Селен нахождение в природе

История – краткая справка

Впервые обнаружить селен удалось в 1817 году шведскому химику и минерологу Йёнсу Якобу Берцелиусу.

Вместе со своим товарищем, другим шведским ученым в сфере химии и минералогии Йоганном Готлибом Ганом барон Берцелиус при исследовании метода получения серной кислоты обнаружили в ней осадок красного и светло-коричневого цвета. Когда этот осадок поддали нагреву паяльной трубкой почувствовался слабовыраженный специфических запах, при этом из осадка сформировался свинцовый королек.

Подобный запах очень напоминал Теллур, однако получить Те из серной кислоты не получилось. Далее этот же запах был обнаружен и на рудниках по добычи серы (в швецком городе Фалуна). Далее упорный труд и исследования показали, что в осадке на самом деле находится другие, до 1817 года неизвестное вещество, которое и получило название – Selenium, т.е. селен.

Практическое применение Se получил в 1870х годах, когда английский инженер-электрик Уиллоуби Смит в 1873 обнаружил зависимость сопротивления этого вещества от освещения, из-за чего его начали активно использовать для производства фотофонов. Далее на основании селена уже делали измерители освещенности (экспонометры), различные электрические выпрямители и другие изобретения человечества.

Биологическая роль селена в живых организмах не впервые ли была описана в «The Bio-Chemical Journal» (Великобритания), в 1954 г1.

Элемент открыт Й. Я. Берцелиусом в 1817.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Название происходит от греч.σελήνη — Луна. Элемент назван так в связи с тем, что в природе он является спутником химически сходного с ним теллура (названного в честь Земли).

Отличные глянцевые кристаллы из горящих угольных отвалов. Ширина изображения — 1,8 мм. Германия, Северный Рейн-Вестфалия, Аахен, Альсдорф, шахта Анна

Селен нахождение в природе

Содержание селена в земной коре — около 500 мг/т. Основные черты геохимии селена в земной коре определяются близостью его ионного радиуса к ионному радиусу серы. Селен образует 37 минералов, среди которых в первую очередь должны быть отмечены ашавалит FeSe, клаусталит PbSe, тиманнит HgSe, гуанахуатит Bi2(Se, S)3, хастит CoSe2, платинит PbBi2(S, Se)3, ассоциирующие с различными сульфидами, а иногда также с касситеритом.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, V ряд, VI группа, в новой версии таблицы – 16 группа, 4 период.

  • Атомный номер – 34
  • Атомная масса – 78,96 г/моль
  • Электронная конфигурация – [Ar] 4s2 3d10 4p4
  • Температура плавления (°С) – 216,85
  • Температура кипения (°С) – 684,95
  • CAS: 7782-49-2

Физико-химические свойства. Чистый селен – халькоген, в устойчивой аллотропной форме представляющий собой серый хрупкий неметалл, который блестит на изломе.

Современным ученным известно 4 группы Se:

  • Серый металлический – наиболее устойчивая аллотропная форма;
  • Черный стекловидный;
  • Красный аморфный;
  • Красный кристаллический, который представлен тремя модификациями – альфа (α-Se – оранжево-красного цвета), бета (β-Se – темно-красного цвета) и гамма (γ-Se – красного цвета).

По сути, основная форма – серый селен, который при нагревании сначала расплавляется, формируя расплав того-же цвета, но при дальнейшем повышении температуры начинает улетучиваться коричневыми парами. Если в этот момент его резко охладить – появляются красные модификации Se.

По химическим свойствам очень схож с серой, однако имеет меньшую активность, в частности – не горит самостоятельно в воздухе. При горении излучает синее пламя, при котором он превращается в двуокись (SeO2). В расплавленном виде бурно реагирует на контакт со щелочными металлами.

В воде растворяется хорошо.

Нахождение в природе

Селен нахождение в природе
Селен нахождение в природе

Натуральный селен

Содержание селена в земной коре около 500 мг/т. Основные черты геохимии селена в земной коре определяются близостью его ионного радиуса к ионному радиусу серы. Селен образует 37 минералов, среди которых в первую очередь должны быть отмечены ашавалит FeSe, клаусталит PbSe, тиманнит HgSe, гуанахуатит Bi2(Se, S)3, хастит CoSe2, платинит PbBi2(S, Se)3, ассоциирующие с различными сульфидами, а иногда также с касситеритом.

Биологическая роль

Для чего нужен селен организму? Несмотря на свою токсичность, Se в форме селеноцистеина (аминокислота) входит в состав различных белков, в т.ч. специфических P, W. Кроме того, его можно обнаружить в некоторых гормонах (тиоредоксинредуктаза, глутатионпероксидаза, фосфоселенфосфатаза, йодотиронин-дейододиназа, фосфолипид-гидропероксид-глутатионпероксидаза).

Количество селена в организме взрослого среднестатистического человека, весом в 70-75 кг находится на уровне 10-14 мг. Больше всего нутриент присутствует в клетках таких органов, как – сердце, печень, почки, мужские репродуктивные органы (семенные канатики, яички).

Как мы уже и говорили, одна из главных функций селена в организме – антиоксидант (окислительно-восстановительные процессы), за счет чего кислотно-щелочной баланс находится на том уровне, который минимизирует появление воспалительных процессов, оседание и активное размножение патогенной микрофлоры, старение и прочие. В мире есть некоторые ученые, которые даже утверждают, что повышение кислотности в организме приводит к появлению онкологических болезней.

  • Участие в регулировании обменных процессов и метаболизме белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, гормонов;
  • Участие в образовании гормонов щитовидки – трийодтиронина, что способствует нормальному функционированию не только самой щитовидной железы, но и эндокринной системы ц велом;
  • Повышает усвоение организмом йода (I) и витамина Е, а также усиливает их действие;
  • Обладает иммуномодулирующим действием – за счет регулирования и стимулирования реактивности иммунной системы способствует активной защите организма от вирусной, бактериальной и других видов патогенной инфекции;
  • Исследования ученных показывают, что дополнительные дозы селена угнетают прогрессирование в развитии, активности и распространении злокачественных опухолей, тормозит развитие ВИЧ-инфекции, предотвращая ее перерождение в СПИД;
  • Находясь в составе глутатионпероксидазы восстанавливает поврежденные липиды (жиры) в клеточных мембранах, что предотвращает клетки от мутирования;
  • За счет все того же антиоксидантного действия предотвращает агрегацию тромбоцитов, тем самым защищает кровеносные русла от тромбов, что в свою очередь минимизирует появление атеросклероза, инфаркта, инсультов, ишемической болезни сердца и других заболеваний, обусловленных нарушением кровообращения.
  • Берет участие в репродуктивной функции у женщин и мужчин, причем у последних селен поддерживает потенцию и повышает подвижность сперматозоидов.
  • Замечено благотворное влияние и на больных бронхиальной астмой, за счет снижения выраженности симптоматики и улучшения дыхательной функции качество жизни таких людей существенно улучшается;
  • Поддерживает здоровье волос в виде их крепости и блеске.
  • В медицинской практике его используют в качестве дополнительного средства в лечении раковых заболеваний, а т.ч. продлевая жизнь онкобольным, а также профилактического средства от множества других болезней, особенно аллергического, инфекционного и эндокринного характера;
  • Является важным материалом для производства полупроводников;
  • Один из радиоактивных изотопов Se-75 применяют в дефектоскопе, в качестве излучателя гамма-лучей;
  • Входит в состав некоторых видов красок красного и розового цвета, причем, селен по некоторым источникам информации использовался для покраски стекла т.н. рубиновых звезд Кремля в Москве.

Входит в состав активных центров некоторых белков в форме аминокислоты селеноцистеина.

Микроэлемент, но большинство соединений достаточно токсично (селеноводород, селеновая и селенистая кислота) даже в средних концентрациях.

Получение

Значительные количества селена получают из шлама медно-электролитных производств, в котором селен присутствует в виде селенида серебра. Применяют несколько способов получения: окислительный обжиг с возгонкой SeO2; нагревание шлама с концентрированной серной кислотой, окисление соединений селена до SeO2 с его последующей возгонкой;

Суточная потребность

Суточная потребность в Se зависит от пола, возраста, дневного рациона и места проживания человека.

Рекомендуемые суточные дозы селена, опубликованные в прессе Института медицины и питания США:

  • Младенцы от 0 до 6 месяцев – 15 мкг;
  • Дети от 7 месяцев до 3х лет – 20 мкг;
  • Дети от 4 до 8 лет – 30 мкг;
  • Дети от 9 до 13 лет – 40 мкг;
  • Подростки и взрослые люди от 14 лет и старше – 55 мкг.
  • Во время беременности – 60 мкг;
  • В период кормления грудью – 70 мкг.

Согласно методическим рекомендациям Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека №2.3.1.1915-04 от 02.07.2004 г суточная норма селена для граждан России составляет от 70 до 150 мкг.

Важно понимать, что не следует приобретать препараты Se и употреблять повышенные их дозировки без консультации с врачом, а также, если Ваш пищевой рацион включает в себя продукты, восполняющие суточную необходимость в этом микронутриенте.

Суточная доза селена повышается для профилактики и лечения раковых болезней (до 200 мкг), при беременности и период кормления грудью, при жестких диетах или отсутствии в рационе продуктов, богатых на этот минерал.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Селен нахождение в природе
Селен нахождение в природе

Монокристаллический селен (99,9999 %)

Твёрдый селен имеет несколько аллотропных модификаций. Наиболее устойчивой модификацией является серый селен. Красный селен представляет собой менее устойчивую аморфную модификацию.

Селен нахождение в природе

При нагревании серого селена[4] он даёт серый же расплав, а при дальнейшем нагревании испаряется с образованием коричневых паров. При резком охлаждении паров селен конденсируется в виде красной аллотропной модификации.

Цвет минерала серый переходящий в сероватый черный, красновато- серый, красный
Цвет черты красный
Прозрачность непрозрачный
Блеск металлический
Спайность ясная совершенная по {0112}
Твердость (шкала Мооса) 2
Прочность гибкий
Плотность (измеренная) 4.8 г/см3
Радиоактивность (GRapi) 0
Магнетизм диамагнетик

Нехватка селена — симптомы

Дефицит Se может вызывать следующие нарушения в работе организма:

  • Ослабление иммунитета и повышенная восприимчивость к болезням различной этиологии, особенно инфекционного характера;
  • Уменьшение усвояемости йода, что в свою очередь приводит гипофункции щитовидной железы, изменению гормонального фона и развитию эндокринных болезней;
  • Ухудшению репродуктивной функции у мужчин и женщин;
  • Повышение риска развития заболеваний сердечно-сосудистой системы;
  • Слабость, повышенная утомляемость, болезненные ощущения в мышечных тканях;
  • Волосы становятся тусклыми и ломкими;
  • Наблюдается медленное заживление ран.

Причины нехватки Se

  • Отсутствие в рационе продуктов, богатых на селен, а также диеты, голодание;
  • Заболевания печени (гепатиты, цирроз);
  • Заболевания желудочно-кишечного тракта;
  • Отравления тяжелыми металлами;
  • Прием некоторых лекарственных препаратов – глюкокортикоидов (гормоны – «Преднизон»), антикоагулянтов, антитромбоцитарных, «Клозапин», «Цисплатин», «Депакот».

Химические свойства

Селен — аналог серы и проявляет степени окисления −2 (H2Se), 4 (SeO2) и 6 (H2SeO4). Однако, в отличие от серы, соединения селена в степени окисления 6 — сильнейшие окислители, а соединения селена (-2) — гораздо более сильные восстановители, чем соответствующие соединения серы.

Простое вещество — селен гораздо менее активно химически, чем сера. Так, в отличие от серы, селен не способен гореть на воздухе самостоятельно[5]. Окислить селен удаётся только при дополнительном нагревании, при котором он медленно горит синим пламенем, превращаясь в двуокись SeO2. Со щелочными металлами селен реагирует (весьма бурно) только будучи расплавленным[6].

В отличие от SO2, SeO2 — не газ, а кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Получить селенистую кислоту (SeO2 H2O → H2SeO3) ничуть не сложнее, чем сернистую. А действуя на неё сильным окислителем (например, HClO3), получают селеновую кислоту H2SeO4, почти такую же сильную, как серная.

Избыток селена

Как мы уже упоминали в этой статье – Se является достаточно токсичным веществом, высокие дозы которого поражают в первую очередь центральную нервную систему (ЦНС), печень и почки. Правда здесь также стоит оговориться, что наибольшую токсичность имеют – селеноводород, селениты лития и натрия, диоксид селена, диметилселен, дифенилселен, диэтилселен и метилэтилселен.

Отравление также могут вызвать повышенные дозы этого минерала в составе лекарственных препаратов, БАДов.

Получить токсическую дозу при употреблении продуктов, богатых на селен можно только если сильно постараться, т.е. скорее быстрее заболит живот от переедания, нежели от превышения суточной дозы.

Передозировка Se может наступить при суточной дозировке 400 мкг и вызвать следующие осложнения:

  • Боль в животе, который тревожит человека 2 и более дней, сопровождающийся учащенными позывами к дефекации, диареей, тошнотой, а иногда и приступами рвоты;
  • Нервные расстройства;
  • Депрессивные состояния;
  • Ухудшение здоровья волос и ногтей, вплоть до их потери;
  • Пожелтение кожи 9легкая форма желтухи);
  • Неприятных запах из рта;
  • При контакте с химически активными формами Se возможны дерматиты, ожоги, онемения, слезотечения, конъюнктивит и прочие.
  • Злоупотребление препаратами, в которых содержится это вещество.

Источники селена

В каких продуктах Se содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мкг на 100 г): орехи бразильские (250), горчица (133,6), грибы белые сушеные (100), мякоть кокоса (80), отруби пшеничные (77,6), печень индейки (71), печень утки (68), печень курицы (55), семечки подсолнуха (53), отруби овсяные (45,2), горбуша (44,6), треска (43), лосось (36,5), сельдь (36,5), кунжут (34,4), яйцо куриное (31), кукуруза (30), творог (30), рис (28,5), нут (28,5), репа (27), сыр (25), чеснок (25-14), фасоль (24,9), крупа ячневая (22,1), дрожжи (20), чечевица (19,6), крупа пшеничная (19), фисташки (19), соевые бобы (17,8), морская капуста (15), горох (13,1), карп (12,6), семена укропа (12,1), крупа гречневая (8,3), арахис (7), мука пшеничная (6), орех грецкий (4,9), миндаль (2,5), брокколи (2,5).

При термообработке продуктов часть содержащегося в них минерала уничтожается, поэтому рекомендуется щадящий режим готовки – на пару.

Химические источники (Se): «Селен», «Селенобел», «Селеназа», «Диномизан», витаминно-минеральные комплексы «Витрум плюс», «Мультимакс».

Синтез в организме: не синтезируется.

1. «Биохимический журнал: Потребность в селените и молибдате в образовании муравьиной дегидрогеназы членами группы бактерий coli-aerogenes». Авторы: Pinsent, Jane. 1954 г, 57 том, №1, страницы 10-16.

Изотопы

В природе существует 6 изотопов селена (74Se, 76Se, 77Se, 78Se, 80Se и 82Se), из них пять, насколько это известно, стабильны, а один (82Se) испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 9,7·1019 лет. Кроме того, искусственно созданы ещё 24 радиоактивных изотопа (а также 9 метастабильных возбуждённых состояний) в диапазоне массовых чисел от 65 до 94.

Изотоп Распространённость в природе, % Период полураспада
73Se 7,1 час.
74Se 0,87
75Se 120,4 сут.
76Se 9,02
77Se 7,58
77mSe 17,5 сек.
78Se 23,52
79Se 6,5·104 лет
79mSe 3,91 мин.
80Se 49,82
81Se 18,6 мин.
81mSe 62 мин.
82Se 9,19 9,7·1019 лет
83mSe 69 сек.
83Se 25 мин.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
MinProduct.ru