Селен свойства и применение. Селен — универсальный элемент здоровья и долголетия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Селен - тридцать четвертый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Se от латинского «selenium». Расположен в четвертом периоде, VIA группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 34.

Селен мало распространен в природе. В земной коре содержание селена составляет 0,00006% (масс.). Его соединения встречаются в виде примесей к природным соединениям серы с металлами (PbS, FeS 2 и др.). Поэтому селен получают из отходов, образующихся при производстве серной кислоты, при электролитическом рафинировании меди и при некоторых других процессах.

Атомная и молекулярная масса селена

Относительной молекулярная масса вещества (M r) - это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии селен существует в виде одноатомных молекул Se, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 78,96.

Аллотропия и аллотропные модификации селена

В свободном состоянии селен, подобно сере образует несколько аллотропических модификаций. Наиболее устойчив гексагональный или серый селен. Его кристаллы образованы зигзагообразными цепями Sе ∞ . При быстром охлаждении жидкого селена получается красно-коричневая стекловидная модификация. Она образована молекулами Sе ∞ различной длины. Кристаллические разновидности красного селена состоят из циклических молекул Se 8 , подобныхS 8 .

Серый селен - полупроводник. Его электрическая проводимость резко возрастает при освещении. Проводниковые свойства проявляет жидкий селен.

Рис. Аллотропные модификации селена. Внешний вид.

Изотопы селена

Известно, что в природе мышьяк существуют в виде шести стабильных изотопов, один из которых является радиоактивным [ 82 Se (9,19%)]: 74 Se (0,87%), 76 Se (9,02%), 77 Se (7,58%), 78 Se (23,52%) и 80 Se (49,82%). Их массовые числа равны 74, 76, 77, 78, 80 и 82 соответственно. Ядро атома изотопа селена 80 Se содержит тридцать четыре протона и сорок шесть нейтронов, остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы селена с массовыми числами от 65-ти до 94-х, а также девять изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 79 S с периодом полураспада равным 6,5×10 5 лет.

Ионы селена

На внешнем энергетическом уровне атома селена имеется шесть электронов, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 .

В результате химического взаимодействия селен либо отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион, либо принимает электроны от другого атома, т.е. является их акцептором и превращается в отрицательно заряженный ион:

Se 0 +2e → Se 2- ;

Se 0 -2e → Se 2+ ;

Se 0 -4e → Se 4+ ;

Se 0 -6e → Se 6+ .

Молекула и атом селена

В свободном состоянии селен существует в виде одноатомных молекул Se. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу селена:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание	Какую массу оксида селена (VI) следует добавить в 100 г 15%-го раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое?
Решение	Запишем уравнение реакции: SeO 3 + H 2 O = H 2 SeO 4 . Найдем массу селеновой кислоты в исходном растворе: ω = m solute / m solution × 100%. m solute = ω / 100% ×m solution ; m solute (H 2 SeO 4) = ω (H 2 SeO 4) / 100% ×m solution (H 2 SeO 4); m solute (H 2 SeO 4) = 15 / 100% × 100 = 15г. Пусть число моль оксида селена (VI), которое нужно добавить к раствору селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое равно х моль. Тогда масса оксида селена (VI) (молярная масса - 127 г/моль) равна: m (SeO 3) = n (SeO 3)× M (SeO 3); m (SeO 3)=x × 127 = 127x. Согласно уравнению реакции n (SeO 3): n (H 2 SeO 4) = 1:1, т.е. n (SeO 3) = n (H 2 SeO 4) = х моль. Тогда, масса селеновой кислоты, образовавшейся после добавления оксида селена (VI) будет равна (молярная масса - 145 г/моль): m 2 (H 2 SeO 4) = n (H 2 SeO 4)× M (H 2 SeO 4); m 2 (H 2 SeO 4)=x × 145 = 145x. Найдем массу нового раствора и массу селеновой кислоты в нем: m ’ solution (H 2 SeO 4) = m solution (H 2 SeO 4) + m (SeO 3) = 100 + 127x; m 3 (H 2 SeO 4)=m solute (H 2 SeO 4) + m 2 (H 2 SeO 4) = 15 + 145x. Рассчитаем массу оксида селена (VI), которую нужно добавить к раствору 15%-му селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое: ω ‘ (H 2 SeO 4) = m 3 (H 2 SeO 4) / m ’ solution (H 2 SeO 4) × 100%; 0,3 = 15 + 145х/100 +127х; х = 0,14, т.е. n (SeO 3) = 0,14 моль; m (SeO 3)=0,14 × 127 = 17,8 г.
Ответ	Масса оксида селена (VI) равна 17,8 г

Черный металлические кристаллы селена, образованный на горящем угольном отвале. Ширина изображения — 1,8 мм. Германия, Северный Рейн-Вестфалия, Аахен, Альсдорф, шахта Анна

Хрупкий блестящий на изломе неметалл чёрного цвета (устойчивая аллотропная форма, неустойчивая форма - киноварно-красная). Относится к халькогенам. Входит в состав активных центров некоторых белков в форме аминокислоты селеноцистеина. В организме человека содержится 10-14 мг селена, большая его часть сконцентрирована в печени, почках, селезенке, сердце, яичках и семенных канатиках у мужчин. Селен входит в состав белков мышечной ткани, белков миокарда.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Существует две модификации селена:
1. Кристаллическая (моноклинный селен a- и b-форм, гексагональный селен g-формы).
2. Аморфная (порошкообразная, коллоидная и стекловидная формы селена).
Модификация аморфный красного цвета селен — это одна из неустойчивых модификаций элемента. Порошкообразная и коллоидная формы селена получаются путем восстановления вещества из раствора селенистой кислоты H 2 SeO 3 .
Черный стекловидный селен можно получить путём нагревания элемента любой модификации до температуры 220 градусов Цельсия с быстрым охлаждением. Гексагональный селен имеет серый цвет. Эту модификацию, наиболее устойчивую термодинамически, можно получить также путем нагревания до температуры плавления с дальнейшим охлаждением до температуры 180-210 градусов Цельсия. Необходимо некоторое время выдерживать такой температурный режим.

СВОЙСТВА

Температура плавления вещества – 217 (α-Se) и 170–180 градусов Цельсия (β-Se), а закипает он при температуре 685 0 .

Степени окисления, что селен проявляет в реакциях: (-2), (+2), (+4), (+6), он устойчив к воздуху, кислороду, воде, соляной кислоте и разбавленной серной кислоте.

Поддается растворению в азотной кислоте высокой концентрации, «царской водке», более длительно растворяется в щелочной среде с окислением. Является диамагнетиком.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Поскольку селен примешен к сере, элемент извлекают из сульфата железа. Для этого даже делать особо ничего не надо. 34-ый металл накапливается в пылеочистительных камерах сернокислотных заводов. Забирают селен и из установок электролиза меди. После него остается анодный шлам. Из него-то и выделяют 34-ый элемент. Достаточно обработать шлам растворами гидроксида натрия и диоксида серы. Полученный селен нужно очистить. Для этого используют метод дистилляции. После, металл подсушивают.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Отличные глянцевые кристаллы из горящих угольных отвалов. Ширина изображения — 1,8 мм. Германия, Северный Рейн-Вестфалия, Аахен, Альсдорф, шахта Анна

Содержание селена в земной коре - около 500 мг/т. Основные черты геохимии селена в земной коре определяются близостью его ионного радиуса к ионному радиусу серы. Селен образует 37 минералов, среди которых в первую очередь должны быть отмечены ашавалит FeSe, клаусталит PbSe, тиманнит HgSe, гуанахуатит Bi 2 (Se, S) 3 , хастит CoSe 2 , платинит PbBi 2 (S, Se) 3 , ассоциирующие с различными сульфидами, а иногда также с касситеритом. Изредка встречается самородный селен. Главное промышленное значение на селен имеют сульфидные месторождения. Содержание селена в сульфидах колеблется от 7 до 110 г/т. Концентрация селена в морской воде 4·10 -4 мг/л.

ПРИМЕНЕНИЕ

Одним из важнейших направлений его технологии, добычи и потребления являются полупроводниковые свойства как самого селена, так и его многочисленных соединений (селенидов), их сплавов с другими элементами, в которых селен стал играть ключевую роль. В современной технологии полупроводников применяются селениды многих элементов, например, селениды олова, свинца, висмута, сурьмы, селениды лантаноидов. Особенно важны свойства фотоэлектрические и термоэлектрические как самого селена, так и селенидов.
Стабильный изотоп селен-74 позволил на своей основе создать плазменный лазер с колоссальным усилением в ультрафиолетовой области (около миллиарда раз). Радиоактивный изотоп селен-75 используется в качестве мощного источника гамма-излучения для дефектоскопии.
Селенид калия совместно с пятиокисью ванадия применяется при термохимическом получении водорода и кислорода из воды (селеновый цикл). Полупроводниковые свойства селена в чистом виде широко использовались в середине 20-го века для изготовления выпрямителей, особенно в военной технике по следующим причинам: в отличие от германия, кремния, селен малочувствителен к радиации, и, кроме того, селеновый выпрямительный диод обладает уникальным свойством самовосстанавливаться при пробое: место пробоя испаряется и не приводит к короткому замыканию, допустимый ток диода несколько снижается, но изделие остается функциональным. К недостаткам селеновых выпрямителей относятся их значительные габариты.
Селен применяется как мощное противораковое средство, а также для профилактики широкого спектра заболеваний. Согласно исследованиям прием 200 мкг селена в сутки снижает риск заболеваемости раком прямой и толстой кишки - на 58 %, опухолями простаты на 63 %, раком легких - на 46 %, снижает общую смертность от онкологических заболеваний на 39 %.
Малые концентрации селена подавляют гистамин и за счет этого оказывают антидистрофический эффект и противоаллергическое действие. Также селен стимулирует пролиферацию тканей, улучшает функцию половых желез, сердца, щитовидной железы, иммунной системы.
В комплексе с йодом селен используется для лечения иододефицитных заболеваний и патологий щитовидной железы.
Соли селена способствуют восстановлению пониженного артериального давления при шоке и коллапсе

Селен (англ. Selenium) — Se

КЛАССИФИКАЦИЯ

Hey’s CIM Ref1.53

Strunz (8-ое издание)	1/B.03-30
Nickel-Strunz (10-ое издание)	1.CC.10
Dana (7-ое издание)	1.3.3.1
Dana (8-ое издание)	1.3.4.1

Селен (selenium), se, химический элемент vi группы периодической системы Менделеева; атомный номер 34, атомная масса 78, 96; преимущественно неметалл. Природный С. представляет собой смесь шести устойчивых изотопов (%) - 74 se (0,87), 76 se (9,02), 77 se (7,58), 78 se (23,52), 80 se (49,82), 82 se (9,19). Из 16 радиоактивных изотопов наибольшее значение имеет 75 se с периодом полураспада 121 сут. Элемент открыт в 1817 И. Берцелиусом (название дано от греч. selene - Луна).

Распространение в природе. С. - очень редкий и рассеянный элемент, его содержание в земной коре (кларк) 5 ? 10 -6 % по массе. История С. в земной коре тесно связана с историей серы. С. обладает способностью к концентрации и, несмотря на низкий кларк, образует 38 самостоятельных минералов - селенидов природных, селенитов, селенатов и др. Характерны изоморфные примеси С. в сульфидах и самородной сере.

В биосфере С. энергично мигрирует. Источником для накопления С. в живых организмах служат изверженные горные породы, вулканические дымы, вулканические термальные воды. Поэтому в районах современного и древнего вулканизма почвы и осадочные породы нередко обогащены С. (в среднем в глинах и сланцах - 6 ? 10 -5 % ) .

Физические и химические свойства. Конфигурация внешней электронной оболочки атома se 4s 2 4p 4 ; у двух р-электронов спины спарены, а у остальных двух - не спарены, поэтому атомы С. способны образовывать молекулы se 2 или цепочки атомов se n . Цепи атомов С. могут замыкаться в кольцевые молекулы se 8 . Разнообразие молекулярного строения обусловливает существование С. в различных аллотропических модификациях: аморфной (порошкообразный, коллоидный, стекловидный) и кристаллический (моноклинный a -и b -формы и гексагональный g -формы). Аморфный (красный) порошкообразный и коллоидный С. (плотность 4,25 г/см 3 при 25 °С) получают при восстановлении из раствора селенистой кислоты h 2 seo 3 , быстрым охлаждением паров С. и др. способами. Стекловидный (чёрный) С. (плотность 4,28 г/см 3 при 25 °С) получают при нагревании любой модификации С. выше 220 °С с последующим быстрым охлаждением. Стекловидный С. обладает стеклянным блеском, хрупок. Термодинамически наиболее устойчив гексагональный (серый) С. Он получается из других форм С. нагреванием до плавления с медленным охлаждением до 180-210 °С и выдержкой при этой температуре. Решётка его построена из расположенных параллельно спиральных цепочек атомов. Атомы внутри цепей связаны ковалентно. Постоянные решётки а = 4,36 a , с = 4,95 a , атомный радиус 1,6 a , ионные радиусы se 2- 1,98 a и se 4+ 0,69 a , плотность 4,807 г/см 3 при 20 °С, t пл 217 °С, t kип 685 °С. Пары С. желтоватого цвета. В парах в равновесии находятся четыре полимерные формы se 8 u se 6 u se 4 u se 2 . Выше 900 °С доминирует se 2 . Удельная теплоёмкость гексагонального С. 0,19-0,32 кдж/ (кг ? К ) , при -198 - +25 °С и 0,34 кдж/ (кг ? К ) при 217 °С; коэффициент теплопроводности 2,344 вт/ (м ? К ) , температурный коэффициент линейного расширения при 20 °С: гексагонального монокристаллического С. вдоль с -оси 17,88 ? 10 -6 , перпендикулярно с -оси 74,09 ? 10 -6 , поликристаллического 49,27 ? 10 -6 ; изотермическая сжимаемость b 0 =11,3 ? 10 -3 кбар -1 , коэффициент электрического сопротивления в темноте при 20 °С 10 2 - 10 12 ом см. Все модификации С. обладают фотоэлектрическими свойствами. Гексагональный С. вплоть до температуры плавления - примесный полупроводник с дырочной проводимостью. С. - диамагнетик (пары его парамагнитны). На воздухе С. устойчив; кислород, вода, соляная и разбавленная серная кислоты на него не действуют, хорошо растворим в концентрированной азотной кислоте и царской водке, в щелочах растворяется с окислением. С. в соединениях имеет степени окисления -2, +2, +4, +6. Энергия ионизации se 0 ® se 1+ ® se 2+ ® s 3+ соответственно 0,75; 21,5; 32 эв.

С кислородом С. образует ряд окислов: seo, se 2 o 5 , seo 2 , seo 3 . Два последних являются ангидридами селенистой h 2 seo 3 и селеновой h 2 seo 4 к-т (соли - селениты и селенаты). Наиболее устойчив seo 2 . С галогенами С. даёт соединения sef 6 , sef 4 , secl 4 , sebr 4 , se 2 cl 2 и др. Сера и теллур образуют непрерывный ряд твёрдых растворов с С. С азотом С. даёт se 4 n 4 , с углеродом - cse 2 . Известны соединения с фосфором p 2 se 3 , p 4 se 3 , p 2 se 5 . Водород взаимодействует с С. при t ? 200 °С , образуя h 2 se; раствор h 2 se в воде называется селеноводородной кислотой. При взаимодействии с металлами С. образует селениды. Получены многочисленные комплексные соединения С. Все соединения С. ядовиты.

Получение и применение. С. получают из отходов сернокислотного, целлюлозно-бумажного производства и анодных шламов электролитического рафинирования меди. В шламах С. присутствует вместе с серой, теллуром, тяжёлыми и благородными металлами. Для извлечения С. шламы фильтруют и подвергают либо окислительному обжигу (около 700 °С), либо нагреванию с концентрированной серной кислотой. Образующийся летучий seo 2 улавливают в скрубберах и электрофильтрах. Из растворов технический С. осаждают сернистым газом. Применяют также спекание шлама с содой с последующим выщелачиванием селената натрия водой и выделением из раствора С. Для получения С. высокой чистоты, используемого в качестве полупроводникового материала, черновой С. рафинируют методами перегонки в вакууме, перекристаллизации и др.

Благодаря дешевизне и надёжности С. используется в преобразовательной технике в выпрямительных полупроводниковых диодах, а также для фотоэлектрических приборов (гексагональный), электрофотографических копировальных устройств (аморфный С.), синтеза различных селенидов, в качестве люминофоров в телевидении, оптических и сигнальных приборах, терморезисторах и т. п. С. широко применяется для обесцвечивания зелёного стекла и получения рубиновых стекол; в металлургии - для придания литой стали мелкозернистой структуры, улучшения механических свойств нержавеющих сталей; в химической промышленности - в качестве катализатора; используется С. также в фармацевтической промышленности и других отраслях.

Г. Б. Абдуллаев.

С. в организме. Большинство живых существ содержит в тканях от 0,01 до 1 мг/кг С. Концентрируют его некоторые микроорганизмы, грибы, морские организмы и растения. Известны бобовые (например, астрагал, нептуния, акация), крестоцветные, мареновые, сложноцветные, накапливающие С. до 1000 мг/кг (на сухую массу); для некоторых растений С. - необходимый элемент. В растениях-концентраторах обнаружены различные селеноорганические соединения, главным образом селеновые аналоги серусодержащих аминокислот - селенцистатионин, селенгомоцистеин, метилселенметионин. Важную роль в биогенной миграции С. играют микроорганизмы, восстанавливающие селениты до металлического С. и окисляющие селениды. Существуют биогеохимические провинции С .

Потребность человека и животных в С. не превышает 50-100 мкг/кг рациона. Он обладает антиоксидантными свойствами, повышает восприятие света сетчаткой глаза, влияет на многие ферментативные реакции. При содержании С. в рационе более 2 мг/кг у животных возникают острые и хронические формы отравлений. Высокие концентрации С. ингибируют окислительно-восстановительные ферменты, нарушают синтез метионина и рост опорно-покровных тканей, вызывают анемию. С недостатком С. в кормах связывают появление т. н. беломышечной болезни животных, некротической дегенерации печени, экссудативного диатеза; для предупреждения этих заболеваний используют селенит натрия.

В. В. Ермаков.

Лит.: Синдеева Н. Д., Минералогия, типы месторождений и основные черты геохимии селена и теллура, М., 1959; Кудрявцев А. А., Химия и технология селена и теллура, 2 изд., М., 1968; Чижиков Д. М., Счастливый В. ГГ., Селен и селениды, М., 1964; Абдуллаjeв Ћ . Б., Селендэ вэ селен дузлэндиоичилэ риндз физики просеслэрин тэдгиги, Бакы, 1959; Селен и зрение, Баку, 1972; Абдуллаев Г. Б., Абдинов Д. Ш., Физика селена, Баку, 1975; Букетов Е. А., Малышев В. П., Извлечение селена и теллура из медеэлектролитных шламов, А.-А., 1969; recent advances in selenium physics, oxf. - , ; the physics of selenium and tellurium, oxf. - , ; Ермаков В. В., Ковальский В. В., Биологическое значение селена, М., 1974; rosenfeld i., beath o. a., selenium, n. y. - l., 1964.

cкачать реферат

Cелен открыт в 1817 году Йенсом Якобом Берцелиусом. Сохранился рассказ самого Берцелиуса о том, как произошло это открытие: " Я исследовал в содружестве с Готлибом Ганом метод, который применяют для производства серной кислоты в Грипсхольме. Мы обнаружили в серной кислоте осадок, частью красный, частью светло-коричневый. ... Любопытство, вызванное надеждой обнаружить в этом коричневом осадке новый редкий металл, заставило меня исследовать осадок. ... Я нашел, что масса (то есть осадок) содержит до сих пор неизвестный металл, очень похожий по своим свойствам на теллур. В соответствии с этой аналогией я назвал новое тело селеном (Selenium) от греческого selhnh (луна), так как теллур назван по имени Tellus - нашей планеты ".

Нахождение в природе, получение:

Содержание селена в земной коре около 500 мг/т. Селен образует 37 минералов, среди которых в первую очередь должны быть отмечены ашавалит FeSe, клаусталит PbSe, тиманнит HgSe, гуанахуатит Bi 2 (Se,S) 3 , хастит CoSe 2 , платинит PbBi 2 (S,Se) 3 . Изредка встречается самородный селен. Главное промышленное значение на селен имеют сульфидные месторождения. Содержание селена в сульфидах колеблется от 7 до 110 г/т. Концентрация селена в морской воде 4*10 -4 мг/л.
Селен получают из отходов сернокислотного, целлюлозно-бумажного производства, а также значительные количества получают из шлама медно-электролитных производств, в котором селен присутствует в виде селенида серебра. Применяют несколько способов получения селена из шлама: окислительный обжиг с возгонкой SeO 2 ; окислительное спекание с содой, конверсия полученной смеси соединений селена до соединений Se(IV) и их восстановление до элементарного селена действием SO 2 .

Физические свойства:

Разнообразие молекулярного строения обусловливает существование селена в разных аллотропных модификациях: аморфной (порошкообразный, коллоидный, стекловидный) и кристаллической (моноклинный, a - и b -формы и гексагональный g -форма). Аморфный (красный) порошкообразный и коллоидный селен получают при восстановлении из раствора селенистой кислоты, быстрым охлаждением паров селена. Стекловидный (черный) селен получают при нагревании любой модификации селена выше 220°С с последующим быстрым охлаждением. Он обладает стеклянным блеском, хрупок. Термодинамически наиболее устойчив гексагональный (серый) селен. Он получается из других форм селена нагреванием до плавления с медленным охлаждением до 180-210°С и выдержкой при этой температуре. Решетка его построена из расположенных параллельно спиральных цепочек атомов.

Химические свойства:

При обычной температуре селен устойчив к действию кислорода, воды и разбавленных кислот. При нагревании селен взаимодействует со всеми металлами, образуя селениды. В кислороде при дополнительном нагревании он медленно горит синим пламенем, превращаясь в диоксид SeO 2 .
С галогенами, за исключением йода, он реагирует при комнатной температуре с образованием соединений SeF 6 , SeF 4 , SeCl 4 , Se 2 Cl 2 , SeBr 4 , и др. C хлорной или бромной водой селен реагирует по уравнению:
Se + 3Br 2 + 4H 2 O = H 2 SeO 4 + 6 HBr
Водород взаимодействует с селеном при t >200°С, давая H 2 Se.
В конц. H 2 SO 4 на холоду селен растворяется, давая зеленый р-р, содержащий полимерные катионы Se 8 2+ .
С водой при нагревании и в конц. растворах щелочей селен диспропорционирует:
3Se + 3H 2 O = 2H 2 Se + H 2 SeO 3 и 3Se + 6KOH = K 2 SeO 3 + 2K 2 Se + 3H 2 O
образуя соединения селена(-2) и селена(+4).
Аналогично сере селен растворяется при нагревании в растворах Na 2 SO 3 или KCN, образуя соответственно Na 2 SSeO 3 (аналог тиосульфата) или KCNSe (аналог роданида).

Важнейшие соединения:

Для селена наиболее характерны степени окисления -2, +4, +6.
Оксид селена(IV) SeO 2 - белые блестящие кристаллы с полимерной молекулой (SeOsub>2)sub>n , tпл. 350°С. Пары имеют желтовато-зеленый цвет и обладают запахом гнилой редьки Легко растворяется в воде с образованием H 2 SeO 3 .
Селенистая кислота, H 2 SeO 3 - белые ромбические кристаллы.Обладает большой гигроскопичностью. Хорошо растворима в воде. Неустойчива, при нагревании выше 70°С распадается на воду и оксид селена(IV). Соли - селениты.
Селенит натрия, Na 2 SeO 3 – бесцветные кристаллы, tпл. 711°С. Гигроскопичен, хорошо растворим в воде. При нагревании в инертной атмосфере разлагается на оксиды. При нагревании на воздухе окисляется до селената: 2Na 2 SeO 3 + O 2 = 2Na 2 SeO 4
Оксид селена(VI) SeO 3 - - бесцветные кристаллы, tпл. 121°С. Гигроскопичен, с водой реагирует с большим тепловыделением и образованием H 2 SeO 4 . Сильный окислитель, бурно реагирует с органическими веществами
Селеновая кислота, H 2 SeO 4 - бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Ядовита, гигроскопична, является сильным окислителем. Селеновая кислота - одно из немногих соединений, при нагревании растворяющих золото, образуя красно-желтый раствор селената золота(III).
2Au + 6H 2 SeO 4 = Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O
Селенаты - соли селеновой кислоты. Селенат натрия Na 2 SeO 4 - кристаллы ромбической сингонии; tпл. 730 °С. Получают нейтрализацией кислоты оксидом, гидроксидом или карбонатом натрия или окислением селенита натрия. Мало растворим в воде, ниже 32 °С кристаллизуется из водных растворов в виде декагидрата Na 2 SeO 4 ·10H 2 O
Селеноводород, H 2 Se - бесцветный горючий газ с неприятным запахом. Самое токсичное соединение селена. На воздухе легко окисляется при обычной температуре до свободного селена. Также до свободного селена окисляется хлором, бромом и иодом. При горении в воздухе или кислороде образуется оксид селена(IV) и вода. Более сильная кислота, чем H 2 S.
Селениды - соединения селена с металлами. Кристаллические вещества, часто с металлическим блеском. Существуют моноселениды состава М 2 Se, MSe; полиселениды М 2 Sе n (кроме Li), где n = 2-6; гидроселениды MHSe. Кислородом воздуха окисляются до селена: 2Na 2 Se n + O 2 + 2H 2 O = 2n Se + 4NaOH

Применение:

Селен используется в выпрямительных полупроводниковых диодах, а также для фотоэлектрических приборов, электрофотографических копировальных устройств, в качестве люминофоров в телевидении, оптических и сигнальных приборах, терморезисторах и т. п. Селен широко применяется для обесцвечивания зеленого стекла и получения рубиновых стекол; в металлургии - для придания стали мелкозернистой структуры, улучшения их механических свойств; в химической промышленности - в качестве катализатора.
Стабильный изотоп селен-74 позволил на своей основе создать плазменный лазер с колоссальным усилением в ультрафиолетовой области (около миллиарда раз).
Радиоактивный изотоп селен-75 используется в качестве мощного источника гамма-излучения для дефектоскопии.

Биологическая роль и токсичность:

Селен ходит в состав активных центров некоторых белков в форме аминокислоты селеноцистеина. Он обладает антиоксидантными свойствами, повышает восприятие света сетчаткой глаза, влияет на многие ферментативные реакции. Потребность человека и животных в селене не превышает 50-100 мкг/кг рациона.

Полковников А.А.
ХФ ТюмГУ, 581 группа. 2011 г.

Источники: Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/Селен
Сайт "Справочник химика":

Вам, наверное, часто приходилось читать о полезных и необходимых организму микроэлементах. Одним из таких веществ является химический элемент Se (селен). Как самостоятельный элемент он обнаружен всего лишь два столетия тому назад, а его необходимость организму доказана гораздо позже.

Факты о селене

Вот несколько интересных фактов из трудной и необычной истории знакомства с селеном и его ролью в организме человека:

• В качестве самостоятельного элемента в 1817 г. открыт Й. Я. Берцелиусом.
• Промышленное применение начинается с середины XIX века.
• На основе селена были сделаны первые фотоэлементы.
• С 1900 по 1950 годы применение селена крайне ограничивалось ввиду его доказанной токсичности.
• 1954 г. ознаменовал выход первой научной статьи о положительных биологических свойствах селена.
• С 1950-х годов ведется изучение влияния селена на организм человека и животных.
• Содержание селена в организме составляет 10-15 миллиграмм.
• Суточная потребность человека равна 70-100 микрограмм.
• Селен входит в состав целой группы ферментов.
• Как недостаток, так и избыток селена негативно сказываются на состоянии организма.

Несмотря на содержание в организме в весьма незначительных количествах, селен важен для всех клеток, тканей и органов человека, так как выполняет многие важные функции. Это связано с вхождением его в состав ряда ферментов, а также присутствием в ядре каждой из клеток. Для того чтобы понять, что же происходит при переизбытке, либо недостатке селена необходимо сначала описать его физиологические эффекты.

К физиологическим функциям селена относится:

• Защита организма от биологических угроз. В составе особых белков, объединенных в группу селенопротеинов, этот элемент играет важную роль в регуляции иммунной системы организма. С его помощью осуществляется адекватный ответ организма на внедрение бактерий, грибков, вирусов, а также простейших микроорганизмов.
• Защита организма от химических угроз. Как в процессе функционирования, так и попадая из внешней среды, в организме постоянно присутствуют агрессивные соединения, которые повреждают и разрушают клетки. Их действию сопротивляется специальная, неспецифическая система антиоксидантно-антирадикальной защиты, куда входит ряд ферментов, биологически активных веществ и некоторые другие факторы, в том числе и клеточные. Селен является составной частью значительного числа соединений из этой системы.
• Участие в обмене жиров, белков и углеводов. Селен необходим для регуляции нормального синтеза гормонов щитовидной железы, а также способствует полноценному усвоению такого элемента, как йод, из пищи и воды. Опосредованно, через эти и другие биологически активные соединения, селен влияет на все виды обмена в организме.
• Регуляция клеточного деления. Селен, как и некоторые другие элементы, является необходимым фактором для нормального деления клеток. Наличие селена в клетках предупреждает мутации и развитие опухолевых клеток, а в уже имеющихся раковых – запускает механизмы по их разрушению.
• Противовоспалительное действие. Оно заключается в регуляции химических реакций и действий биологически активных молекул, которые отвечают за протекание воспалительной – защитной реакции. Эти вещества называются медиаторы воспаления, и селен способствует нормализации их высвобождения. Особенно важна роль этого вещества в облегчении состояний, для которых характерен избыточный ответ организма, таких как: бронхиальная астма, артриты, псориаз и хронические формы колитов.
• Детоксикационные свойства. Селен обладает свойством надежно связывать и способствовать скорейшему выведению из организма ионов тяжелых металлов: кадмия, ртути, свинца, синтетических лекарственных средств, ряда токсических соединений биологической природы – токсинов бактерий, грибков, простейших.
• Цитопротекторное действие. Благодаря селену значительно тормозятся процессы старения и повреждений как отдельных клеток, так и всего организма. Именно поэтому наличие этого элемента в необходимых количествах способствует максимально длительному функционированию клеток центральной нервной системы, сердечной мышцы, печени и костного мозга.
• Репродуктивный эффект. Селен метаболически очень тесно связан с такими веществами, как аскорбиновая кислота (Витами «С») и токоферол (Витамин Е), биотин (Витамин Н). Все эти вещества и в первую очередь – селен крайне необходимы для нормального функционирования половой системы человека. Действие селена распространяется как на синтез половых гормонов, так и на процесс образования половых клеток.
• Прочие эффекты. Селен играет важную роль в обмене других химических элементов в организме. Это касается железа, меди, йода, цинка и других, причем это влияние взаимно и связано между собой.

Важно: селен необходим организму, так как участвует практически во всех процессах в человеческом теле. Сам по себе он достаточно токсичен, так что важно именно необходимое поступление его в организм – в пределах 70 – 100 мкг в сутки. Дефицит селена в организме, ровно, как и его переизбыток, приводит к выраженным негативным изменениям.

Факторы, приводящие к избытку или нехватке селена

К основным факторам, способствующим дефициту селена в организме относят:

• проживание в регионах с пониженным содержанием селена в почве;
• заболевания желудочно-кишечного тракта с нарушением процесса всасывания;
• практикуемое вегетарианство, голодание, чрезмерное увлечение диетами;
• и употребление алкоголя;
• прием некоторых фармакологических препаратов – оральных контрацептивов, слабительных средств, статинов, адсорбентов.
• пожилой возраст;
• избыточный расход селена при беременности, хронической интоксикации, к примеру, поллютантами, при неблагоприятной экологической обстановке;

Более редким состоянием является избыточное поступление селена в организм и в основном оно связано с:

• особенностями питания с избытком продуктов богатыми селеном – главным образом морепродуктов;
• необоснованным или избыточным приемом медицинских препаратов селена;
• случайным быстрым поступлением в организм значительных доз селена;
• хроническим избыточным поступлением в организм селена, например, при низком уровне техники безопасности на некоторых химических производствах.

При ненормально низком поступлении селена с водой и пищей в организм на протяжении длительного времени наблюдается целый ряд негативных явлений, которые могут протекать самостоятельно, маскироваться под другие заболевания либо утяжелять картину уже имеющихся. Для удобства описания таких состояний, мы будем приводить их в той же последовательности, в которой излагались физиологические эффекты этого элемента.

В результате недостатка селена страдает :

• . Его защитные свойства значительно ослабляются. Причем отрицательному воздействию подвергаются все составляющие иммунной системы – от лейкоцитов, до антител. При длительном и выраженном недостатке селена могут возникать состояния практически полного иммунного дефицита. Это проявляется подверженностью организма к инфекциям любого типа. Любые инфекционные заболевания протекают тяжело, с частыми осложнениями, плохо поддаются медикаментозной коррекции. Выздоровление при недостатке селена максимально растянутое во времени и редко, когда будет полным.
• Антиоксидантная защита. Дефицит селена приводит к быстрому и массивному повреждению отдельных клеток и быстрому изнашиванию тканей и органов. У больного наблюдаются различные виды дистрофий тканей, атеросклеротические и не только изменения сосудов. Быстрая дегенерация тканей центральной нервной системы, костного мозга, мышечных волокон. Результатом дефицита селена являются различные неспецифические заболевания, а также, что самое важное утяжеление течения уже имеющихся болезней, таких, как ишемическая болезнь сердца, бронхиальная астма, эндокринная патология и многие-многие другие. Это проявляется в более частых обострениях, максимальной выраженности клинических проявлений, более трудном выздоровлении и малой продолжительности ремиссий.
• Обмена веществ . Нарушения проявляются в утяжелении течения имеющихся эндокринных расстройств, а также избыточным или напротив недостаточным весом, неподдающимся активной корректировке при помощи диет. Нередко бывают нарушения водного и солевого обменов, метаболизма других важных макро- и микроэлементов, что каскадом ведет к еще более глубоким негативным изменениям в организме.
• Нормальное деление клеток. Это состояние является одним из факторов риска развития опухолевых новообразований, как злокачественных, так и доброкачественных. Если возникает ситуация, когда селенодефицитные состояния возникают при уже имеющихся в организме новообразованиях, – это приводит к резкому увеличению роста и прогрессирования опухолей, возникновению рецидивов и появлению множественных метастазов при злокачественных новообразованиях.
• Противовоспалительная функция. Воспалительные реакции и процессы, связанные с медиаторами воспаления, такие как бронхиальная астма, аллергические реакции различных типов протекают более выражено и тяжело. Они в этом случае намного хуже поддаются лекарственной коррекции.
• Защита клеток. Защита клеток от биологических токсинов, органических и неорганических соединений, особенно ионов тяжелых металлов, а также токсических продуктов метаболизма самого организма резко снижается, что проявляется как в уменьшении общей сопротивляемости организма, так и появлении самых различных заболеваний.
• Репродуктивная функция . Она страдает одной из самых первых, особенно – у мужчин. Это не только в большинстве случаев является причиной мужского бесплодия, но и приводит к снижению выраженности влечения и половой активности. Если дефицит селена развивается у женщин в период беременности и этот дефицит остается без коррекции – это может приводить к различным патологиям развития плода. В ряде случаев катастрофическая нехватка селена становится причиной спонтанных прерываний беременности и невынашивания плода.

Обратите внимание! Селен является достаточно токсичным веществом!

Острая интоксикация селеном встречается крайне редко и наблюдается при одномоментном попадании в организм больших доз неорганического селена, что как правило, связано со случайными передозировками препаратов и техногенными причинами – авариями на производствах по добыче или переработке селена. В данном случае клинические проявления напрямую коррелируют с величиной дозы, попавшей в организм.

Обычно симптомы проявляются общими токсическими эффектами. У больного наблюдаются:

• боль в животе и учащенный стул; характерно постепенное угасание этого симптома на протяжении нескольких суток;
• тошнота постоянная, рвота, не приносящая облегчения, но и необильная;
• достаточно резкий, выраженный чесночный запах изо рта;
• выраженная головная боль, особенно при движениях, мышечные боли;
• изредка может наблюдаться светобоязнь и слезотечение при ярком освещении в помещении;
• слабость, повышенная утомляемость, сонливость без полноценного сна.

Проведение общих дезинтоксикационных мероприятий в условиях отделений интенсивной терапии вполне достаточно, чтобы без особых последствий помочь организму восстановиться поле острого отравления селеном.

Важно! Специфического антидота при остром отравлении селеном нет.

Хроническая интоксикация селеном встречается не столь часто, и в основном она связана с проживанием в регионах, содержащих в почве, воде и продуктах избыток селена. Также хроническая интоксикация селеном может возникнуть в индустриально неразвитых странах у работников предприятий по добыче или переработке селена, когда ввиду бедности никто не заботится о технике безопасности и здоровье работников.

Основными симптомами хронического избыточного поступления селена в организм являются:

Обратите внимание! Итогом всего вышеперечисленного является следующий вывод. Как избыток, так и недостаток селена в организме приводит к возникновению различной патологии или утяжеляет течение уже имеющихся заболеваний. Именно поэтому необходимо обеспечить поступление в организм строго необходимой дозы селена.

Селен имеет замечательную особенность – его недостаток достаточно просто откорректировать при помощи питания. Для этого необходимо добавить в ежедневный рацион продукты богатые этим элементом.

При этом следует учитывать три важные особенности:

• При термической обработке пищи количество селена сокращается в среднем примерно в два раза от изначального уровня.
• Богатая простыми углеводами (сахарами) пища, алкоголь, избыточно жирная пища снижает уровень усваиваемого селена почти в 4 раза.
• Среднесуточная потребность организма в селене составляет 70 – 100 микрограмм.

Ниже приведен список продуктов с содержанием селена из расчета на 100 грамм сырого продукта в порядке убывания:

Обратите внимание: чемпионом по содержанию селена является бертолеция, или бразильский орех – один его плод может покрывать суточную потребность организма в этом элементе. Определенным недостатком может являться экзотичность и малая распространенность продукта для рядовых россиян.

Привычными для нас продуктами, содержащими селен, являются:

• мясо птицы (индейка, утка, курица) 70-55 мкг и животных (свинина, баранина, говядина) – 55-40 мкг , причем в птичьем мясе селена содержится больше;
• морепродукты (рыба, креветки, кальмары и более экзотические омары, осьминоги, крабы) – 50-35 мкг ;
• куриные яйца – 32 мкг ;
• зерновые и бобовые культуры – кукуруза, рис, фасоль, чечевица – 30-20 мкг ;
• фисташки – 19 мкг ;
• горох – 13 мкг ;
• привычные орехи – арахис, грецкий орех, лещина, миндаль – 7-2,5 мкг ;
• овощи и фрукты – максимально до 2 мкг.

Как вы можете убедиться, разнообразное питание, даже без специальной коррекции, способно восполнить потребности организма в селене. Причем, рассчитать количество нужных продуктов очень просто.

Состояние дефицита или избытка селена может быть установлено при подозрении нарушений и подтверждении соответствующими специальными биохимическими анализами. При недостаточности элемента проводится коррекция диетой и, в случае доказанной лабораторно неэффективности диеты, могут назначаться препараты, содержащие селен.