• Ciência

Selênio

Selenium (Se) , para Elemento químico nogrupo de oxigênio(Grupo 16 [VIa] da tabela periódica), intimamente aliado nas propriedades químicas e físicas com os elementos enxofre e telúrio. O selênio é raro, compondo aproximadamente 90 partes por bilhão da crosta de terra . É ocasionalmente encontrado não combinado, acompanhando o enxofre nativo, mas é mais frequentemente encontrado em combinação com metais pesados ​​( cobre , mercúrio , chumbo ou prata) em alguns minerais. A principal fonte comercial de selênio é um subproduto do refino de cobre; seus principais usos são na fabricação de equipamentos eletrônicos, em pigmentos e na fabricação de vidro. O selênio é um metalóide (um elemento intermediário nas propriedades entre os metais e os não-metais). A forma cinza e metálica do elemento é a mais estável em condições normais; esta forma tem a propriedade incomum de aumentar muito a condutividade elétrica quando exposta à luz. Selênio compostos são tóxicos para os animais; plantas cultivadas em solos seleníferos podem concentrar o elemento e se tornar venenosas.

Encyclopædia Britannica, Inc.

História

Em 1817 químico sueco Jöns Jacob Berzelius notou uma substância vermelha resultante de minérios de sulfeto das minas de Falun, na Suécia. Quando este material vermelho foi investigado no ano seguinte, ele provou ser um elemento e foi nomeado após a Lua ou a deusa da Lua Selene. Um minério com teor de selênio incomumente alto foi descoberto por Berzelius poucos dias antes de ele fazer seu relatório sobre o selênio às sociedades científicas do mundo. Seu senso de humor fica evidente no nome que deu ao minério, eucairite , ou seja, na hora certa.

Ocorrência e usos

A proporção de selênio na crosta terrestre é cerca de 10^-5a 10^-6por cento. Foi obtido principalmente a partir das lamas anódicas (depósitos e materiais residuais do anodo) no refino eletrolítico de cobre e níquel . Outras fontes são os pós de combustão na produção de cobre e chumbo e os gases formados na torrefação das pirites. O selênio acompanha o cobre no refino desse metal: cerca de 40% do selênio presente no minério original pode se concentrar no cobre depositado em processos eletrolíticos. Cerca de 1,5 kg de selênio podem ser obtidos a partir de uma tonelada de cobre fundido.

Quando incorporado em pequenas quantidades ao vidro, o selênio serve como um descolorante; em grandes quantidades, ele confere ao vidro uma cor vermelha clara que é útil em luzes de sinalização. O elemento também é empregado na fabricação de esmaltes vermelhos para cerâmica e aço, bem como na vulcanização de borracha para aumentar a resistência à abrasão.

Os esforços de refinamento do selênio são maiores na Alemanha, Japão, Bélgica e Rússia.

Alotropia

A alotropia do selênio não é tão extensa quanto a do enxofre, e os alótropos não foram estudados tão exaustivamente. Apenas duas variedades cristalinas de selênio são compostas de Se cíclico₈moléculas: designadas α e β, ambas existem como cristais monoclínicos vermelhos. Um alótropo cinza com propriedades metálicas é formado pela manutenção de qualquer uma das outras formas a 200–220 ° C e é o mais estável em condições normais.

A amorfo (não cristalino), a forma vermelha e pulverulenta de selênio resulta quando uma solução de selênio ácido ou um de seus sais é tratado comdióxido de enxofre. Se as soluções forem muito diluídas, partículas extremamente finas dessa variedade produzem uma suspensão coloidal vermelha transparente. O vidro vermelho transparente resulta de um processo semelhante que ocorre quando o vidro fundido contendo selenitos é tratado com carbono . Uma variedade de selênio vítreo, quase preto, é formado pelo resfriamento rápido de outras modificações de temperaturas acima de 200 ° C. A conversão desta forma vítrea em alótropos cristalinos vermelhos ocorre ao aquecê-la acima de 90 ° C ou ao mantê-la em contato com solventes orgânicos, como clorofórmio, etanol ou benzeno.

Preparação

O selênio puro é obtido a partir das lamas e lamas formadas na produção ácido sulfúrico . O selênio vermelho impuro é dissolvido em ácido sulfúrico na presença de um agente oxidante, como nitrato de potássio ou certos compostos de manganês. Ambos os ácidos seleniosos, H _doisSeO₃, e ácido selênico, H_doisSeO₄, são formados e podem ser lixiviados de material insolúvel residual. Outros métodos utilizam oxidação por ar (torrefação) e aquecimento com carbonato de sódio para dar selenito de sódio solúvel, Na_doisSeO₃· 5H_doisO, e selenato de sódio, Na_doisSeO₄. O cloro também pode ser empregado: sua ação sobre metal selenetos produzem compostos voláteis, incluindo dicloreto de selênio, SeCl_dois; tetracloreto de selênio, SeCl₄; dicloreto de selênio, Se_dois Cl _dois; e oxicloreto de selênio, SeOCl_dois. Em um processo, esses compostos de selênio são convertidos pela água em ácido selenioso. O selênio é finalmente recuperado pelo tratamento do ácido selênio com dióxido de enxofre.

O selênio é um componente comum de minérios avaliados por seu conteúdo de prata ou cobre; torna-se concentrado nas lamas depositadas durante a purificação eletrolítica dos metais. Métodos foram desenvolvidos para separar o selênio dessas limos, que também contêm um pouco de prata e cobre. Derretendo o limo forma seleneto de prata, Ag_doisSeleneto de Se e cobre (I), Cu_doisSe. O tratamento desses selenídeos com ácido hipocloroso, HOCl, fornece selenitos e selenatos solúveis, que podem ser reduzidos com dióxido de enxofre. A purificação final do selênio é realizada por destilação repetida.

Propriedades físico-elétricas

A propriedade física mais notável do selênio cristalino é sua fotocondutividade: na iluminação, a condutividade elétrica aumenta mais de 1.000 vezes. Esse fenômeno resulta da promoção ou excitação de elétrons mantidos de maneira relativamente frouxa pela luz para estados de energia mais elevados (chamados de níveis de condução), permitindo a migração de elétrons e, portanto, a condutividade elétrica. Em contraste, os elétrons de metais típicos já estão em níveis ou bandas de condução, capazes de fluir sob a influência de uma força eletromotriz.

A resistividade elétrica do selênio varia em uma tremenda faixa, dependendo de variáveis ​​como a natureza do alótropo, impurezas, o método de refino, temperatura e pressão. A maioria dos metais é insolúvel em selênio e as impurezas não metálicas aumentam a resistividade.

A iluminação do selênio cristalino por 0,001 segundo aumenta sua condutividade por um fator de 10 a 15 vezes. A luz vermelha é mais eficaz do que a luz de comprimento de onda mais curto.

É tirada vantagem dessas propriedades fotoelétricas e de fotossensibilidade do selênio na construção de uma variedade de dispositivos que podem traduzir variações em intensidade da luz em corrente elétrica e, em seguida, em efeitos visuais, magnéticos ou mecânicos. Dispositivos de alarme, dispositivos mecânicos de abertura e fechamento, sistemas de segurança, televisão, filmes sonoros e xerografia dependem da propriedade semicondutora e da fotossensibilidade do selênio. A retificação da corrente elétrica alternada (conversão em corrente contínua) tem sido realizada há anos por dispositivos controlados com selênio. Muitas aplicações de fotocélulas que usam selênio foram substituídas por outros dispositivos que usam materiais mais sensíveis, mais facilmente disponíveis e mais facilmente fabricados do que o selênio.

Compostos

Em seus compostos, o selênio existe nos estados de oxidação de -2, +4 e +6. Isto manifestos uma tendência distinta de formar ácidos nos estados de oxidação mais elevados. Embora o elemento em si não seja venenoso, muitos de seus compostos são extremamente tóxicos.

O selênio combina-se diretamente com o hidrogênio, resultando em seleneto de hidrogênio, H_doisSe, um gás incolor e malcheiroso que é um cumulativo Poção. Também forma selenetos com a maioria dos metais (por exemplo, alumínio seleneto, seleneto de cádmio e seleneto de sódio).

Em combinação com o oxigênio, ocorre como dióxido de selênio, SeO_dois, um branco, sólido , substância polimérica em forma de cadeia que é um reagente importante na química orgânica. A reação deste óxido com água produz ácido selenioso, H_doisSeO₃.

O selênio forma uma variedade de compostos nos quais o átomo de selênio está ligado a um átomo de oxigênio e a um átomo de halogênio. Um exemplo notável é o oxicloreto de selênio, SeO_doisCl_dois(com o selênio no estado de oxidação +6), um solvente extremamente poderoso. O ácido mais importante do selênio é o ácido selênico, H_doisSeO₄, que é tão forte quanto o ácido sulfúrico e mais facilmente reduzido.

Compartilhar: