кадмію (кадмоселіт CdSe). У виробництві кераміки кадмоселіт надає їй червоний колір, а також забарвлює емалі.
Трохи селену використовується в якості наповнювача в гумовій промисловості, а також в сталеливарній - для того, щоб отримані сплави мали дрібнозернисту структуру.
Більшість напівпровідникової техніки виготовляється з використанням селену. Це і стало головною причиною зростання вартості такого речовини, як селен. Ціна зросла від 3,3 до 33 доларів за 1 кілограм в 1930 і 1956 роках відповідно.
Вартість селену на світовому ринку в 2015 році склала 68 доларів за 1 кг. Тоді як в 2012 кілограм цього металу коштував близько 130 доларів за один кілограм. Попит на селен (ціна тому підтвердження) падає через високу пропозицію.
Речовина також широко використовується при виробництві фототехніки.
Наявність селену в організмі людини
Наш організм містить приблизно 10-14 міліграмів цієї речовини, яке зосереджено переважно в таких органах, як печінка, нирки, серце, селезінка, яєчка і насінні канатики у чоловіків, а також в ядрах клітин.
Потреба людського організму в такому мікроелементі як селен невисока. Всього 55-70 мікрограмів для дорослих. Граничної добової дозою вважається 400 мікрограмів. Проте є хвороба, звана хвороба Кеша, яка виникає при дефіциті цього елемента. Приблизно до 60-х років селен вважався отруйною речовиною, що робить негативний вплив на організм людини. Але після детального дослідження були зроблені зворотні висновки.
Часто при виявленні патологічного вмісту селену лікарі можуть призначати спеціальні препарати, що містять комбінацію цинк-селен-магній, речовини, які в комплексі заповнять недостатність його в організмі. Зрозуміло, не виключаючи продукти, які містять селен.
Вплив на організм
Селену належить дуже важлива роль в процесі життєдіяльності організму:
- він активує імунітет - «стимулює» лейкоцити на більш активний вплив на шкідливі мікроорганізми (віруси);
- уповільнює процеси старіння в організмі;
- знижує ризики виникнення аритмії, раптової коронарної смерті або кисневого голодування завдяки уповільненню окислення холестерину;
- прискорює приплив крові до мозку, активуючи розумову діяльність, знімає симптоми нудьги і депресії (втома, млявість, пригніченість і тривожність);
- гальмує розвиток ракових клітин, володіючи антиоксидантними властивостями;
- активно селен бореться з вільними радикалами;
- при взаємодії з вітаміном Е діє як протизапальний засіб.
Звичайно ж, не можна обійти увагою таку важливу властивість мікроелемента, як допомога в боротьбі з небезпечними вірусами: ВІЛ / СНІД, гепатити, лихоманка Ебола.
Завдяки наявності селену вірус затримується всередині клітини-речовина попереджає поширення вірусу по організму. Але якщо селену недостатньо, то його функція не спрацьовує належним чином.
Прийом селену в комплексі з йодом допоможе зупинити прогресуюче захворювання щитовидної залози (нестача тироксину), а в деяких випадках стимулює регрес хвороби (частіше у дітей).
Також в медицині селен використовується в цілях профілактики цукрового діабету, оскільки він прискорює споживання глюкози організмом.
Препарат з вітамінами може призначатися вагітним. Він допомагає впоратися з симптомами токсикозу, зніме втому і підніме настрій.
дефіцит селену
Чому в організмі може бути нестача такого речовини, як селен? Що це таке - «дефіцит селену» і як з ним боротися? Насправді це неприємне захворювання, незважаючи на те, що виникає воно досить рідко.
Важливо знати, що найлютішим ворогом цієї речовини є, звичайно ж, вуглеводи - борошняне, солодке. У поєднанні з ними селен дуже погано засвоюється організмом і від цього може виникати його недолік.
Які ж ознаки дефіциту? Перш за все варто зазначити, що при дефіциті селену буде знижуватися працездатність і загальний настрій.
Брак селену послаблює імунітет, внаслідок чого організм стає більш сприйнятливим до різних захворювань як психічного, так і фізичного плану.
Також при дефіциті цієї речовини в організмі порушується процес засвоєння вітаміну Е.
Основними ознаками нестачі селену є: болі в м`язах і суглобах, передчасна втома, анемія, загострюються хвороби нирок і підшлункової залози.
Але якщо ви відчули якийсь із симптомів, ні в якому разі не слід займатися медикаментозним самолікуванням. Обов`язково необхідно відвідати лікаря і проконсультуватися з приводу необхідності прийому тих чи інших препаратів. Інакше можна самостійно викликати надлишок селену, що гірше в деяких випадках. Наприклад, якщо людина з онкологічним захворюванням буде безконтрольно приймати селен, хімія (хіміотерапія) може не подіяти.
надлишок селену
Перенасиченість селеном також виробляє негативний ефект на організм. Основними ознаками профіциту є: ураження волосся і нігтів, пошкодження зубів, втома і постійні нервові розлади, втрата апетиту, поява дерматитів, артритів, а також жовтушність і лущення шкіри.
Але якщо ви не працюєте на потужностях з видобутку селену, або не живе близько місць, де добувають цю речовину, то можна не боятися надлишку селену в організмі.
Продукти багаті селеном
Найбільше селену міститься в м`ясі і печінці - свинячий, яловичої, курячої, качиної або печінки індички. Наприклад, в 100 грамах печінки індички міститься 71, а в свинячий - 53 мікрограма селену.
У 100 грамах м`яса восьминога міститься 44,8 мкг селену. Також в раціон варто включити такі продукти, як креветки, червону рибу, яйця, кукурудзу, рис, квасоля, ячну крупу і сочевицю, пшеницю, горох, капусту брокколі, неактивні хлібопекарські дріжджі (оброблені розігрітій до 60 градусів водою). Не варто забувати про горіхи - фісташки, мигдаль, волоський горіх і арахіс також містять селен, нехай і в невеликих кількостях.
Варто також пам`ятати про те, що при обробці продуктів речовина втрачається, консерви і концентрати містять в два рази менше селену, ніж свіжі продукти. Тому, по можливості, необхідно вживати якомога більше свіжих продуктів з вмістом селену.
