Селен - що це таке? Хімічний елемент селен. Застосування селену

Що ми знаємо про селену? 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 у таблиці Менделєєва так багато, що весь обсяг інформації охопити неможливо. Тому все викладено досить коротко.

У цій статті можна докладно 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 вона чинить на наш організм.

Що таке селен

Селен (елемент Selenium) – це хімічний елемент, аналог сірки, який відноситься до 16 групі (відповідно більш ранньої класифікації – до 6-ї) таблиці Менделєєва. Атомний номер елемента – 34, а атомна маса становить 78,96. Елемент проявляє переважно неметалічні властивості. Селен В природі – це комплекс, що складається з шести ізотопів, як правило, супроводжує сірці. Тобто зустрічається в місцях видобутку сірки. Отже, загадковий селен - що це таке і чим він цінний? Він володіє безліччю корисних властивостей.

Історія відкриття селену

Даний хімічний елемент був відкритий шведським хіміком і минералогом Йенсом Якобом Берцеліусом в 1817 році.

У науковій літературі є історія відкриття мінералу, розказана самим ученим.

Він розповідає, що в той час він разом з іншим вченим по імені Юхан Готліб Ган (отримав популярність як першовідкривач марганцю і вивчив його властивості) проводив дослідження методу виробництва сірчаної кислоти в місті Гріпсхольм.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

В ході лабораторних дослідів в сірчаній кислоті 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 Берцеліуса ще зазначив, що на рудниках, де видобувається дана сірка для кислоти (у Фалюне) також відчувається аналогічний запах.

В надії знайти рідкісний нещодавно 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 одержання сірчаної кислоти шляхом спалювання сірки, і також почав досліджувати.

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 по назві нашого природного супутника.

Спочатку в російських виданнях елемент називався «селениумом» (в десятих роках XIX століття). Пізніше, після 1835 року, було прийнято найменування «селен».

Властивості селену

Формула селену – Se. Температура плавлення речовини – 217 (α-Se) і 170–180 градусів Цельсія (β-Se), а він закипає при температурі 685⁰.

Ступені окиснення, що селен проявляє в реакціях: (-2), (+2), (+4), (+6), він стійкий до повітрю, кисню, води, соляної кислоти і розведеної сірчаної кислоти.

Піддаються розчиненню в азотної кислоти високої концентрації, "царській горілці", більш тривало розчиняється в лужному середовищі з окисленням.

Форми селену

Існує дві модифікації селену:

1. Кристалічна (моноклинный селен a - і b-форм, гексагональний селен g-форми).
2. 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, що утворюються шляхом взаємодії селену і кисню: SeO₂ SeO₃,SeO, Se₂O₅. При цьому SeO₂ SeO₃ – це ангідриди селенистой (H₂SeO₃) і селенової (H₂SeO₄) кислот, які утворюють солі селеніт і селенат. Оксид селену SeO₂ (добре розчиняється у воді) і є найбільш 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 приймати всі заходи безпеки, наприклад, надягати захисні засоби та проводити реакції у витяжній шафі.

Колір селену проявляється в ході приємною оку реакції. Якщо через колбу з селенистой кислотоюпропустити сірчистий газ, який є хорошим відновником, то отриманий розчин стане жовтим, потім червоним 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 відтінку порошок. Це буде аморфний порошкоподібний селен елементарної форми.

Для того, щоб привести речовина в склоподібне стан, необхідно його нагріти і різко охолодити. Колір зміниться на чорний, а ось червоний відтінок можна буде помітити, тільки якщо дивитися на просвіт.

Кристалічний моноклинный селен отримати буде трохи складніше. Для цього потрібно взяти невелику кількість червоного порошку і перемішати з сірковуглецем. До посудини з сумішшю необхідно підключити зворотний холодильник і кип'ятити протягом 2 годин. Незабаром почне утворюватися світло-оранжева рідина з легким зеленим відтінком, яку потрібно буде повільно випарувати в ємності під фільтрувальним папером.

Застосування селену

Вперше селен почали застосовувати в керамічній і скляній промисловості. Про це нам говорить «Довідник з рідкісним металам» 1965 року видання.

Селен додається в скляну масу з метою знебарвлення скла, усунення зеленуватого відтінку, який дає домішки сполук заліза. Для одержання рубінового скла в скляної промисловості використовується з'єднання селену та кадмію (кадмоселит CdSe). У виробництві кераміки кадмоселит 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 такої речовини, як селен. Ціна зросла від 3,3 до 33 доларів за 1 кілограм у 1930 і 1956 роках відповідно.

Вартість селену на світовому ринку в 2015 році склала 68 доларів за 1 кг, Тоді як у 2012 кілограм цього металу коштував близько 130 доларів за один кілограм. Попит на селен (ціна підтвердження) падає з-за високої пропозиції.

Речовина також широко використовується при виробництві фототехніки.

Наявність селену в організмі людини

Наш організм містить приблизно 10-14 міліграм цієї речовини, яка зосереджена більшою мірою в таких органах, як печінка, нирки, серце, селезінка, яєчка і сім'яні канатики у чоловіків, а також в ядрах клітин.

Потреба людського організму в такому мікроелементі як селен невисока. Всього 55-70 мікрограмів для дорослих. Максимальною добовою дозою вважається 400 мікрограмів. Тим не менш, є хвороба, звана хвороба Кешана, 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 компенсують недостатність його в організмі. Зрозуміло, не виключаючи продукти, які містять селен.

Вплив на організм

Селену належить дуже важлива роль у 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, активізує мислительну діяльність, знімає симптоми хандри і депресії (втома, млявість, пригніченість і занепокоєння);
• 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 таке важливе властивість мікроелемента, як допомогу у боротьбі з небезпечними вірусами: ВІЛ/СНІД, гепатити, лихоманка Ебола.

Завдяки наявності селену вірус затримується всередині клітини; речовина попереджає поширення вірусу з організму. Але якщо селену недостатньо, то його функція не спрацьовує належним чином.

Прийом селену в комплексі з йодом допоможе зупинити прогресуюче захворювання щитовидної залози (брак тироксину), а в деяких випадках стимулює регрес хвороби (частіше у дітей).

Також у 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 брак такої речовини, як селен? Що це таке – «дефіцит селену» і як з ним боротися? Насправді це неприємне захворювання, незважаючи на те, що воно виникає досить рідко.

Важливо знати, щонайлютішим 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? Насамперед варто відзначити, що при дефіциті селену буде знижуватися працездатність і загальний настрій.

Нестача 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: біль у 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 безконтрольно приймати селен, хімія (хіміотерапія) може не подіяти.

Надлишок селену

Перенасиченість селеном також справляє 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 живете біля місць, де видобувають це речовина, то можна не боятися надлишку селену в організмі.

Продукти багаті селеном

Найбільше селену міститься в м'ясі і печінці – свинячий, яловичої, курячої, качиної печінки індички. Наприклад, в 100 грамах печінки індички міститься 71, а в свинячий – 53 мікрограма селену.

В 100 грамах м'яса восьминога міститься 44,8 мкг селену. Також варто включити в раціон 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 горіхах – 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.