Ko mēs zinām par selēnu? Skolas ķīmijas stundās mums stāstīja, ka selēns ir ķīmisks elements, ar tā līdzdalību varējām risināt dažādus ķīmiskos vienādojumus un novērot reakcijas. Bet periodiskajā tabulā ir tik daudz elementu, ka nav iespējams aptvert visu informācijas apjomu. Tāpēc viss ir pateikts diezgan īsi.
Šajā rakstā varat detalizēti iepazīties ar elementu, ko sauc par "selēnu". Kas tas ir, kādas ir tā īpašības, kur dabā šo elementu var atrast un kā to izmanto rūpniecībā. Turklāt ir svarīgi zināt, kādu ietekmi tas atstāj uz mūsu ķermeni.
Kas ir selēns
Selēns (elements Selēns) ir ķīmisks elements, sēra analogs, kas ietilpst periodiskās tabulas 16. grupā (pēc agrākās klasifikācijas - 6.). Elementa atomu skaits ir 34, un atomu masa ir 78, 96. Elementam ir galvenokārt nemetāliskas īpašības. Dabā selēns ir sešu izotopu komplekss, kas parasti pavada sēru. Tas ir, tas ir atrodams vietās, kur tiek iegūts sērs. Tātad, noslēpumainais selēns -kas tas ir un kāpēc tas ir tik vērtīgs? Tam ir daudz noderīgu īpašību.
Selēna atklāšanas vēsture
Šo ķīmisko elementu 1817. gadā atklāja zviedru ķīmiķis un mineralogs Jöns Jakob Berzelius.
Zinātniskajā literatūrā ir stāsts par minerāla atklāšanu, ko stāstījis pats zinātnieks.
Viņš stāsta, ka tajā laikā viņš kopā ar citu zinātnieku Johanu Gotlību Ganu (kurš kļuva slavens kā mangāna atklājējs un pētīja tā īpašības) Gripsholmas pilsētā pētīja sērskābes iegūšanas metodi.
Laboratorijas eksperimentu laikā ar sērskābi tika konstatētas sarkanas nogulsnes ar vielas gaiši brūnas nokrāsas piejaukumu. Mijiedarbojoties ar pūtēju, no nogulumu materiāliem izdalījās viegla, reta smaka un izveidojās svina lodītes. Berlīnes zinātnieks Martins Klaprots apgalvoja, ka raksturīgas smakas klātbūtne norāda uz telūra klātbūtni. Bērzeliusa kolēģis arī atzīmēja, ka raktuvēs, kurās tiek iegūts šis skābes sērs (Faluņā), arī ir jūtama līdzīga smaka.
Cerot atrast šķīdumā retu, nesen atklātu metālu (telūriju), zinātnieki sāka pētīt nogulumus sīkāk, taču bez rezultātiem. Pēc tam, kad Bērzeliuss savāca visus produktus, kas bija sakrājušies vairāku mēnešu laikā, iegūstot sērskābi, sadedzinot sēru, un arī sāka pētīt.
Pētījumi ir parādījuši, ka jaunam, iepriekš nezināmam elementam ir līdzīgas īpašības kā telūram, bet tā nav. Tātad periodiskā tabula ieguva jaunu elementu- selēns.
Elementa nosaukuma izcelsme
Stāsts par jaunā elementa nosaukuma izcelsmi ir diezgan interesants. Mendeļejeva periodiskā tabula definē jauno elementu kā selēnu (Se). Tā nosaukumu ieguva no mūsu dabiskā pavadoņa nosaukuma.
Sākotnēji krievu publikācijās elements tika saukts par "selēnu" (XIX gadsimta desmitajos gados). Vēlāk, pēc 1835. gada, tika pieņemts nosaukums "selēns".
Selēna īpašības
Selēna formula – Se. Vielas kušanas temperatūra ir 217 (α-Se) un 170–180 grādi pēc Celsija (β-Se), un tā vārās 685 °C 0.
Oksidācija norāda, ka selēns izpaužas reakcijās: (-2), (+2), (+4), (+6), tas ir izturīgs pret gaisu, skābekli, ūdeni, sālsskābi un atšķaidītu sērskābi skābe.
Izšķīst augstas koncentrācijas slāpekļskābē, Aqua Regia, ilgāk šķīst sārmainā vidē ar oksidēšanos.
Selēna formas
Ir divas selēna modifikācijas:
- Kristālisks (monoklīniskā selēna a- un b-formas, sešstūra selēna g-formas).
- Amorfs (selēna pulverveida, koloidālās un stiklveida formas).
Amorfā sarkanā selēna modifikācija. Kas tas ir? Viena no nestabilajām elementu modifikācijām. Selēna pulverveida un koloidālās formas iegūst, vielu reducējot no selēna skābes šķīduma H2SeO3.
Melno stiklveida selēnu var iegūt, uzkarsējot jebkuras modifikācijas elementu līdz temperatūrai220 grādi pēc Celsija ar ātru dzesēšanu.
Sešstūrainam selēnam ir pelēka krāsa. Šo modifikāciju, termodinamiski visstabilāko, var iegūt arī karsējot līdz kušanas temperatūrai ar tālāku dzesēšanu līdz temperatūrai 180-210 grādi pēc Celsija. Ir nepieciešams kādu laiku izturēt šādu temperatūras režīmu.
Selēna oksīds
Ir vairāki oksīdi, kas veidojas selēna un skābekļa mijiedarbības rezultātā: SeO2, SeO3, SeO, Se 2O5. Tajā pašā laikā SeO2 un SeO3 ir selēna anhidrīdi (H2SeO3) un selēna (H2SeO4) skābes, kas veido selenīta un selenāta sāļus. SeO2 (labi šķīst ūdenī) un ir visstabilākais.
Interesanti eksperimenti ar selēnu
Pirms uzsākt eksperimentus ar šo elementu, der atcerēties, ka jebkuri savienojumi ar selēnu ir indīgi, tāpēc ir jāievēro visi drošības pasākumi, piemēram, jāvalkā aizsarglīdzekļi un jāveic reakcijas velkmes pārsegā.
Selēna krāsa parādās patīkamā reakcijā. Ja sēra dioksīdu, kas ir labs reducētājs, izlaiž caur kolbu ar selēnskābi, iegūtais šķīdums kļūs dzeltens, tad oranžs un visbeidzot asins sarkans.
Vājš šķīdums ļaus iegūt amorfu koloidālo selēnu. Ja selēnskābes koncentrācija ir augsta, reakcijas laikā nogulsnējas sarkans vai sarkanbrūns pulveris. Šis būsamorfa pulverveida selēna elementārā forma.
Lai viela nonāktu stiklveida stāvoklī, ir nepieciešams to uzkarsēt un strauji atdzesēt. Krāsa mainīsies uz melnu, bet sarkano nokrāsu var redzēt tikai tad, ja paskatās gaismā.
Kristālisko monoklīnisko selēnu būs nedaudz grūtāk iegūt. Lai to izdarītu, ņem nelielu daudzumu sarkanā pulvera un sajauc ar oglekļa disulfīdu. Tvertnei ar maisījumu jāpievieno atteces dzesinātājs un vāra 2 stundas. Drīzumā sāks veidoties gaiši oranžs šķidrums ar viegli zaļu nokrāsu, kas būs lēnām jāiztvaicē traukā zem filtrpapīra.
Selēna lietošana
Selēns pirmo reizi tika izmantots keramikas un stikla rūpniecībā. Par to mums stāsta 1965. gada izdevuma "Reto metālu rokasgrāmata".
Selēnu pievieno stikla masai, lai izmainītu stikla krāsu, likvidētu zaļganu nokrāsu, kas rada dzelzs savienojumu piejaukumu. Lai iegūtu rubīna stiklu stikla rūpniecībā, tiek izmantots selēna un kadmija savienojums (kadmoselīts CdSe). Keramikas ražošanā kadmozelīts piešķir tai sarkanu krāsu un iekrāso arī emaljas.
Nelielu daudzumu selēna izmanto kā pildvielu gumijas rūpniecībā un arī tērauda rūpniecībā, lai iegūtos sakausējumus padarītu smalkgraudainus.
Lielākā daļa pusvadītāju tehnoloģiju ir izgatavotas, izmantojot selēnu. Tas bija galvenais iemesls šādas vielas izmaksu pieaugumam,kā selēns. Cena pieauga no USD 3,3 līdz USD 33 par kilogramu attiecīgi 1930. un 1956. gadā.
Selēna izmaksas pasaules tirgū 2015. gadā bija 68 USD par 1 kg. Savukārt 2012. gadā kilograms šī metāla maksāja aptuveni 130 USD kilogramā. Pieprasījums pēc selēna (cena to apstiprina) krītas lielā piedāvājuma dēļ.
Šo vielu plaši izmanto arī fotoiekārtu ražošanā.
Selēna klātbūtne cilvēka organismā
Mūsu organismā ir aptuveni 10-14 miligrami šīs vielas, kas vairāk koncentrējas tādos orgānos kā aknas, nieres, sirds, liesa, sēkliniekos un spermas virves vīriešiem, kā arī kodolos. no šūnām.
Cilvēka organisma nepieciešamība pēc tāda mikroelementa kā selēns ir zema. Tikai 55-70 mikrogrami pieaugušajiem. Tiek uzskatīts, ka maksimālā dienas deva ir 400 mikrogrami. Tomēr ir slimība, ko sauc par Kešana slimību, kas rodas, ja šī elementa trūkst. Līdz aptuveni 60. gadiem selēns tika uzskatīts par toksisku vielu, kas negatīvi ietekmē cilvēka ķermeni. Taču pēc detalizētas izpētes tika izdarīti pretēji secinājumi.
Bieži vien, konstatējot patoloģisku selēna saturu, ārsti var izrakstīt īpašus preparātus, kas satur cinka-selēna-magnija kombināciju – vielas, kuras kombinācijā kompensēs tā deficītu organismā. Protams, neizslēdzot pārtiku, kas satur selēnu.
Ietekme uz ķermeni
Selēnam šajā procesā ir ļoti liela nozīmeorganisma dzīvībai svarīgās funkcijas:
- tas aktivizē imūnsistēmu - "stimulē" leikocītus aktīvāk ietekmēt kaitīgos mikroorganismus (vīrusus);
- palēnina novecošanās procesu organismā;
- samazina aritmijas, pēkšņas koronārās nāves vai anoksijas risku, palēninot holesterīna oksidāciju;
- paātrina asins plūsmu smadzenēs, aktivizējot garīgo darbību, mazina blūza un depresijas simptomus (nogurums, letarģija, depresija un nemiers);
- palēnina vēža šūnu attīstību ar antioksidanta īpašībām;
- aktīvi selēns cīnās ar brīvajiem radikāļiem;
- mijiedarbojoties ar E vitamīnu, tas darbojas kā pretiekaisuma līdzeklis.
Protams, nevar ignorēt tik svarīgu mikroelementa īpašību kā palīdzību cīņā pret bīstamiem vīrusiem: HIV/AIDS, hepatītu, Ebolu.
Selēna klātbūtnes dēļ vīruss paliek šūnas iekšienē; viela novērš vīrusa izplatīšanos visā organismā. Bet, ja selēna ir par maz, tad tā funkcija nedarbojas pareizi.
Selēna uzņemšana kombinācijā ar jodu palīdzēs apturēt progresējošu vairogdziedzera slimību (tiroksīna deficītu), kā arī atsevišķos gadījumos stimulēs slimības regresiju (biežāk bērniem).
Arī medicīnā selēnu izmanto cukura diabēta profilaksei, jo tas paātrina glikozes patēriņu organismā.
Zāles ar vitamīniem var izrakstīt grūtniecēm. Tas palīdz tikt galā ar toksikozes simptomiem, mazina nogurumu unuzmundrinās jūs.
Selēna deficīts
Kāpēc organismā var pietrūkt tādas vielas kā selēns? Kas tas ir – "selēna deficīts" un kā ar to cīnīties? Patiesībā šī ir nepatīkama slimība, neskatoties uz to, ka tā notiek diezgan reti.
Svarīgi zināt, ka šīs vielas lielākais ienaidnieks, protams, ir ogļhidrāti – cieti saturoši, saldi. Kombinācijā ar tiem selēns organismā ļoti slikti uzsūcas, un tas var izraisīt tā deficītu.
Kādas ir trūkuma pazīmes? Pirmkārt, jāatzīmē, ka ar selēna deficītu samazināsies efektivitāte un vispārējais garastāvoklis.
Selēna trūkums vājina imūnsistēmu, kā rezultātā organisms kļūst uzņēmīgāks pret dažādām slimībām, gan garīgām, gan fiziskām.
Tāpat ar šīs vielas deficītu organismā tiek traucēts E vitamīna asimilācijas process.
Galvenās selēna deficīta pazīmes ir: sāpes muskuļos un locītavās, priekšlaicīgs nogurums, anēmija, saasinātas nieru un aizkuņģa dziedzera slimības.
Bet, ja jūtat kādu no simptomiem, nekādā gadījumā nevajadzētu pašārstēties ar medikamentiem. Noteikti apmeklējiet ārstu un konsultējieties par nepieciešamību lietot noteiktas zāles. Pretējā gadījumā jūs varat patstāvīgi izraisīt selēna pārpalikumu, kas dažos gadījumos ir sliktāks. Piemēram, ja cilvēks ar vēzi nekontrolēti lieto selēnu, ķīmijterapija (ķīmijterapija) var nedarboties.
Pārmērīgs selēns
Piesātinājums ar selēnu arī negatīvi ietekmē organismu. Galvenās pārpalikuma pazīmes ir: matu un nagu bojājumi, zobu bojājumi, nogurums un pastāvīgi nervu sabrukumi, ēstgribas zudums, dermatīta parādīšanās, artrīts, kā arī ādas dzeltenums un lobīšanās.
Bet, ja jūs nestrādājat selēna ieguves objektos vai nedzīvojat netālu no vietām, kur šī viela tiek iegūta, tad jūs nevarat baidīties no liekā selēna organismā.
Ar selēnu bagāti pārtikas produkti
Lielākā daļa selēna ir gaļā un aknās – cūkgaļā, liellopu gaļā, vistas, pīļu vai tītara aknās. Piemēram, 100 grami tītara aknu satur 71, bet cūkgaļa - 53 mikrogramus selēna.
100 grami astoņkāju gaļas satur 44,8 mikrogramus selēna. Tāpat uzturā jāiekļauj tādi ēdieni kā garneles, sarkanās zivis, olas, kukurūza, rīsi, pupiņas, miežu putraimi un lēcas, kvieši, zirņi, brokoļi, neaktīvs maizes raugs (apstrādāts ar ūdeni, kas uzsildīts līdz 60 grādiem). Neaizmirstiet par riekstiem – arī pistācijas, mandeles, valrieksti un zemesrieksti satur selēnu, lai arī nelielos daudzumos.
Vērts arī atcerēties, ka pārtikas pārstrādes laikā viela zūd, konservos un koncentrātos selēna ir uz pusi mazāk nekā svaigā pārtikā. Tāpēc, kad vien iespējams, ir nepieciešams patērēt pēc iespējas vairāk svaigu pārtikas produktu ar selēnu.
