Selenio
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| Selenio | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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34 Se | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Apariencia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
alótropos negro y rojo  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades generales | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | selenio, Se, 34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pronunciación | / s ɨ l yo n yo ə m / sI- LEE -nee-əm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Categoría Elemento | no metal a veces considerado un metaloide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | 16 (calcógenos), 4, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atómico estándar | 78.96 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 4 2, 8, 18, 6  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Historia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Descubrimiento | Jöns Jakob Berzelius y Johann Gottlieb Gahn (1817) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Primer aislamiento | Jöns Jakob Berzelius y Johann Gottlieb Gahn (1817) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fase | sólido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad (cerca rt) | (Gris) 4,81 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad (cerca rt) | (Alfa) 4,39 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad (cerca rt) | (Vítreo) 4,28 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líquido densidad en mp | 3,99 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusion | 494 K , 221 ° C, 430 ° F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullicion | 958 K, 685 ° C, 1265 ° F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto crítico | 1766 K, 27,2 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de fusión | (Gris) 6,69 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| El calor de vaporización | 95,48 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacidad calorífica molar | 25.363 J · mol -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión del vapor | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidación | 6, 4, 2, 1, -2 (Fuertemente ácida óxido) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 2,55 (escala de Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energías de ionización | Primero: 941.0 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Segundo: 2045 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tercero: 2973,7 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico | 120 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 120 ± 16:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals radio | 190 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscelánea | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | hexagonal  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordenamiento magnético | diamagnético | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | (Amorfo) 0.519 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Expansión térmica | (25 ° C) (amorfo) 37 m · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido (varilla delgada) | (20 ° C) 3350 m · s -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| El módulo de Young | 10 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo de corte | 3,7 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo de volumen | 8,3 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Relación de Poisson | 0.33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza de Mohs | 2.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Brinell | 736 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Número de registro del CAS | 7782-49-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La mayoría de los isótopos estables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Los isótopos de selenio | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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El selenio es un elemento químico con símbolo Se y número atómico 34. Es un no metal con propiedades intermedias entre las de su tabla periódica columna adyacentes calcógeno elementos de azufre y teluro . Esto ocurre raramente en su estado elemental en la naturaleza, o compuestos minerales puros. Selenio ( griego σελήνη selene significado "Luna") fue descubierto en 1817 por Jöns Jacob Berzelius, quien señaló la similitud del nuevo elemento a la anteriormente conocida telurio (llamado así por la Tierra).
El selenio se encuentra en el metal impuramente minerales de sulfuro, en las que sustituye parcialmente el azufre. Comercialmente, el selenio se produce como un subproducto de la refinación de estos minerales, con mayor frecuencia durante la producción de cobre. Los minerales que son compuestos de seleniuro o selenato puros son conocidos, pero son raros. Los usos comerciales principales de selenio hoy están en la fabricación de vidrio y en pigmentos . El selenio es un semiconductor y se utiliza en fotocélulas. Usos en la electrónica , de gran importancia, han sido suplantados en su mayoría por silicio dispositivos semiconductores. El selenio se sigue utilizando en algunos tipos de alimentación de CC protectores de sobretensión y un tipo de fluorescente punto cuántico.
Las sales de selenio son tóxicos en grandes cantidades, pero cantidades traza son necesarios para la función celular en muchos organismos, incluyendo todos los animales. El selenio es un componente de las enzimas antioxidantes glutatión peroxidasa y tiorredoxina reductasa (que reducen indirectamente ciertas moléculas oxidadas en animales y algunas plantas). También se encuentra en tres enzimas desyodasas, que convierten una la hormona tiroidea a otro. Requisitos de selenio en plantas difieren en especie, con algunas plantas que requieren cantidades relativamente grandes, y otras, al parecer requiere ninguna.
Características
Propiedades físicas
El selenio existe en varios alótropos que interconvierten tras el calentamiento y enfriamiento llevado a cabo a diferentes temperaturas y tasas. Como preparado en las reacciones químicas, el selenio es generalmente polvo amorfo de color rojo ladrillo. Cuando se funde rápidamente, se forma la, forma vítreo negro, que generalmente se vende industrialmente como perlas. La estructura de selenio negro es irregular y complejo y consta de anillos poliméricos con hasta 1.000 átomos por anillo. Negro Se es un quebradizo, sólido brillante que es ligeramente soluble en CS 2. Tras el calentamiento, se ablanda a 50 ° C y la convierte a gris selenio a 180 ° C; la temperatura de transformación se reduce en presencia de halógenos y aminas .
Las formas α, β y γ de color rojo se producen a partir de soluciones de selenio negro mediante la variación de las tasas de evaporación del disolvente (generalmente CS 2). Todos ellos tienen relativamente baja, simetrías y cristal monoclínico contienen casi idénticos fruncidos Entrar 8 anillos dispuestos en diferentes maneras, como en azufre . El embalaje es más densa en forma α. En la SE 8 anillos, la distancia de Se-Se es 233,5 pm y el ángulo de Se-Se-Se es 105,7 grados. Otros alótropos de selenio pueden contener SE 6 o Se 7 anillos.
La forma más estable y denso del selenio tiene un color gris y red cristalina hexagonal que consta de cadenas poliméricas helicoidales, en el que la distancia Se-Se es 237,3 pm y el ángulo Se-Se-Se es 130,1 grados. La distancia mínima entre cadenas es 343,6 pm. Gris Se está formada por calentamiento suave de otros alótropos, por enfriamiento lento de fundido Se, o por condensación de vapores de Se justo debajo del punto de fusión. Mientras que otras formas de Se son aislantes, gris Se es un semiconductor que muestra apreciable fotoconductividad. Contrariamente a otros alótropos, es insoluble en CS 2. Es resistente a la oxidación por el aire y no es atacado por ácidos no oxidantes. Con los agentes reductores fuertes, forma polyselenides. El selenio no muestra los cambios inusuales en la viscosidad experimenta que el azufre cuando se calienta gradualmente.
Isótopos
El selenio tiene seis naturales isótopos , cinco de los cuales son estables: 74 Se, 76 Se, 77 Se, 78 Se, y 80 Se. Los tres últimos también ocurren como productos de fisión, junto con 79 Se, que tiene una vida media de 327.000 años. El isótopo natural final, 82 Se, tiene una vida media muy larga (~ 10 20 años, en descomposición a través de doble desintegración beta a 82 Kr ), que, a efectos prácticos, puede ser considerado como estable. Veintitrés otros isótopos inestables se han caracterizado.
Ver también Selenio-79 para más información sobre los cambios recientes en la vida media medida de este producto de la fisión de larga vida, importante para los cálculos de dosis realizados en el marco de la disposición final geológica de larga duración residuos radiactivos.
Los compuestos químicos
Los compuestos de selenio comúnmente existen en los estados de oxidación -2, 2, 4 y 6.
Compuestos calcógeno
El selenio forma dos óxidos: dióxido de selenio (SEO 2) y trióxido de selenio (SEO 3). Dióxido de selenio se forma por la reacción de selenio elemental con oxígeno:
- Se 8 + 8 O 2 → 8 SeO2
Es un polimérico sólido que se forma monoméricas SEO 2 moléculas en la fase de gas. Se disuelve en agua para formar ácido selenioso, H 2 SeO3. Ácido selenioso también se puede hacer directamente mediante la oxidación de selenio elemental con ácido nítrico :
- 3 Se + 4 HNO 3 + H 2 O → 3 H 2 SEO 3 + 4 NO
A diferencia de azufre, que forma un establo trióxido, trióxido de selenio es termodinámicamente inestable y se descompone para el dióxido de por encima de 185 ° C:
- 2 SeO3 → 2 SeO2 + O 2 (H = -54 kJ / mol)
Trióxido de selenio se produce en el laboratorio mediante la reacción de anhidro selenato de potasio (K 2 SEO 4) y trióxido de azufre (SO3).
Las sales de ácido selenioso se llaman selenitas. Éstos incluyen selenita de plata (Ag 2 SEO 3) y selenita de sodio (Na 2 SeO3).
El sulfuro de hidrógeno reacciona con ácido acuoso para producir selenioso selenio disulfuro:
- H 2 SeO3 + 2 H 2 S → SeS 2 + 3 H 2 O
Disulfuro de selenio se compone de anillos de 8 miembros de una distribución casi estadístico de átomos de azufre y selenio. Tiene una composición aproximada de Ses 2, con los anillos individuales que varían en composición, tal como Se 4 S 4 y Se 2 S 6. Disulfuro de selenio ha sido su uso en el champú como un anti- agente de la caspa, un inhibidor de la química de polímeros, un tinte de vidrio, y un agente reductor en fuegos artificiales.
Trióxido de selenio puede ser sintetizado mediante la deshidratación ácido selénico, H 2 SEO 4, que es en sí producida por la oxidación de dióxido de selenio con peróxido de hidrógeno :
- Seo 2 + H 2 O 2 → H 2 SEO 4
Ácido caliente, se concentró selénico es capaz de disolver el oro, formando de oro (III) selenato.
Compuestos halogenados
Los yoduros de selenio no son bien conocidos. La única estable cloruro es monocloruro de selenio (Se 2 Cl 2), lo que podría ser mejor conocido como el selenio (I) cloruro; el correspondiente bromuro también es conocido. Estas especies son estructuralmente análoga a la correspondiente dicloruro de disulfuro. Dicloruro de selenio es un reactivo importante en la preparación de compuestos de selenio (por ejemplo, la preparación de Se 7). Se prepara mediante el tratamiento de selenio con cloruro de sulfurilo (SO 2 Cl 2). El selenio reacciona con flúor para formar selenio hexafluoruro:
- Se 8 + 24 M 2 → 8 SEF 6
En comparación con su contraparte de azufre ( hexafluoruro de azufre), hexafluoruro de selenio (SEF 6) es más reactivo y es un tóxico irritante pulmonar. Algunos de los oxihalogenuros de selenio, tales como oxifluoruro de selenio (seof 2) y oxicloruro de selenio (SeOCl 2) se han utilizado como disolventes de especialidad.
Seleniuros
Análogo al comportamiento de otros calcógenos, selenio forma una dihidruro H 2 Se. Es un fuertemente gas oloroso, tóxico, e incoloro. Es más ácido que el H 2 S. En la solución se ioniza a HSE -. El dianión de seleniuro de 2- Se forma una variedad de compuestos, incluyendo los minerales de los que se obtiene el selenio comercialmente. Seleniuros ilustrativos incluyen seleniuro de mercurio (HgSe), seleniuro de plomo (PbSe), seleniuro de zinc (ZnSe), y cobre e indio diseleniuro galio (Cu (Ga, In) Se 2). Estos materiales son semiconductores . Con metales altamente electropositivos, tales como el aluminio, estos seleniuros son propensos a la hidrólisis:
- Al 2 Se 3 + 6 H 2 O → Al 2 O 3 + 6 H 2 Se
Seleniuros de metales alcalinos reaccionan con el selenio para formar polyselenides, Se 2-
x, que existen como cadenas.
Otros compuestos
Tetraselenium tetranitruro, Se 4 N 4, es un compuesto de color naranja explosivo análoga a tetranitruro tetrasulfur (S 4 N 4). Se puede sintetizar por la reacción de tetracloruro de selenio (SECL 4) con [((CH 3) 3 Si) 2 N] 2 Se.
El selenio reacciona con cianuros para producir seleniocianatos:
- 8 KCN + Se 8 → 8 KSeCN
Compuestos Organoselenio
El selenio, especialmente en el estado de oxidación II, forma enlaces estables a carbono, que son estructuralmente análoga a la correspondiente compuestos orgánicos de azufre. Especialmente comunes son seleniuros (R 2 Se, análogos de tioéteres), diselenuros (R 2 SE 2, análogos de disulfuros), y selenoles (RSeH, análogos de tioles). Representantes de seleniuros, diselenuros y selenoles incluyen respectivamente selenometionina, diphenyldiselenide, y benzeneselenol. La sulfóxido en la química del azufre está representado en la química de selenio por las selenoxides (fórmula RSe (O) R), que son intermedios en la síntesis orgánica, como se ilustra por la reacción de eliminación selenóxido. En consonancia con las tendencias indicadas por el regla de doble enlace, selenoketones, R (C = Se) R, y selenaldehydes, R (C = Se) H, son raramente observadas.
Historia
Selenio ( griego σελήνη selene significado "Luna") fue descubierto en 1817 por Jöns Jakob Berzelius y Johan Gottlieb Gahn. Ambos químicos propiedad de una planta química cerca Gripsholm, Suecia producción de ácido sulfúrico por la proceso de cámaras de plomo. La pirita de la Mina de Falun creó un precipitado de color rojo en las cámaras de plomo, que se supone que son un compuesto de arsénico, por lo que se suspendió el uso de la pirita para hacer ácido. Berzelius y Gahn querían usar la pirita y también observaron que el precipitado rojo despedía un olor como el rábano picante cuando se quema. Este olor no era típico de arsénico, pero un olor similar se conoce a partir de telurio compuestos. Por lo tanto, la primera carta de Berzelius a Alexander Marcet declaró que se trataba de un compuesto de telurio. Sin embargo, la falta de compuestos de telurio en el Minerales de las minas de Falun finalmente llevaron Berzelius para volver a analizar el precipitado de color rojo, y en 1818 escribió una segunda carta a Marcet describir un elemento recién descubierto similar al azufre y telurio. Debido a su similitud con el telurio, el nombre de la Tierra, Berzelius nombrado el nuevo elemento después de la Luna .
En 1873, Willoughby Smith encontró que la resistencia eléctrica de selenio gris era dependiente de la luz ambiental. Esto condujo a su uso como una célula para la detección de la luz. El primero de los productos comerciales que utilizan el selenio fueron desarrollados por Werner Siemens a mediados de la década de 1870. La célula de selenio fue utilizado en el fotófono desarrollado por Alexander Graham Bell en 1879. El selenio transmite una corriente eléctrica proporcional a la cantidad de luz que incide sobre su superficie. Este fenómeno se utilizó en el diseño de medidores de luz y dispositivos similares. Propiedades semiconductoras del selenio encontrado otras numerosas aplicaciones en electrónica. El desarrollo de rectificadores de selenio comenzaron a principios de los años 1930, y éstos reemplazados rectificadores de óxido de cobre, debido a sus eficiencias superiores. Estos duraron en aplicaciones comerciales hasta la década de 1970, tras lo cual fueron reemplazados con menos costoso y más eficiente rectificadores de silicio.
El selenio fue conocido médico después debido a su toxicidad para los seres humanos que trabajan en industrias. El selenio también fue reconocido como un importante toxina veterinaria, que se ve en los animales que han comido plantas de alto selenio. En 1954, los primeros indicios de las funciones biológicas específicas de selenio fueron descubiertos en microorganismos. Su esencialidad para la vida de los mamíferos fue descubierto en 1957. En la década de 1970, se demostró que estar presente en dos conjuntos independientes de enzimas. Esto fue seguido por el descubrimiento de selenocysteine en proteínas. Durante la década de 1980, se demostró que la selenocisteína es codificada por el codón UGA . El mecanismo de recodificación se elaboró por primera vez en bacterias y luego en mamíferos (véase Elemento SECIS).
Aparición
Nativo (es decir, elemental) selenio es un mineral raro, que no suele formar buenos cristales, pero, cuando lo hace, son romboedros empinada o minúscula acicular cristales (similares a pelos). Aislamiento de selenio a menudo se complica por la presencia de otros compuestos y elementos.
El selenio se produce naturalmente en una serie de formas inorgánicas, incluyendo selenide-, selenate-, y selenita que contienen minerales, pero estos minerales son raras. El mineral común selenito no es un mineral selenio, y no contiene ningún ion selenito, pero es más bien un tipo de yeso (sulfato de calcio hidrato) nombrado como el selenio para la luna bien antes del descubrimiento de selenio. El selenio se encuentra más comúnmente bastante impura, en sustitución de una pequeña parte del azufre en los minerales de sulfuro de muchos metales.
En los sistemas vivos, selenio se encuentra en los aminoácidos selenometionina, selenocysteine, y metilselenocisteína. En estos compuestos, el selenio desempeña un papel análogo al de azufre. Otra de origen natural organoselenio compuesto es seleniuro de dimetilo.
Ciertos sólidos son ricos en selenio y selenio pueden ser bioconcentraron por ciertas plantas. En suelos, selenio ocurre más a menudo en formas solubles, tales como selenato (análogos a sulfato), que se lixivian en ríos muy fácilmente por la escorrentía. El agua del océano contiene cantidades significativas de selenio.
Las fuentes antropogénicas de selenio incluyen la quema de carbón y la minería y fundición de minerales de sulfuro.
Producción
El selenio se produce más comúnmente de seleniuro en muchas sulfuro minerales, tales como los de cobre , de plata , o de plomo . Refinación electrolítica del metal es particularmente propicio para la producción de selenio como un subproducto, y se obtiene a partir de la ánodo lodo de las refinerías de cobre. Otra fuente fue el barro de la cámaras de plomo de ácido sulfúrico plantas, pero este método para producir ácido sulfúrico ya no se utiliza. Estos lodos pueden ser procesados por una serie de medios para obtener selenio. Sin embargo, el selenio más elemental viene como un subproducto de cobre refinado o la producción de ácido sulfúrico . Desde la invención de extracción por solventes y electroobtención (SX / EW) para la producción de cobre este método tiene una parte creciente de la producción de cobre a nivel mundial. Esto cambia la disponibilidad de selenio debido a que sólo una pequeña parte de la comparablemente selenio en el mineral se lixivia junto con el cobre.
La producción industrial de selenio por lo general implica la extracción de dióxido de selenio a partir de residuos obtenidos durante la purificación de cobre. De producción común a partir del residuo comienza entonces por oxidación con carbonato de sodio para producir dióxido de selenio. El dióxido de selenio se mezcla a continuación con agua y la solución se acidificó para formar ácido selenioso ( etapa de oxidación). Ácido selenioso se burbujea con dioxido de azufre ( etapa de reducción) para dar el selenio elemental.
Alrededor de 2.000 toneladas de selenio se ha producido en el año 2011 en todo el mundo, sobre todo en Alemania (650 t), Japón (630 t), Bélgica (200 t) y Rusia (140 t), y las reservas totales se estiman en 93.000 toneladas. Estos datos, sin embargo excluyen dos principales productores, los Estados Unidos y China. El precio se ha mantenido relativamente estable durante 2004-2010 en ~ 30 dólares por libra (por lote 100 libras), pero ha aumentado a 65 $ / lb en 2011. Un fuerte aumento anterior se observó en 2004 4-5 a 27 $ / libras. El consumo en 2010 se dividió de la siguiente manera: la metalurgia - 30%, la fabricación de vidrio - 30%, la agricultura - 10%, los productos químicos y pigmentos - 10%, de la electrónica - 10%. China es el consumidor dominante de selenio en 1.500-2.000 toneladas / año.
Aplicaciones
Electrólisis Manganeso
Durante el electro ganadora de manganeso una adición de dióxido de selenio disminuye la potencia necesaria para operar el células de electrólisis. China es el mayor consumidor de dióxido de selenio para este propósito. Por cada tonelada de manganeso se utiliza un promedio de 2 kg de óxido de selenio.
Producción de vidrio
El uso comercial más grande de Se, que representa alrededor del 50% del consumo, es para la producción de vidrio. Compuestos de Se confieren un color rojo al vidrio. Este color anula los tintes verdes o amarillas que surgen de las impurezas de hierro que son típicos para la mayor parte de vidrio. Para este propósito se añaden diversas sales de selenita y selenato. Para otras aplicaciones, el color rojo puede ser deseable, en la que se añaden las mezclas de casos de CdSe y CdS.
Aleaciones
El selenio se usa con bismuto en latones para reemplazar más tóxicos de plomo . La regulación de plomo en aplicaciones de agua potable con la Ley de Agua Potable Segura de 1974 hizo una reducción de plomo en latón necesario. El nuevo latón se comercializa bajo el nombre EnviroBrass. Como el plomo y azufre, selenio mejora la maquinabilidad del acero en concentraciones de 0,15%. La misma mejora se observa también en las aleaciones de cobre y por lo tanto el selenio también se utiliza en aleaciones de cobre mecanizables.
Células solares
CIGS es un material utilizado en la producción de células solares.
Otros usos
Pequeñas cantidades de compuestos de organoselenio se utilizan para modificar la catalizadores de vulcanización usados en la producción de caucho.
La demanda de selenio por la industria electrónica está disminuyendo, a pesar de una serie de aplicaciones continuas. Debido a su fotovoltaica y propiedades fotoconductoras, selenio se utiliza en fotocopia, fotocélulas, medidores de luz y células solares. Su uso como un fotoconductor en copiadoras de papel normal una vez una aplicación líder pero en la década de 1980, la aplicación del fotoconductor disminuyó (aunque era todavía un gran uso final) a medida que más y más copiadoras cambió al uso de fotoconductores orgánicos. Una vez fue ampliamente utilizado en rectificadores de selenio. Estos usos mayoría han sido reemplazados por dispositivos basados en silicio o están en proceso de ser reemplazado. La excepción más notable es en el poder DC protección contra sobretensiones, donde las capacidades de energía superiores de supresores de selenio hacen más deseable que varistores de óxido metálico.
Zinc seleniuro fue el primer material para el azul LEDs pero nitruro de galio está dominando el mercado ahora. Seleniuro de cadmio ha jugado recientemente una parte importante en la fabricación de puntos cuánticos. Hojas de converso selenio amorfo Las imágenes de rayos x en los patrones de carga en xeroradiography y en estado sólido, de pantalla plana de cámaras de rayos x.
El selenio es un catalizador en algunas reacciones químicas, pero no es ampliamente utilizado debido a problemas con la toxicidad. En Cristalografía de rayos X, la incorporación de uno o más átomos de selenio en lugar de azufre con ayuda Multi-longitud de onda de dispersión anómala y Longitud de onda de una sola fase de dispersión anómala.
El selenio se utiliza en el tonificación de impresiones fotográficas, y se vende como un tóner por numerosos fabricantes fotográficos. Su uso se intensifica y amplía la gama tonal de las imágenes fotográficas en blanco y negro y mejora la permanencia de las impresiones.
75 Se se utiliza como una fuente gamma en radiografía industrial.
Papel biológico
| NFPA 704 |
|---|
 0 2 0 |
| Diamante fuego para el selenio elemental |
Aunque es tóxico en dosis grandes, el selenio es un elemento esencial micronutrientes para los animales. En las plantas, se produce como un mineral espectador, a veces en proporciones tóxicos en forraje (algunas plantas pueden acumular selenio como una defensa en contra de ser comido por los animales, pero otras plantas como locoweed requiere selenio, y su crecimiento indica la presencia de selenio en el suelo). Ver más sobre nutrición de las plantas más abajo.
El selenio es un componente de los inusuales aminoácidos selenocysteine y selenometionina. En los seres humanos, el selenio es un oligoelementos nutrientes que funciona como cofactor para reducción de los antioxidantes enzimas, tales como glutatión peroxidasas y ciertas formas de tiorredoxina reductasa se encuentra en animales y algunas plantas (esta enzima se produce en todos los organismos vivos, pero no todas las formas de la misma en las plantas requiere de selenio).
La glutatión peroxidasa familia de enzimas (GSH-Px) catalizar ciertas reacciones que eliminan especies reactivas de oxígeno tales como peróxido de hidrógeno y orgánica hidroperóxidos:
- 2 GSH + H 2 O 2 ---- GSH-Px → GSSG + 2 H 2 O
El selenio también juega un papel en el funcionamiento de la glándula tiroides y en cada célula que utiliza la hormona tiroidea, por participar como cofactor para los tres de los cuatro tipos conocidos de hormona tiroidea deiodinasas, que activan y desactivan entonces varias hormonas tiroideas y sus metabolitos: el deiodinasas yodotironina son la subfamilia de enzimas desyodasas que utilizan selenio como el ácido amino de otro modo rara selenocysteine. (El deiodinasa deiodinase yodotirosina, que trabaja en los últimos productos desglose de la hormona tiroidea, no utiliza el selenio).
El selenio puede inhibir La enfermedad de Hashimoto, en la que las propias células de la tiroides del cuerpo son atacados como ajeno. Una reducción del 21% en anticuerpos TPO se informó con la ingesta dietética de 0,2 mg de selenio.
El aumento de la ingesta de selenio en la dieta reducen los efectos de la toxicidad del mercurio y en la actualidad se reconoce que el mecanismo molecular de la toxicidad del mercurio implica la inhibición irreversible de selenoenzimas que se requieren para prevenir y revertir el daño oxidativo en los tejidos del cerebro y del sistema endocrino.
Evolución en la biología
Desde hace unos tres millones de años, las familias selenoprotein procariotas impulsan la evolución de selenocysteine. El selenio se incorpora a varias familias selenoprotein procariota en bacterias, arqueas y eucariotas como selenocisteína, donde peroxirredoxinas selenoprotein protegen a las células bacterianas y eucariotas contra el daño oxidativo. Selenoprotein familias de GSH-Px y los deiodinasas de células eucariotas parecen tener un bacteriana origen filogenético. El formulario que contiene selenocisteína-ocurre en especies tan diversas como las algas verdes, diatomeas, erizo de mar, pescado y pollo. Enzimas selenio están involucrados en la utilización de las pequeñas moléculas reductoras glutatión y tiorredoxina. Una familia de moléculas que contienen selenio (la glutatión peroxidasas) destruyen peróxido y reparación de membranas celulares dañadas peroxidados, usando glutatión. Otra enzima que contiene selenio en algunas plantas y en animales ( tiorredoxina reductasa) genera tiorredoxina reducida, un ditiol que sirve como una fuente de electrones para peroxidasas y también la enzima reducción importante ribonucleótido reductasa que hace precursores de ADN a partir de precursores de ARN.
Los oligoelementos intervienen en GSH-Px y actividades enzimas superóxido dismutasa, es decir, el selenio, vanadio , magnesio , cobre y zinc , pueden haber faltado en algunas áreas y minerales deficientes terrestres. Los organismos marinos retenidas ya veces ampliaron sus selenio-proteomas, mientras que los selenio-proteomas de algunos organismos terrestres se redujeron o pierden por completo. Estos hallazgos sugieren que, con la excepción de los vertebrados , la vida acuática apoya la utilización de selenio, mientras que los hábitats terrestres conducen a la reducción del uso de este elemento. Los peces marinos y de las glándulas tiroideas vertebrados tienen la mayor concentración de selenio y yodo. De alrededor de 500 Mya, de agua dulce y las plantas terrestres optimizado lentamente la producción de "nuevos" antioxidantes endógenos como ácido ascórbico (vitamina C), polifenoles (incluyendo los flavonoides), tocoferoles, etc. Algunos de ellos aparecieron más recientemente, en los últimos 50 hasta 200 millones de años, en las frutas y las flores de las plantas angiospermas. De hecho, las angiospermas (el tipo dominante de la planta de hoy en día) y la mayoría de sus pigmentos antioxidantes se desarrollaron a finales del Jurásico período.
El deiodinase isoenzimas constituyen otra familia de selenoproteins eucarióticas con la función de la enzima identificada. Deiodinasas son capaces de extraer electrones de yoduros, y yoduros de yodotironinas. Son, por lo tanto, participan en la regulación de la hormona de la tiroides, participando en la protección de tirocitos de daños por H 2 O 2 producidas para la biosíntesis de la hormona tiroidea. Alrededor de 200 Mya, nuevos selenoproteins fueron desarrollados como enzimas GSH-Px mamíferos.
Especies de plantas Indicador
Ciertas especies de plantas se consideran indicadores de alto contenido de selenio del suelo, ya que requieren altos niveles de selenio para prosperar. Las principales plantas indicadoras selenio son Especies Astragalus (incluyendo algunos locoweeds), penacho del príncipe ( Stanleya sp.), Aster leñosas ( Xylorhiza sp.), Y la falsa goldenweed ( Oonopsis sp.)
El uso médico
La sustancia se llama vagamente sulfuro de selenio (fórmula aproximada SeS 2) es el ingrediente activo en algunos champús anticaspa. El compuesto de selenio mata el hongo del cuero cabelludo Malassezia, que provoca el desprendimiento de fragmentos de piel seca. El ingrediente también se utiliza en lociones para el cuerpo para tratar Versicolor debido a la infección por una especie diferente de Malassezia hongo Tinea.
Detección en fluidos biológicos
El selenio puede medirse en la sangre, plasma, suero u orina para monitorear la exposición ambiental o laboral excesiva, a confirmar un diagnóstico de intoxicación en víctimas hospitalizadas o en colaborar en una investigación forense en un caso de sobredosis fatal. Algunas técnicas de análisis son capaces de distinguir orgánica de formas inorgánicas del elemento. Ambas formas orgánicos e inorgánicos de selenio se convierten en gran parte a monosacárido conjugados (selenosugars) en el cuerpo antes de ser eliminado en la orina. Los pacientes de cáncer que reciben dosis orales diarias de selenothionine pueden alcanzar concentraciones plasmáticas muy altas de selenio y orina.
Toxicidad
Aunque el selenio es un elemento esencial oligoelemento, es tóxico si se toma en exceso. Exceder el Ingesta Tolerable Upper Level de 400 microgramos por día puede llevar a selenosis. Esta 400 microgramos ( g) tolerable nivel superior de ingesta se basa principalmente en un estudio de 1986 de cinco pacientes chinos que presentaban signos evidentes de selenosis y un estudio de seguimiento en las mismas cinco personas en 1992. El estudio de 1992 en realidad se ha encontrado la dieta segura máxima ingesta de Se en aproximadamente 800 microgramos por día (15 microgramos por kilogramo de peso corporal), pero sugirieron 400 microgramos por día para evitar no sólo toxicidad, sino también para evitar la creación de un desequilibrio de nutrientes en la dieta y para dar cuenta de los datos de otros países. En China, las personas que ingieren maíz cultivadas en extremadamente ricos en selenio carbón de piedra (carbonoso esquisto) han sufrido de la toxicidad por selenio. Este carbón demostró tener contenido de selenio de hasta el 9,1%, la más alta concentración en el carbón se haya registrado en la literatura.
Los síntomas de selenosis incluyen un olor a ajo en el aliento, trastornos gastrointestinales, pérdida de pelo, descamación de las uñas, fatiga, irritabilidad y daño neurológico. Los casos extremos de selenosis pueden resultar en cirrosis del hígado, edema pulmonar, y la muerte. El selenio elemental y la mayoría metálico seleniuros tienen relativamente baja toxicidad debido a su bajo biodisponibilidad. En contraste, selenatos y selenitos son muy tóxicos, que tiene un modo de acción oxidante similar a la de trióxido de arsénico. La dosis tóxica crónica de selenito para los seres humanos es de aproximadamente 2.400 a 3.000 microgramos de selenio por día para un largo tiempo. Seleniuro de hidrógeno es un gas corrosivo extremadamente tóxico. El selenio también se produce en compuestos orgánicos, tales como seleniuro de dimetilo, selenometionina, selenocysteine y metilselenocisteína, todos los cuales tienen alta biodisponibilidad y son tóxicas en grandes dosis.
El 19 de abril de 2009, 21 caballos de polo murieron poco antes de un partido en los Estados Unidos Abierto de Polo. Tres días más tarde, una farmacia emitió un comunicado explicando que los caballos habían recibido una dosis incorrecta de uno de los ingredientes utilizados en un compuesto suplemento de vitamina / mineral que había sido incorrectamente compuesto por una agravando farmacia. Análisis de los niveles sanguíneos de compuestos inorgánicos en el suplemento indica las concentraciones de selenio fueron diez a quince veces mayor de lo normal en los caballos ' muestras de sangre, y de 15 a 20 veces más altos de lo normal en sus muestras de hígado. Más tarde se confirmó que el selenio era el ingrediente de que se trate.
Intoxicación por selenio de los sistemas de agua puede resultar cada vez que nuevos cursos de escorrentía agrícolas a través de, tierras sin desarrollar normalmente secas. Este proceso se filtra compuestos naturales solubles de selenio (como selenatos) en el agua, que puede luego ser concentrada en nuevos "humedales", como el agua se evapora. Se han encontrado niveles altos de selenio producidas de esta manera haber causado ciertos trastornos congénitos en las aves de los humedales.
En los peces y otros animales salvajes, los bajos niveles de causa la deficiencia de selenio mientras que los niveles altos causan toxicidad. Por ejemplo, en el salmón, la concentración óptima de selenio en el tejido de los peces (todo el cuerpo) es de aproximadamente 1 microgramos de selenio por gramo de tejido (peso seco). A niveles muy por debajo de esa concentración, salmones jóvenes mueren por la deficiencia de selenio; muy por encima de ese nivel que mueren por exceso de tóxicos.
Deficiencia
La deficiencia de selenio es rara en individuos sanos y bien nutridos. Se puede presentar en pacientes con seriamente comprometida la función intestinal, los que se someten nutrición parenteral total, y en los de edad avanzada (más de 90). Además, las personas que dependen de los alimentos que crecen desde el suelo deficiente en selenio están en riesgo. Aunque Nueva Zelanda tiene bajos niveles de selenio en su suelo, no se han detectado efectos adversos para la salud.
La deficiencia de selenio como se define por la baja (<60% del normal) los niveles de actividad selenoenzima en los tejidos del cerebro y del sistema endocrino sólo se produce cuando un estado bajo de selenio está ligada a un estrés adicional, como la alta exposición al mercurio o como resultado de un aumento del estrés oxidante debido a la deficiencia de vitamina E.
Existen interacciones entre el selenio y otros nutrientes, tales como yodo y vitamina E. El efecto de la deficiencia de selenio sobre la salud sigue siendo incierto, particularmente en relación con La enfermedad de Kashin-Beck.
En algunas regiones (por ejemplo, varias regiones de América del Norte), donde, se pueden producir deficiencia de Se en algunas especies animales bajos niveles de selenio disponibles en plomo del suelo a bajas concentraciones en materia seca de las plantas si no se hace la dieta (o inyectada) suplementos de selenio. Los rumiantes son particularmente susceptibles. En general, la absorción de selenio en la dieta es menor en los rumiantes que en los no rumiantes, y es menor de forrajes que de grano. Rumiantes en pastoreo ciertos forrajes, por ejemplo, algunas variedades de trébol blanco que contienen glucósidos cianogénicos, pueden tener requisitos más altos de selenio, presumiblemente a causa de cianuro de la aglicona liberada por la actividad de glucosidasa en el rumen y la inactivación de glutatión peroxidasas debido al efecto de cianuro absorbida en el glutatión fracción. Rumiantes neonatos en riesgo de armas de destrucción masiva (enfermedad del músculo blanco) se pueden administrar tanto el selenio y la vitamina E por inyección; algunas de las miopatías ADM responden sólo al selenio, algunos sólo con la vitamina E, y otros para bien.
Efectos en la salud controversiales
Un número de estudios epidemiológicos correlativos han implicado la deficiencia de selenio (como se mide por los niveles en sangre) en un número de enfermedades graves o crónicas, tales como cáncer, diabetes , VIH / SIDA , y tuberculosis . Además, la suplementación de selenio se ha encontrado para ser un quimiopreventivo para algunos tipos de cáncer en algunos tipos de roedores. Sin embargo, en cegados, ensayos prospectivos aleatorizados y controlados en humanos, la administración de suplementos de selenio no ha logrado reducir la incidencia de cualquier enfermedad, ni tiene un meta-análisis de tales estudios de suplementos de selenio detectó una disminución en la mortalidad general.
