Selen

34. pierwiastek chemiczny

Selen (Se, łac. selenium) – pierwiastek chemiczny z grupy niemetali w układzie okresowym. Znanych jest kilkanaście jego izotopów z przedziału mas 65–91, z których trwałych jest 6.

Selen
arsen ← selen → brom
Wygląd
szary (α), czerwony (β) lub czarny (bezpostaciowy)
Selen czarny i czerwony (β)
Selen czarny i czerwony (β)
Widmo emisyjne selenu
Widmo emisyjne selenu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.

selen, Se, 34
(łac. selenium)

Grupa, okres, blok

16, 4, p

Stopień utlenienia

±II, IV, VI

Właściwości metaliczne

niemetal

Właściwości tlenków

silnie kwasowe

Masa atomowa

78,971 ± 0,008[5][a]

Stan skupienia

stały

Gęstość

4,790 g/cm³

Temperatura topnienia

220 °C[1]

Temperatura wrzenia

685 °C[2]

Numer CAS

7782-49-2

PubChem

6326970

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Został odkryty w roku 1817 przez J.J. Berzeliusa. Nazwa pochodzi od Selene (stgr. Σελήνη), greckiej nazwy Księżyca i bogini która go uosabiała. Berzelius nazwał go tak, ponieważ występuje razem z tellurem, którego nazwa wywodzi się od tellus, czyli po łacinie „Ziemia”. Chciał przy tym zaznaczyć, że selen nie jest „z tej samej ziemi” co tellur i różni się od niego właściwościami[7].

Występowanie i otrzymywanieEdytuj

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,05 ppm jako zanieczyszczenie niektórych rud siarczkowych. Przemysłowo pozyskuje się go jako produkt uboczny rafinacji rud miedzi i siarki. Doprowadzony do postaci tlenku (SeO
2
) selen rozpuszcza się w kwasie azotowym. Następnie przepuszcza się przez tak otrzymany roztwór dwutlenek siarki. Wolny selen wytrąca się jako czerwony osad (odmiana alotropowa beta). Laboratoryjnie otrzymuje się go, redukując hydrazyną kwas selenowy (H
2
SeO
4
).

ZastosowaniaEdytuj

Dzięki zależności przewodnictwa elektrycznego od naświetlenia selen znalazł zastosowanie w fotokomórkach i kserokopiarkach, a jego związki są stosowane w ogniwach fotowoltaicznych; jako półprzewodnik wykorzystywany był przez kilkadziesiąt lat w prostownikach selenowych (zanim nie wyparły go prostowniki funkcjonujące w oparciu o inne materiały – najpierw german, a obecnie najczęściej krzem). Ponadto używany jest jako dodatek do szkła i stali. Siarczek selenu (SeS
2
) stosowany jest w szamponach przeciwłupieżowych i w lekach przeciwgrzybiczych, a selenian sodu (Na
2
SeO
3
) jest silnym insektycydem.

Właściwości chemiczneEdytuj

Jako tlenowiec selen właściwościami nieco przypomina siarkę. Kwas selenowy(VI) (H
2
SeO
4
), podobnie jak siarkowy, jest kwasem mocnym o silnych właściwościach utleniających (znacznie silniejszych niż kwas siarkowy). Ani spalanie selenu, ani odwadnianie kwasu selenowego nie prowadzi do uzyskania trójtlenku selenu (SeO
3
). Selenki (Se2−
) w środowisku zasadowym łatwo przechodzą na wyższe stopnie utlenienia.

W reakcji selenu z chlorem powstaje brązowa ciecz Se
2
Cl
2
, która po ogrzaniu dysproporcjonuje do czystego selenu i bezbarwnego czterochlorku selenu (SeCl
4
).

Odmiany alotropoweEdytuj

Selen ma trzy odmiany alotropowe. Odmiana α to tzw. selen szary lub metaliczny, o kolorze srebrzystoszarym, kruchy. Utlenia się on na powietrzu powoli, nie reaguje z wodą, lecz reaguje zarówno z kwasami, jak i zasadami. Odmiana β (selen czerwony) jest czerwonym ciałem bezpostaciowym. Jest bardzo reaktywny, pali się na powietrzu i gwałtownie reaguje z wodą. Odmiana γ jest szklistym szaroróżowym ciałem stałym, pośrednim między odmianami alfa i beta. Uzyskuje się ją, gwałtownie schładzając ciekły selen. Handlowo dostępny jest także bezpostaciowy selen czarny[8].

ZwiązkiEdytuj

Selen tworzy związki analogiczne do związków siarki, np.

Znaczenie biologiczneEdytuj

Selen – jeden z niezbędnych mikroelementów – musi być dostarczany w pożywieniu. Zawartość selenu w produktach spożywczych różni się znacznie, co związane jest z dużymi różnicami w zawartości selenu w glebie i wodzie w różnych częściach świata. Gleby na terenie Polski są uważane za ubogie w selen.

Źródła selenu w pożywieniu: zboża, mięso, jaja, nabiał, ryby i skorupiaki. Nie wszystkie pokarmy są dobrym źródłem selenu, bowiem pierwiastek ten nie w każdej postaci jest dobrze wchłaniany w przewodzie pokarmowym. Podstawową rolę w biodostępności odgrywa forma chemiczna selenu[9]. Najwyższą bioprzyswajalnością charakteryzuje się selen pozyskiwany z drożdży[10][11]. Wchłanianie selenu wzmagają białka małomolekularne oraz witaminy (głównie A, E, C). Synergiczne działanie selenu z witaminą E przyczynia się do opóźniania procesów starzenia oraz przyspieszenia regeneracji komórek.

Jest on konieczny do prawidłowego funkcjonowania układów enzymatycznych. Najważniejszą jego funkcją jest tworzenie silnego antyutleniacza, enzymu zwanego peroksydazą glutationową, chroniącego czerwone krwinki i błony komórkowe przed szkodliwym wpływem wolnych rodników. Zachowanie odpowiedniego poziomu selenu jest istotne w zespole bezdechu sennego, który może prowadzić do stresu oksydacyjnego[12].

Ważny jest także dla funkcjonowania układu odpornościowego oraz tarczycy. Wraz z innymi przeciwutleniaczami chroni serce przed działaniem wolnych rodników, pomaga w walce z depresją, przemęczeniem i nadmierną nerwowością. Redukuje ilość szkodliwych związków przyczyniających się do powstawania reumatoidalnego zapalenia stawów – podawanie selenu łagodzi objawy choroby u 40% chorych[potrzebny przypis].

U mężczyzn selen jest częściowo akumulowany w jądrach. Znajduje się także w spermie. W zależności od stężenia selenu w spermie obserwowano różną ruchliwość plemników[13].

Wysoki poziom selenu w organizmie ludzkim był błędnie traktowany jako element skutecznej profilaktyki chorób nowotworowych np. nowotwór płuc[14][15]. Badania roli selenu w zapobieganiu powstawania zmian nowotworowych dały wynik negatywny[16].

Polskie normy dziennego zapotrzebowania na selen[17]
Kto Norma w µg/dobę
niemowlęta 10-15
dzieci 20-30
dziewczęta 10–12 lat 45
dziewczęta > 12 lat 60
kobiety w ciąży 65
kobiety karmiące 75
chłopcy 10–12 lat 45
chłopcy 13–15 lat 60
chłopcy > 15 r.ż. i mężczyźni 70

Konieczność suplementacji selenu występuje u osób pozostających na całkowitym żywieniu pozajelitowym (pareneteralnym), osoby z ciężkim uszkodzeniem funkcji wchłaniania składników pokarmowych (np. choroba Leśniowskiego-Crohna, stan po usunięciu znacznej części jelita cienkiego). Odpowiedni poziom selenu w pożywieniu jest ważny u osób, które są w trakcie leczeniu chorób sercowo-naczyniowych, niepłodności, zapalenia trzustki i chorób układu oddechowego[18].

Nadmiar selenu jest szkodliwy; uważa się, że przekroczenie dawki 400 mikrogramów na dobę może prowadzić do zatrucia.

Niedobór selenu stwierdza się również w przypadku reumatoidalnego zapalenia stawów. Rozpowszechnienie występowania objawów niedoboru selenu w ogólnej populacji jest następstwem niewystarczającej podaży selenu w diecie, która wynika z małej zawartości tego pierwiastka w glebie na niektórych obszarach ziemi (m.in. w Polsce)[19].

UwagiEdytuj

  1. Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością.

PrzypisyEdytuj

  1. Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4.
  2. CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-83, ISBN 978-1-4987-5429-3 (ang.).
  3. selenium (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-04-10].
  4. Selenium (nr 229865) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-01]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  5. Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
  6. Selen (nr 229865) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-01]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  7. Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 252. OCLC 839118859.
  8. Karta charakterystyki selenu czarnego. Merck KGaA. [dostęp 2009-10-13]. (pol.).
  9. Joanna Kuczyńska, Marek Biziuk, Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego, „Chemia i Inżynieria Ekologiczna A”, 14 (S1), 2007, s. 47–64.
  10. Bugel S., Larsen E.H., Steenberg L.C., Moesgaard S et al.: Selenium from a high Se yeast supplement is well absorbed and retained in humans. Metal ions in Biology & Medicine: 8: 206-209 (2004).
  11. Erik H. Larsen i inni, Speciation and bioavailability of selenium in yeast-based intervention agents used in cancer chemoprevention studies, „Journal of AOAC International”, 87 (1), 2004, s. 225–232, DOI10.1093/jaoac/87.1.225, PMID15084104 [dostęp 2022-01-19] (ang.).
  12. Rachel Gimenes Albuquerque i inni, Why Should We Care About Selenium in Obstructive Sleep Apnea?, „Journal of clinical sleep medicine: JCSM: official publication of the American Academy of Sleep Medicine”, 13 (7), 2017, s. 931–932, DOI10.5664/jcsm.6674, PMID28502283, PMCIDPMC5482587 [dostęp 2022-01-19] (ang.).
  13. R. Scott i inni, The effect of oral selenium supplementation on human sperm motility, „British Journal of Urology”, 82 (1), 1998, s. 76–80, DOI10.1046/j.1464-410x.1998.00683.x, PMID9698665 [dostęp 2022-01-19] (ang.).
  14. P. Knekt i inni, Is low selenium status a risk factor for lung cancer?, „American Journal of Epidemiology”, 148 (10), 1998, s. 975–982, DOI10.1093/oxfordjournals.aje.a009574, PMID9829869 [dostęp 2022-01-19] (ang.).
  15. Margaret P. Rayman, Selenium in cancer prevention: a review of the evidence and mechanism of action, „The Proceedings of the Nutrition Society”, 64 (4), 2005, s. 527–542, DOI10.1079/pns2005467, PMID16313696 [dostęp 2022-01-19] (ang.).
  16. Marco Vinceti i inni, Selenium for preventing cancer, „The Cochrane Database of Systematic Reviews”, 1, 2018, CD005195, DOI10.1002/14651858.CD005195.pub4, PMID29376219, PMCIDPMC6491296 [dostęp 2022-01-19] (ang.).
  17. Henryk Gertig, Juliusz Przysławski, Bromatologia. Zarys nauki o żywności i żywieniu, wyd. 1, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2007, s. 358, ISBN 978-83-200-3603-9, OCLC 749476323.
  18. M.P. Rayman, The importance of selenium to human health, „The Lancet”, 356 (9225), 2000, s. 233–241, DOI10.1016/S0140-6736(00)02490-9, PMID10963212 [dostęp 2022-01-19] (ang.).
  19. Wojciech Wasowicz i inni, Selenium status of low-selenium area residents: Polish experience, „Toxicology Letters”, 137 (1–2), 2003, s. 95–101, DOI10.1016/s0378-4274(02)00383-1, PMID12505435 [dostęp 2022-01-19] (ang.).

Linki zewnętrzneEdytuj