Selen
34 Se Układ okresowy pierwiastków
Selen czarny, szary (α) i czerwony (β) Selen czarny, szary (α) i czerwony (β)
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.	Selen, Se, 34
Grupa, okres, blok	16 , 4, p
Właściwości metaliczne	niemetal
Właściwości atomowe Masa atomowa 78,96 Promień atomowy 115 (obl. 103) pm Promień walencyjny 116 pm Promień van der Waalsa 116 pm Konfiguracja elektronowa [Ar]4s23d104p4 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 6 Elektroujemność 2,55 ( Pauling ) 2,48 ( Allred ) Stopień utlenienia ±2, 4, 6 Właściwości kwasowe tlenków silnie kwasowe
Właściwości fizyczne Stan skupienia stały Gęstość 4790 kg/m³ Twardość 2 Kolor szary (α), czerwony (β) lub czarny (bezpostaciowy) Temperatura topnienia 494 K 220,85 °C Temperatura wrzenia 957,8 K 684,65 °C Objętość molowa 16,42×10-6 m³/ mol Ciepło parowania 26,3 kJ/mol Ciepło topnienia 6,694 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 0,695 Pa (494 K) Prędkość dźwięku 3350 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane Ciepło właściwe 320 J/(kg*K) Konduktywność 1,0×10-4 S /m Przewodność cieplna 2,04 W/(m*K) Potencjały jonizacyjne I. 941 kJ/mol II. 2045 kJ/mol III. 2973,7 kJ/mol IV. 4144 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 72Se {syn.} 8,4 dni w.e. 0,335 72 As 74Se 0,89% stabilny izotop z 40 neutronami 75Se {syn.} 119,779 dni w.e. 0,864 75 As 76Se 9,36% stabilny izotop z 42 neutronami 77Se 7,63% stabilny izotop z 43 neutronami 78Se 23,78% stabilny izotop z 44 neutronami 79Se {syn.} 1,13×106 lat β- 0,151 79 Br 80Se 49,61% stabilny izotop z 46 neutronami 82Se 8,73% 1,08×1020 lat β-β- 2,995 82 Kr
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

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.

Pierwiastek ten został odkryty w roku 1817 przez J. J. Berzeliusa . Nazwa pochodzi od greckiego słowa selene – księżyc (bo zawsze występował obok telluru , łac. tellus – ziemia).

Występowanie i otrzymywanie

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 (SeO₂) 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 selen otrzymuje się redukując hydrazyną kwas selenowy(VI) (H₂SeO₄).

Z punktu widzenia odżywiania bogatym źródłem selenu jest pszenica , brązowy ryż , owies , pestki dyni , a także drób , półtłuste mleko , chude mięso i ryby .

Zastosowania

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 (SeS₂) stosowany jest w szamponach przeciwłupieżowych i w lekach przeciwgrzybiczych, a selenian sodu (Na₂SeO₃) jest silnym insektycydem.

Właściwości chemiczne

Z racji położenia w układzie okresowym selen właściwościami nieco przypomina siarkę . Kwas selenowy(VI) (H₂SeO₄), podobnie jak kwas siarkowy(VI) , jest kwasem mocnym o silnych właściwościach utleniających (jednak znacznie silniejszych niż kwas siarkowy). W odróżnieniu od kwasu siarkowego(VI) ani jego spalanie , ani odwadnienie nie prowadzi do uzyskania trójtlenku selenu (SeO₃). Selenki (Se^2-) w środowisku zasadowym łatwo przechodzą na wyższe stopnie utlenienia.

W wyniku reakcji selenu z chlorem powstaje brązowa ciecz Se₂Cl₂, która po ogrzaniu dysproporcjonuje do czystego selenu i bezbarwnego czterochlorku selenu (SeCl₄).

Odmiany alotropowe

Selen ma trzy odmiany alotropowe . Odmiana α to srebrzystoszary, kruchy metal. Utlenia się on na powietrzu powoli, nie reaguje z wodą , lecz reaguje zarówno z kwasami , jak i zasadami . Odmiana β to czerwone ciało amorficzne. Jest bardzo reaktywny, pali się na powietrzu i gwałtownie reaguje z wodą . Odmiana γ to szkliste szaroróżowe ciało stałe. Jest to odmiana pośrednia między odmianami alfa i beta – uzyskuje się ją, gwałtownie schładzając ciekły selen. Handlowo dostępny jest także bezpostaciowy selen czarny^[1].

Związki

Selen tworzy związki analogiczne do związków siarki, np.

• selenek dimetylowy,
• tlenochlorek selenu,
• dwutlenek selenu,
• selenowodór .

Znaczenie biologiczne

Selen jest jednym z niezbędnych ultraelementów , który 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.^[2] Najwyższą bioprzyswajalnością charaketyzuje się selen pozyskiwany z drożdży ^[3][4]. 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 . Chroni on czerwone krwinki i błony komórkowe przed szkodliwym wpływem wolnych rodników .

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 aż u 40% chorych.

U mężczyzn połowa selenu akumulowanego w organizmie znajduje się w jądrach i gruczołach płciowych, a także w produkowanej przez nich spermie , wpływając w ten sposób na podtrzymanie sprawności seksualnej mężczyzn ^[5].

Selen zapobiega powstawaniu zmian nowotworowych w różnych narządach i tkankach. Liczne badania potwierdzają, że selen zmniejsza ryzyko występowania wszystkich nowotworów a w szczególności raka wątroby, prostaty, jelita grubego oraz raka płuc ^[6][7]. Bardzo ważne znaczenie odgrywa suplementacja selenem przez palaczy, którzy szczególnie są narażeni na raka płuc, bowiem selen zmniejsza ryzyko zachorowania na raka płuc przez palaczy. W celu potwierdzenia roli selenu w zapobieganiu powstawania zmian nowotworowych, międzynarodowa grupa naukowców z Danii, Szwecji oraz Wielkiej Brytanii prowadzi szeroko zakrojone randomizowane badanie "Prevention of Cancer by Intervention with Selenium" (PRECISE) ^[8]. Amerykańska organizacja Food and Drug Administration (FDA) zezwoliła producentom selenowanych suplementów na podanie wskazań zdrowotnych informujących, że "suplementacja selenem może zmniejszyć ryzyko pewnych rodzajów raka"

Zalecane (przez amerykańską agencję FDA ) dobowe spożycie selenu wynosi dla osób dorosłych 55 mikrogramów . Praktycznie, stosując normalną dietę nie ma możliwości wytworzenia niedoboru selenu^[]. Konieczność suplementacji selenu występuje u palaczy, u mieszkańców terenów ubogich w selen, 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 ). Suplementacja diety selenem jest zalecana w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych, niepłodności, zapalenia trzustki i astmy. Ponadto badania epidemiologiczne potwierdziły, że obniżone spożywanie selenu może być jednym z istotnych czynników zwiekszających ryzyko występowania nowotworów u ludzi ^[10].

Nadmiar selenu jest szkodliwy i uważa się że przekroczenie dawki 400 mikrogramów na dobę może prowadzić do objawów zatrucia. Jednakże ryzyko przedawkowania przy stosowaniu naturalnych preparatów selenowych jest niewielkie (dawki nawet do 800 µg dziennie nie okazały się toksyczne).

Niedobór selenu przyczynia się do ograniczenia sprawności układu odpornosciowego oraz w niektórych przypadkach do intensyfikacji postępów choroby. 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 (także w Polsce, gdyż Polska należy do krajów o niskiej zawartości selenu w glebie)^[11]. Niedobór objawia się powiększeniem i niewydolnością serca , a także objawami wola , i niedoczynności tarczycy . Czyni również organizm bardziej podatnym na działanie związków rakotwórczych . Niedobór u kobiet w ciąży może powodować nieodwracalne zmiany płodu , zwiększa ryzyko zachorowania na choroby serca i wątroby .

Przypisy

Linki zewnętrzne

• Dietary Supplement Fact Sheet: Selenium ( ang. ). National Institutes of Health , Office of Dietary Supplements. [dostęp 2009-10-13].