Seleen

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Zwart en rood Seleen
Naam	Seleen of Selenium van Selḗnē (Grieks)
Latijn
Symbool	Se
Atoomnummer	34
Soort	niet metaal
Kleur	Zwart glasachtig
Smeltpunt	221 ^oC
Kookpunt	685 ^oC

Selenium of Selenium is een chemisch element met het symbool Se en atoomnummer 34 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Het is een niet-metaal (zelden beschouwd als een metalloïde) met eigenschappen die zitten tussen de elementen boven en onder in het periodiek systeem: zwavel en tellurium, en heeft ook overeenkomsten met arseen. Het komt zelden voor in zijn elementaire vorm of als zuivere erts-verbindingen in de aardkorst.

Voorkomen

Selenium wordt gevonden in metaalsulfide-ertsen, waar het de zwavel gedeeltelijk vervangt. Voor de handel wordt seleen geproduceerd als bijproduct bij de raffinage van deze ertsen, meestal tijdens de productie. Mineralen die pure selenide- of selenaatverbindingen zijn, zijn bekend, maar zeldzaam. Wanneer het wordt bereid in chemische reacties, is seleen meestal een zogeheten amorf (glasachtige vaste stof), steenrood poeder. Wanneer het snel wordt gesmolten, vormt het de zwarte, glasachtige vorm, meestal in de handel verkocht als kralen. De meest stabiele en dichte vorm van selenium is grijs.

Inheems (d.w.z. als element) seleen is een zeldzaam mineraal dat gewoonlijk geen goede kristallen vormt, maar als het dat wel doet, zijn het steile ruitvormige of kleine naaldvormige (haarachtige) kristallen. Isolatie (vrijmaken) van seleen wordt vaak bemoeilijkt door de aanwezigheid van andere verbindingen en elementen.

Oceaanwater bevat aanzienlijke hoeveelheden seleen.

In 2011 werd wereldwijd ongeveer 2.000 ton selenium geproduceerd, voornamelijk in Duitsland (650 t), Japan (630 t), België (200 t) en Rusland (140 t), en de totale reserves werden geschat op 93.000 ton. Deze gegevens zijn exclusief twee grote producenten: de Verenigde Staten en China.

Seleen in erts of mineraal

Selenium in zandsteen uit New Mexico, VS.
Gips variant van seleniet

Geschiedenis

Selenium - van het Griekse selḗnē (σελήνη 'Maan', naar Selene, Griekse godin van de maan) - werd in 1817 ontdekt door Jöns Jacob Berzelius en Johan Gottlieb Gahn, die de gelijkenis opmerkte van het nieuwe element met het eerder ontdekte tellurium (genoemd naar de aarde). Beide chemici hadden een chemiefabriek in de buurt van Gripsholm, Zweden, waar zwavelzuur werd geproduceerd. Het pyriet (een ijzer-houdend mineraal) uit de Falun-mijn creëerde een rood neerslag in de loden kamers waarvan werd aangenomen dat het een arseen-verbinding was, dus het gebruik van het pyriet om zuur te maken werd stopgezet. Berzelius en Gahn wilden het pyriet gebruiken en ze merkten ook op dat het rode neerslag een geur afgaf als mierikswortel wanneer dat wordt verbrand. Deze geur was niet typerend voor arseen, maar een vergelijkbare geur was bekend van tellurium-verbindingen. Vandaar dat Berzelius' eerste brief aan Alexander Marcet verklaarde dat dit een telluriumverbinding was. Het gebrek aan telluriumverbindingen in de Falun Mine- mineralen leidde er uiteindelijk toe dat Berzelius het rode neerslag opnieuw analyseerde (onderzocht), en in 1818 schreef hij een tweede brief aan Marcet waarin hij een nieuw gevonden element beschreef dat lijkt op zwavel en tellurium. Vanwege zijn gelijkenis met tellurium, genoemd naar de aarde, noemde Berzelius het nieuwe element naar de maan.

In 1873 ontdekte Willoughby Smith dat de elektrische weerstand van grijs seleen afhankelijk was van het omgevingslicht. Dit leidde tot het gebruik ervan als een elektrische cel voor het waarnemen van licht. De seleen-cel werd gebruikt in de fotofoon die in 1879 door Alexander Graham Bell werd ontwikkeld. Seleen zendt een elektrische stroom uit die evenredig is met de hoeveelheid licht die op het oppervlak valt. Dit fenomeen werd gebruikt bij het ontwerpen van lichtmeters en soortgelijke apparaten die veel bij de film en fotografie wordt gebruikt.

Gebruik

Seleen wordt meestal gemaakt uit selenide in veel sulfide- ertsen, zoals die van koper, nikkel of lood. Het meeste zuivere seleen komt echter als bijproduct van de raffinage (zuiver maken) van koper of de productie van zwavelzuur. De belangrijkste handels-toepassingen van seleen zijn tegenwoordig glasfabricage (Se-verbindingen geven glas een rode kleur) en pigmenten (kleurstoffen). Seleen is een elektronische halfgeleider en wordt gebruikt in fotocellen. Toepassingen in de elektronica, ooit belangrijk, zijn grotendeels vervangen door halfgeleiderapparaten van silicium.

Net als lood en zwavel verbetert selenium de bewerkbaarheid van staal bij concentraties van ongeveer 0,15%. Selenium produceert dezelfde bewerkbaarheidsverbetering in koper-legeringen.

De lithium-selenium (Li-Se) batterij is een van de meest veelbelovende systemen voor energieopslag in de familie van lithiumbatterijen.

Koper indium gallium selenide is een materiaal dat wordt gebruikt in zonnecellen.

Seleniumdisulfide is in shampoo gebruikt als een middel tegen roos.

Biologie

Hoewel sporenhoeveelheden selenium nodig zijn voor functies in de cellen bij veel dieren, inclusief mensen. Maar zowel zuiver seleen als (vooral) seleniumzouten zijn giftig, zelfs in kleine doses, en ze veroorzaken selenose. Seleen wordt vermeld als ingrediënt in veel multi-vitaminen en andere voedingssupplementen, evenals in zuigelingenvoeding, en is een bestanddeel van de antioxidante enzymen glutathionperoxidase en thioredoxinereductase. De behoefte aan seleen in planten verschilt per soort, waarbij sommige planten relatief grote hoeveelheden nodig hebben en andere blijkbaar niet.

In 1954 werden de eerste aanwijzingen voor specifieke biologische functies van seleen ontdekt in micro-organismen door biochemicus Jane Pinsent. Er werd ontdekt dat het belangrijk is voor het leven van zoogdieren in 1957. Seleen in de voeding is afkomstig van vlees, noten, granen en paddenstoelen. Paranoten zijn de rijkste voedingsbron

Onderzoekers ontdekten dat toepassing van seleen-mest op sla-gewassen de ophoping van lood en cadmium verminderde. Perziken en peren die een bladseleenspray kregen, bevatten meer seleen en bleven ook langer stevig en rijp als ze werden bewaard.

Veiligheid

In hoge concentraties werkt selenium als een milieuverontreinigende stof.
Een overmaat aan seleen kan selenose veroorzaken

Toepassingen

Rood glas door seleen
Dit is een fotodetector die is gedemonteerd uit een Hitachi CDR-7930 (circa 1996). De fotodetector bevat 3 fotodiodes, zichtbaar op de foto.