protonové číslo 34
relativní atomová hmotnost 78.96
elektronegativita 2.4
elektronová konfigurace [Ar]3d104s24p4
hustota (g·cm-3) 4.289
teplota tání (°C) 217
teplota varu (°C) 685

Selen (34Se)

historie

  • selen objevili v roce 1817 švédský chemik J. J. Berzelius a J. G. Gahn v červenohnědé usazenině, která vznikla při hoření síry pocházející z falunských mědinosných pyritů
  • usazenina byla těkavá a snadno se redukovala na selen
  • selen byl izolován o 35 let později než telur
  • protože se svými vlastnostmi teluru podobal byl pojmenován podle řeckého výrazu pro měsíc - selene

výskyt

  • vyskytuje se vzácně
  • v zemské kůře je v pořadí výskytu na 66. místě
  • někdy ryzí
  • obvykle ve směsi s elementární sírou
  • většinou se však nachází ve formě minerálů, hlavně selenidů, např: Cu, Ag, Au
  • SeO2 (selenolit)

průmyslová výroba

  • získavání selenu přímo z jeho rud se nevyplácí pro příliš malou koncentraci
  • z anodových kalů, které zbývají po rafinaci mědi
  • selen se izoluje také z odpadních kalů při výrobě kyseliny sírové a z tzv. létavého prachu, který se usazuje při pražení sulfidů mědi a olova

fyzikální vlastnosti

  • šest alotropoických modifíkací
    • 3 červené monoklinické polymorfní formy (alfa, beta, gama), složené z kruhů Se8, liší se pouze intermolkulárním stěsnáním kruhů v krystalech
    • šedá „kovová“ - hexagonální krystalická forma je tvořena spirálovými polymerními řetězci
    • má fotovodivé vlastnosti
    • nerozpustná v sirouhlíku (CS2)
    • červený amorfní - spirálové poněkud deformované řetězce
    • mírně rozpustný v CS2
    • vzniká kondenzací selenových par na chladném povrchu
    • sklovitý černý selen - nejdostupnější modifikace, má složitou a nepravidelnou strukturu složenou z kruhů, které obsahují až tisíc atomů v jednom kruhu
    • málo rozpustný v CS2
    • příprava - rychlým ochlazením roztaveného selenu
  • je toxický pro organizmus, usazuje se v ledvinách, slezině a játrech, v nepatrných koncentrácích způsobuje bolesti hlavy, nevolnosti, zvracení a podráždění sliznic
  • přesto však bylo v roce 1957 zjištěno, že selen má v organizmu lidí a zvířat esenciální význam, je potřebný pro tvorbu enzymu glutathoinperoxidázy, která je součástí metabolizmu tuků
  • bylo zjištěno, že výskyt nebezpečné proteinové malnutrice u dětí je spojen s nedostatečným příjmem selenu
  • má význam při prevenci proti některým druhům nádorových onemocnění
  • polovodič

chemické vlastnosti

  • téměř nereaguje s HCl
  • slučuje se s většinou prvků přímo, ale hůře než kyslík a síra
  • tvoří selenidy - se silně elektropozitivními prvky I.A, II.A a lanthanoidy
  • reaguje s elektronegativními prvky - O, F, Cl, v těchto sloučeninách je selen nejčastěji v oxidačních stavech II, IV a VI
  • je odolný vůči oxidaci do takového oxidačního stavu, který odpovídá číslu jeho skupiny v periodické soustavě (to jest do oxidačního stavu VI)

užití

  • odbarvování skla (0,01 - 0,15 kg selenu na jednu tunu skelné hmoty)
  • barvení skla na růžovou (1 - 2 kg selenu na jednu tunu skla)
  • červená rubínová skla (přidávání pevných částic Cd(S, Se))
  • xerografie - nejpoužívanější způsob pořízení kopií listin
  • fotoelektrické přístroje (např. fotoelektrické buňky)
  • rektifikátor v polovodičových zařízeních
  • malá množství ferroselenu - při lití, kování a dalších způsobech opracování korozivzdorných ocelí
  • farmaceutický průmysl

sloučeniny

  • selenovodík (H2Se)
    • příprava - hydrolýzou selenidu hlinitého:
      Al2Se3 + 6H2O → 3H2Se + 2Al(OH)3,
      reakcí zředěné minerální kyseliny se selenidem železnatým:
      FeSe + 2HCl → FeCl2 + H2Se,
      případně katalyzovanou syntézou Se a H2 při teplotě nad 350 °C:
      Se + H2 → H2Se
    • bezbarvý, odporně páchnoucí plyn
    • rozpouští se ve vodě
    • vodný roztok reaguje kysele
    • reakcí vodného roztoku s roztoky solí kovů vznikají selenidy
    • hoří na vzduchu modrým plamenem za vzniku oxidu seleničitého (SeO2)
  • halogenidy
    • Se2Cl2 (žlutohnědá kapalina)
    • Se2Br2 (tmavočervená kapalina)
    • příprava - přímou syntézou nebo přidáváním příslušného halogenu do suspenze práškového selenu v Cs2S
    • fluorid seleničitý (SeF4)
      • bezbarvá, reaktivní kapalina
      • dýmá
      • krystalizuje na bílou pevnou hygroskopickou látku
      • fluorační činidlo
    • fluorid selenový (SeF6)
      • bezbarvý plyn
      • inertní vůči vodě
    • difluorid-oxid seleničitý (SeF2O), dichlorid-oxid seleničitý (SeCl2O)
      • bezbarvé, dýmavé, těkavé kapaliny
      • SeCl2O se používá jako rozpouštědlo
    • dibromid-oxid seleničitý (SeBr2O)
      • oranžová, nestálá pevná látka
      • tyto sloučeniny se připravují reakcí oxidu seleničitého s etrahalogenidem
    • difluorid dioxid selenový (SeF2O2)
      • příprava - fluorací oxidu selenového (SeO3) fluoridem seleničitým (SeF4)
      • hydrolyzující bezbarvý plyn
  • oxidy
    • oxid selenatý (SeO)
      • existuje krátkodobě v plameni
      • nedá se izolovat v pevném stavu
    • oxid seleničitý (SeO2)
      • příprava - hořením selenu ve vzduchu nebo kyslíku
      • bílá pevná látka
      • rozpustný ve vodě na kyselinu seleničitou, ze které může být opět získán dehydratací
      • snadno se redukuje na selen amoniakem (NH3, hydrazínem (N2H4) nebo vodným roztokem oxidu siřičitého (SO2)
      • užití
        • oxidační činidlo v organické chemii
    • oxid selenový (SeO3)
      • nedá se připravit přímou oxidací selenu nebo oxidu seleničitého (SeO2)
      • příprava - dehydratací kyseliny selenové (H2SeO4) oxidem fosforečným (P2O5)
      • bílá, hygroskopická pevná látka
      • za sníženého tlaku sublimuje
    • kyselina seleničitá (H2SeO3)
      • příprava - oxidací práškového selenu zředěnou kyselinou dusičnou (HNO3):
        3Se + 4HNO3 + H2O → 3H2SeO3 + 4NO
      • bílá pevná látka
      • tvoří dvě řady solí - hydrogenseleničitany (HSeO3)- a seleničitany (SeO3)2- (připravují se reakcí kyseliny se stechiometrickým množstvím hydroxidu nebo zahříváním oxidu kovu s SeO2)
      • oxiduje se ozónem na H2SeO4
    • kyselina selenová (H2SeO4)
      • příprava
        • oxidací kyseliny seleničité H2SeO3 peroxidem vodíku (H2O2) manganistanem draselným (KMnO4) nebo kyselinou chlorečnou (HClO3:
          H2SeO3 + H2O2 → H2SeO4 + H2O
          8H2SeO3 + 2KMnO4 → 5H2SeO4 + K2SeO3 + 2MnSeO3 + 3H2O
          5H2SeO3 + 2HClO3 → 5H2SeO4 + Cl2 + H2O
        • oxidací selenu chlórem:
          Se + 3Cl2 + 4H2O → H2SeO4 + 6HCl
        • reakcí bromové vody se suspenzí seleničitanu stříbrného:
          Ag2SeO3 + Br2 + H2O → H2SeO4 + 2AgBr
      • viskózní kapalina, která krystalizuje na bílou pevnou látku
      • při zahřívání uvolňuje vodu
      • snadno se slučuje s oxidem selenovým (SeO3) na kyselinu dihydrogendiselenovou (H2Se2O7) a kyselinu tetrahydrogentriselenovou (H4S3O11)
      • silná kyselina
      • soli selenany, podobají se síranům
      • velmi silné oxidační činidlo, rozpouští nejen kovové stříbro, ale i zlato a paladium; v přítomnosti Cl- iontů i platinu:
        2Au + 6H2SeO4 → Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O
      • oxiduje také halogenidové ionty (vyjma F-) na volné halogeny
    • všechny sloučeniny selenu by měli být považovány za potenciálně toxické, zvláště nebezpečné jsou těkavé sloučeniny např. H2Se a jejich organické deriváty
    • povolena maximální koncentrace těchto sloučenin ve vzduchu je 0,1 mg · m-3 (povolena maximální koncentrace HCN je 10 mg · m-3)