Seleni

El seleni és l'element químic de símbol Se i nombre atòmic 34. Es tracta d'un no-metall (rarament considerat un metal·loide) amb propietats intermèdies entre les del sofre i les del tel·luri, els seus veïns en el grup 16 de la taula periòdica. Així mateix, presenta semblances amb l'arsènic.

Seleni
34Se
arsènic ← seleni → brom S ↑ Se ↓ Te Taula periòdica
Aspecte
Al·lòtrops negres i vermells Línies espectrals del seleni
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Seleni, Se, 34
Categoria d'elements	No metalls
Grup, període, bloc	16, 4, p
Pes atòmic estàndard	78,96
Configuració electrònica	[Ar] 3d10 4s2 4p4 2, 8, 18, 6
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat (prop de la t. a.)	(gris) 4,81 g·cm−3
Densitat (prop de la t. a.)	(alfa) 4,39 g·cm−3
Densitat (prop de la t. a.)	(vidriós) 4,28 g·cm−3
Densitat del líquid en el p. f.	3,99 g·cm−3
Punt de fusió	494 K, 221 °C
Punt d'ebullició	958 K, 685 °C
Punt crític	1.766 K, 27,2 MPa
Entalpia de fusió	(gris) 6,69 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	95,48 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	25,363 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k a T (K) 500 552 617 704 813 958
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	6, 4, 2, 1, -2 (òxid àcid fort)
Electronegativitat	2,55 (escala de Pauling)
Energies d'ionització	1a: 941,0 kJ·mol−1
	2a: 2.045 kJ·mol−1
	3a: 2.973,7 kJ·mol−1
Radi atòmic	120 pm
Radi covalent	120±4 pm
Radi de Van der Waals	190 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Hexagonal
Ordenació magnètica	Diamagnètic
Conductivitat tèrmica	(amorf) 0,519 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica	(25 °C) (amorf) 37 µm·m−1·K−1
Velocitat del so (barra prima)	(20 °C) 3.350 m·s−1
Mòdul d'elasticitat	10 GPa
Mòdul de cisallament	3,7 GPa
Mòdul de compressibilitat	8,3 GPa
Coeficient de Poisson	0,33
Duresa de Mohs	2,0
Duresa de Brinell	736 MPa
Nombre CAS	7782-49-2
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del seleni
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD 72Se sin 8,4 d ε - 72As γ 0,046 - 74Se 0,87% 74Se és estable amb 40 neutrons 75Se sin 119,779 d ε - 75As γ 0,264 0,136, 0,279 - 76Se 9,36% 76Se és estable amb 42 neutrons 77Se 7,63% 77Se és estable amb 43 neutrons 78Se 23,78% 78Se és estable amb 44 neutrons 79Se traça 3,27×105 a β− 0,151 79Br 80Se 49,61% 80Se és estable amb 46 neutrons 82Se 8,73% 1,08×1020 a β−β− 2,995 82Kr

Història

El seleni (del terme grec per referir-se a la resplendor de la Lluna) va ser descobert el 1817 per Jöns Jacob Berzelius. En visitar la fàbrica d'àcid sulfúric de Gripsholm va observar un líquid terrós rogenc que escalfat al bufador desprenia una olor fètida que es considerava llavors característic i exclusiu del tel·luri —de fet el seu nom deriva de la seva relació amb aquest element, ja que tel·luri prové del llatí Tellus, la Terra— resultant de les seves investigacions el descobriment del seleni. Més tard, el perfeccionament de les tècniques d'anàlisi va permetre detectar la seva presència en distints minerals però sempre en quantitats extraordinàriament petites.

Abundància i obtenció

El seleni es troba molt distribuït en l'escorça terrestre en la majoria de les roques i sòls es troba en concentracions d'entre 0,1 i 2,0 ppm. Rarament es troba en estat natiu. S'obté principalment com a subproducte en el refinament del coure, car apareix en els fangs d'electròlisi junt amb el tel·luri (5-25% Se, 2-10% Te). La producció comercial es duu a terme per torrada amb cendres de sosa o àcid sulfúric dels fangs.

Primerament s'afegeix un aglomerant de cendres de sosa i aigua als fangs per a formar una pasta dura que s'extrusiona o talla en pastilles per a procedir al seu assecatge. La pasta es torra a 530-650 °C i se submergeix en aigua resultant seleni hexavalent que es dissol com selenat de sodi (Na₂SeO₄). Aquest es redueix a selenur de sodi escalfant-lo de forma controlada obtenint una solució d'un viu color roig. Injectant aire en la solució el selenur s'oxida ràpidament obtenint-se el seleni. La reducció del seleni hexavalent també pot fer-se emprant àcid clorhídric concentrat, o sals ferroses i ions clorur com a catalitzadors.

El segon mètode consisteix a mesclar els fangs de coure amb àcid sulfúric torrant la pasta resultant a 500-600 °C per a obtenir diòxid de seleni que ràpidament es volatilitza a la temperatura del procés. Aquest es redueix a seleni elemental durant el procés de rentat amb diòxid de sofre (SO₂) i aigua, podent refinar-se posteriorment fins a aconseguir pureses de 99,5-99,7% de seleni.

Els recursos de seleni associats als dipòsits de coure identificats ronden les 170.000 tones i s'estima que existixen al voltant de 425.000 tones més en dipòsits de coure i altres metalls encara no explotats. El carbó sol contenir entre 0,5 i 12 ppm de seleni, és a dir, unes 80 o 90 vegades la mitjana que es troba en les menes de coure, no obstant la seva recuperació no es preveu que sigui rendible en un futur pròxim.

Característiques principals

El seleni es pot trobar en diverses formes al·lotròpiques. El seleni amorf existeix en dues formes, la vítria, negra, obtinguda en refredar ràpidament el seleni líquid, es fon a 180 °C i té una densitat de 4,28 g/cm³, la roja, col·loidal, s'obté en reaccions de reducció; el seleni gris cristal·lí d'estructura hexagonal, la forma més comuna, es fon a 220,5 °C i té una densitat de 4,81 g/cm³; i la forma roja, d'estructura monoclínica, es fon a 221 °C i té una densitat de 4,39 g/cm³.

És insoluble en aigua i alcohol, lleugerament soluble en disulfur de carboni (CS₂) i soluble en èter.

Exhibeix l'efecte fotoelèctric, és a dir, converteix la llum en electricitat, i, a més, la seva conductivitat elèctrica augmenta en exposar-lo a la llum. Per davall del seu punt de fusió és un material semiconductor de tipus p.

Isòtops

El seleni-75 s'empra en radiodiagnosi com a traçador en la visualització de tumors malignes.

Aplicacions

Les aplicacions més importants del seleni són en electrònica, per a la fabricació de cel·les fotoelèctriques i rectificadors de corrent; en la indústria del vidre, per a donar color de robí; i en metal·lúrgia, com a additiu de l'acer per a millorar les seves propietats mecàniques.

• El seleni s'usa en diverses aplicacions elèctriques i electròniques, entre altres cèl·lules solars i rectificadors. En fotografia s'empra per a intensificar i incrementar el rang de tons de les fotografies en blanc i negre i la durabilitat de les imatges, així com en xerografia. S'afegeix als acers inoxidables i s'utilitza com catalitzador en reaccions de deshidrogenació.
• El selenat de sodi s'usa com a insecticida, en medicina per al control de malalties animals i, igual que l'arsènic, en la fabricació de vidre per a eliminar el color verd causat per les impureses de ferro.
• El selenat de sodi també s'empra en la indústria del vidre i com a additiu per a sòls pobres en seleni i el selenat d'amoni en la fabricació de vidre i esmalts rojos.
• Els sulfurs s'usen en medicina veterinària i xampús anticaspa.
• El diòxid de seleni és un catalitzador adequat per a l'oxidació, hidrogenació i deshidrogenació de compostos orgànics.
• L'addició de seleni millora la resistència al desgast del cautxú vulcanitzat.

Rol biològic

El seleni és un micronutrient per a totes les formes de vida conegudes que es troba en el pa, els cereals, el peix, la carn i els ous. És antioxidant, ajuda a neutralitzar els radicals lliures, indueix l'apoptosi, estimula el sistema immunitari i intervé en el funcionament de la glàndula tiroide. Està present en l'aminoàcid selenocisteïna. Les investigacions han mostrat l'existència d'una correlació entre el consum de suplements de seleni i la prevenció del càncer en humans (a causa del seu caràcter antioxidant i protector del DNA).

La deficiència de seleni és relativament rara, però pot donar-se en pacients amb disfuncions intestinals severes o amb nutrició exclusivament parenteral, així com en poblacions que depenguen d'aliments cultivats en sòls pobres en seleni. La ingesta diària recomanada per a adults és de 55-70 µg; més de 400 µg pot provocar efectes tòxics (selenosi: pèrdua dels cabells, alteracions unguials, sabor metàl·lic, sudoració, trastorns gastrointestinals i depressió del sistema nerviós central).

Precaucions

El seleni és considerat un element perillós per al medi ambient, per la qual cosa els seus compostos han d'emmagatzemar-se en àrees seques evitant filtracions que contaminen les aigües. Els residus de seleni es tracten en solució àcida amb sulfit de sodi, escalfant-lo després per a obtenir el seleni elemental que presenta una menor biodisponibilitat.

Enllaços externs

• Enciclopèdia Lliure (castellà)
• ATSDR - Pefil toxicològic del Seleni (anglès)
• National Institutes of Health - Seleni Arxivat 2003-04-14 a Wayback Machine. (anglès)
• Los Álamos National Laboratory - Seleni (anglès)
• webelements.com - Seleni (anglès)
• environmentalchemistry.com - Seleni (anglès)

Viccionari