عنصر سلنیوم

سلنیوم یک عنصر جالب از جدول تناوبی است که کاربردهای بسیار متنوعی دارد. به عنوان مثال، یک ریز مغذی حیاتی، رسانای نوری عالی و کاتالیزور عالی برای واکنش های شیمیایی است. در زیر در مورد این نافلز منحصر به فرد بیشتر بدانید!

حقایق جالب درباره سلنیوم

1. سلنیوم از نام الهه یونانی ماه، سلن، نامگذاری شده است.
2. نمک سلنیوم اغلب برای مبارزه با مسمومیت جیوه و شوره سر استفاده می شود.
3. این عنصر اغلب به عنوان محصول جانبی پالایش مس تولید می شود.
4. آلوتروپ های مختلف زیادی دارد و بسته به دما به یکدیگر تبدیل می شوند.
5. این عنصر همچنین یک ریز مغذی ضروری برای حیوانات است اما در دوزهای زیاد سمی است.

سلنیوم در جدول تناوبی

سلنیوم، نماد Se، در گروه شانزدهم در جدول تناوبی، سمت راست آرسنیک، و در سمت چپ برم یافت می شود. به عنوان یک کالکوژن، خواص مشابهی با تلوریم در زیر آن و گوگرد بالای آن دارد. اتم سلنیوم دارای پیکربندی الکترونی است [Ar] 3d10 4s2 4p4

دارای پنج شکل آلوتروپیک است که می توان آنها را به سه نوع تقسیم کرد: Se قرمز، Se خاکستری و Se سیاه. به طور سنتی، سلنیوم به عنوان یک نافلز طبقه بندی می شود، اما برخی از آلوتروپ های آن ویژگی های متالوئیدی دارند.

خواص بی نظیر سلنیوم

با توجه به توانایی های نیمه هادی آن، تقریباً یک قرن است که برای یکسو کردن مدارها استفاده می شود. علاوه بر این، نور رسانا و فتوولتائیک است که به این معنی است که وجود نور باعث افزایش تولید/رسانایی برق می‌شود. به همین دلیل اغلب در الکترونیک مانند فتوسل ها و سلول های خورشیدی استفاده می شود.

آلوتروپ های سلنیوم

سلنیوم دارای سه اصلی است اشکال آلوتروپیک: Se قرمز، Se خاکستری و Se سیاه. حالت عادی برای عنصر Se قرمز است و به صورت یک ماده پودری آمورف قرمز ظاهر می شود. هنگامی که به سرعت گرم می شود، Se سیاه می شود. این آلوتروپ زجاجیه هم از نظر فیزیکی شکننده و هم براق است. از طرف دیگر، وقتی Se قرمز به آرامی گرم می شود، Se خاکستری را تشکیل می دهد. علاوه بر این، اشکال آلوتروپیک قرمز و سیاه عایق های عالی هستند، در حالی که Se خاکستری یک نیمه هادی عالی است. خاکستری Se نیز پایدارترین شکل است در حالی که Se قرمز واکنش پذیرترین است.

سلنیوم در زندگی واقعی

سلنیوم برای چه مواردی استفاده می شود؟

شیشه رنگی با سلنیوم

در حدود سال 1910، استفاده از سلنیوم در تولید ظروف شیشه ای رایج تر شد. در حال حاضر، این بزرگترین استفاده تجاری از عنصر است و حدود 50٪ از مصرف آن را شامل می شود. در غلظت‌های کم، سلنیوم رنگ صورتی تولید می‌کند که با خنثی کردن رنگ سبز/زرد که اغلب توسط ناخالصی‌های آهن ایجاد می‌شود، برای رنگ‌زدایی شیشه استفاده می‌شود. معمولاً برای این کار از نمک های سلنیت و سلنات استفاده می شود. از طرف دیگر، غلظت های زیاد می تواند رنگ قرمز خوبی روی شیشه ایجاد کند. ترکیب مورد استفاده برای این اغلب است کادمیوم سلنید

سرطان در مقابل سلنیوم

اگرچه این تحقیق از نظر فنی هنوز قطعی نیست، بحث طولانی مدتی در مورد اینکه آیا مصرف سلنیوم و سرطان ارتباطی با هم دارند وجود داشته است. سلنیوم یک عنصر کمیاب ضروری است و قرار گرفتن بیش از حد یا کم با این ماده معدنی می تواند برای سلامتی فرد مضر باشد. در دهه 1960، مطالعات مشاهده‌ای مختلفی انجام شد و به این نتیجه رسیدند که یک رابطه معکوس که در آن افزایش مصرف سلنیوم منجر به کاهش خطر ابتلا به سرطان خون می‌شود.

با این حال، مطالعات جدیدتر این ایده را به چالش کشیده است. در عوض، آنها اکنون پیشنهاد می کنند که مصرف زیاد این پتانسیل را دارد که خطر ابتلا به برخی سرطان ها مانند سرطان روده بزرگ را افزایش دهد. در پایان، تحقیقات برای ارتباط بین سرطان و سلنیوم هنوز قطعی نیست.

استخراج سلنیوم – سلنیوم کجا یافت می شود؟

سنگ معدن سلنیوم وجود ندارد، اما مواد معدنی در مقادیر کمی یافت می شود، معمولاً در جایی که سولفیدها وجود دارند، یا در ذخایر مسی که به عنوان ذخایر مس پورفیری شناخته می شوند. بیشتر سلنیوم در آلمان، ژاپن، ایالات متحده آمریکا و چین تولید می شود.

استخراج زغال سنگ می تواند منجر به تجمع زیستی سلنیوم شود که می تواند به یک خطر زیست محیطی تبدیل شود. برنامه های کاربردی وجود دارد که می تواند سلنیوم را در سطوح کمتر از 2 ppt در جامدات و مایعات تشخیص دهد.

تاریخچه سلنیوم

سلنیوم در سال 1817 توسط Jöns Jacob Berzelius کشف شد. همه چیز از آنجا شروع شد که کارخانه اسید سولفوریک که او تا حدی مالک آن بود، ناگهان در میان کارگرانش بیماری گرفت. در نهایت، مشخص شد که یک ماده خاص محلول شیمیایی را آلوده کرده است. برزلیوس فرض کرد که آلودگی به دلیل ناخالصی های موجود در سنگ معدن های تازه وارد شده رخ داده است. این ماده دارای خواصی مشابه تلوریم و گوگرد بود اما در نهایت مشخص شد که عنصر جدیدی است. دوست برزلیوس، مارتین کی، عنصر تلوریوم را کشف کرده بود و آن را به نام الهه زمین نامگذاری کرده بود. برای تطبیق با این موضوع، برزلیوس این عنصر جدید را سلنیوم به نام الهه یونانی ماه، سلن، نامگذاری کرد.

اگرچه سلنیوم تا قرن نوزدهم به طور رسمی کشف نشده بود، اعتقاد بر این است که از قبل شناخته شده بود. برای مثال، آرنولد ویلانووا، کیمیاگر اسپانیایی قرون وسطایی، زمانی در نوشته‌های خود به ماده‌ای مرموز اشاره کرد و آن را گوگرد قرمز نامید. اعتقاد بر این است که این سلنیوم بوده است زیرا رایج ترین آلوتروپ آن یک ماده قرمز رنگ آمورف است و خواصی مشابه گوگرد دارد. علاوه بر این، بیوشیمیدان آمریکایی ترسا استاتمن با شناسایی اهمیت بیولوژیکی مختلف این عناصر، مسیر را برای تحقیقات سلنیوم هموار کرد.

سلنیوم – ترکیبات، واکنش ها، سنتز و حالت های اکسیداسیون

واکنش های سلنیوم

از آنجایی که سلنیوم یک عنصر نسبتاً واکنش پذیر است، اغلب به عنوان یک کاتالیزور در واکنش های شیمیایی استفاده می شود. به راحتی هیدروژن و هالوژن هایی مانند فلوئور، کلر و برم را با هم ترکیب می کند. علاوه بر این، با اسیدهای نیتریک و سولفوریک واکنش می دهد. همچنین با بسیاری از فلزات مختلف واکنش داده و ترکیباتی به نام سلنیدها را تشکیل می دهد.

ترکیبات سلنیوم

هنگام تشکیل ترکیبات، سلنیوم دوست دارد اسیدهایی را در حالت های اکسیداسیون بالاتر تشکیل دهد. حالت های اکسیداسیون معمول ترکیبات سلنیوم 2-، +4 و 6+ است. این ترکیبات اغلب در مقادیر زیاد سمی هستند. علاوه بر این، سلنیوم می تواند با اکثر فلزات واکنش داده و سلنیدها را تشکیل دهد. نمونه ای از این سلنید آلومینیوم است که پیش ساز سلنید هیدروژن است. همچنین دوست دارد با اکسیژن ترکیب شود تا دی اکسید سلنیوم تشکیل شود. هنگامی که این ترکیب با آب واکنش می دهد، اسید سلنوس H را تشکیل می دهد₂سئو₃. بسیاری از ترکیبات سلنیوم دارای اکسیژن و هالوژن متصل هستند. سلنیوم همچنین کاتیون هایی به نام یون سلنات، SeO را تشکیل می دهد₄^-2 و یون سلنیت، SeO₃^-2که مشابه یون سولفات و سولفیت هستند. ترکیبات سلنیت می توانند رنگ روشن داشته باشند و هر دو می توانند بسیار سمی باشند.

جداسازی سلنیوم

سلنیوم اگرچه نادر است، اما در طبیعت به عنوان کانی های سلنید، سلنات و سلنیت وجود دارد. این عنصر همچنین در اسیدهای آمینه مانند سلنومتیونین، سلنوسیستئین و متیل سلنوسیستئین یافت می شود. با این حال، اغلب سلنیوم از سلنید موجود در سنگ معدنی سولفیدی مانند مس و نیکل. در واقع، اغلب به عنوان یک محصول جانبی از پالایش مس تولید می شود. در اینجا دی اکسید سلنیوم با اکسید شدن کربنات سدیم تولید می شود. هنگامی که این ترکیب با آب ترکیب می شود، به اسید سلنوس تبدیل می شود. با کمک دی اکسید گوگرد به عنوان یک عامل کاهنده، سلنیوم عنصری تشکیل می شود.

حالات اکسیداسیون سلنیوم

حالت های اکسیداسیون این عنصر Se می باشد^-2، سه⁺⁶، سه⁺⁴.

خواص فیزیکی سلنیوم

• نماد اتمی نقطه ذوب: 221 درجه سانتی گراد
• نقطه جوش: 685 درجه سانتیگراد
• چگالی: 4.79 گرم در میلی لیتر
• وزن اتمی: 78.96 گرم بر مول
• عدد اتمی: 34
• الکترونگاتیوی: 2.4
• طبقه بندی: متالوئید، فلز گروه 16، کالکوژن
• فراوانی پوسته: 0.05 ppm
• پیکربندی پوسته الکترونی: [ Ar ] 3 بعدی¹⁰ 4s² 4p⁴
• ایزوتوپ ها: در کل 9 ایزوتوپ، 4 رادیواکتیو هستند
• به طور طبیعی در مواد معدنی کلوستالیت، نائومانیت و سلنیوم یافت می شود.
• سمیت: سمیت سلنیوم در اثر مصرف بیش از حد رخ می دهد.

المنت سلنیوم را از کجا می توانم بخرم؟

شما می توانید سلنیوم را تقریباً در هر جایی به شکل مکمل خریداری کنید. با این حال، برای اهداف آزمایشگاهی، سلنیوم را می توان از فروشگاه های تخصصی با قیمت حدود 2.5 سنت در گرم خریداری کرد.