Selen - Selenium
| Selen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Aussprache |
/ S ɪ l í n i ə m / |
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| Aussehen | schwarze, rote und graue (nicht abgebildete) Allotrope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standardatomgewicht A r, std (Se) | 78,971 (8) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Selen im Periodensystem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Ordnungszahl ( Z ) | 34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe | Gruppe 16 (Chalkogene) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zeitraum | Zeitraum 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Block | p-Block | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Reaktives Nichtmetall , manchmal als Metalloid angesehen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronen pro Schale | 2, 8, 18, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalische Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase bei STP | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 494 K (221 ° C, 430 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 958 K (685 ° C, 1265 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte (in der Nähe von RT ) | grau: 4,81 g / cm 3 alpha: 4,39 g / cm 3 glasartig: 4,28 g / cm 3 |
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| wenn flüssig (bei mp ) | 3,99 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kritischer Punkt | 1766 K, 27,2 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | grau: 6,69 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 95,48 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molare Wärmekapazität | 25,363 J / (mol · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dampfdruck
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| Atomeigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | −2 , −1, +1, +2 , +3, +4 , +5, +6 (ein stark saures Oxid) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | Pauling-Skala: 2,55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionisierungsenergien | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius | empirisch: 120 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 120 ± 16 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals Radius | 190 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spektrallinien von Selen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Andere Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Natürliches Vorkommen | ursprünglich | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | sechseckig | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit dünner Stab | 3350 m / s (bei 20 ° C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeausdehnung | amorph: 37 um / (m · K) (bei 25ºC) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | amorph: 0,519 W / (m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetische Bestellung | diamagnetisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetische Suszeptibilität | –25,0 · 10 –6 cm 3 / mol (298 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elastizitätsmodul | 10 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schubmodul | 3,7 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volumenmodul | 8,3 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| QUERKONTRAKTIONSZAHL | 0,33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohs Härte | 2.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brinellhärte | 736 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | 7782-49-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Geschichte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Benennung | nach Selene , griechische Mondgöttin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entdeckung und erste Isolation | Jöns Jakob Berzelius und Johann Gottlieb Gahn (1817) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Haupt Isotope von Selen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Selen ist ein chemisches Element mit dem Symbol Se und der Ordnungszahl 34. Es ist ein Nichtmetall (seltener als Metalloid betrachtet ) mit Eigenschaften, die zwischen den Elementen oben und unten im Periodensystem , Schwefel und Tellur , liegen und Ähnlichkeiten mit aufweisen Arsen . Es kommt selten in seinem elementaren Zustand oder als reine Erzverbindungen in der Erdkruste vor. Selen - aus dem Altgriechischen σελήνη (selḗnē) "Mond" - wurde 1817 von Jöns Jacob Berzelius entdeckt , der die Ähnlichkeit des neuen Elements mit dem zuvor entdeckten Tellur (benannt nach der Erde) feststellte .
Selen kommt in Metallsulfiderzen vor und ersetzt dort teilweise den Schwefel. Kommerziell entsteht Selen als Nebenprodukt bei der Raffination dieser Erze, meist während der Produktion. Mineralien, die reine Selenid- oder Selenatverbindungen sind, sind bekannt, aber selten. Die hauptsächlichen kommerziellen Verwendungen von Selen sind heute die Glasherstellung und Pigmente . Selen ist ein Halbleiter und wird in Fotozellen verwendet . Früher wichtige Anwendungen in der Elektronik wurden größtenteils durch Siliziumhalbleiterbauelemente ersetzt . Selen wird immer noch in einigen Arten von Überspannungsschutzgeräten und einem Typ von fluoreszierenden Quantenpunkten verwendet .
Selensalze sind in großen Mengen toxisch, aber Spurenmengen sind für die Zellfunktion in vielen Organismen, einschließlich aller Tiere, notwendig. Selen ist ein Bestandteil vieler Multivitamine und anderer Nahrungsergänzungsmittel, einschließlich Säuglingsnahrung . Es ist Bestandteil der antioxidativen Enzyme Glutathionperoxidase und Thioredoxinreduktase (die indirekt bestimmte oxidierte Moleküle in Tieren und einigen Pflanzen reduzieren ). Es ist auch in drei Deiodinase- Enzymen enthalten, die ein Schilddrüsenhormon in ein anderes umwandeln . Der Selenbedarf in Pflanzen unterscheidet sich je nach Art, wobei einige Pflanzen relativ große Mengen benötigen und andere anscheinend keine.
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Selen bildet mehrere Allotrope , die sich mit Temperaturänderungen in Abhängigkeit von der Temperaturänderungsrate umwandeln. Bei der Herstellung in chemischen Reaktionen ist Selen normalerweise ein amorphes , ziegelrotes Pulver. Wenn es schnell geschmolzen wird, bildet es die schwarze, glasartige Form, die üblicherweise im Handel als Perlen verkauft wird. Die Struktur von schwarzem Selen ist unregelmäßig und komplex und besteht aus Polymerringen mit bis zu 1000 Atomen pro Ring. Black Se ist ein spröder, glänzender Feststoff, der in CS 2 schwer löslich ist . Beim Erhitzen erweicht es bei 50 ° C und wandelt sich bei 180 ° C in graues Selen um; Die Umwandlungstemperatur wird durch die Anwesenheit von Halogenen und Aminen verringert .
Die roten α-, β- und γ-Formen werden aus Lösungen von schwarzem Selen durch Variieren der Verdampfungsrate des Lösungsmittels (üblicherweise CS 2 ) hergestellt. Sie haben alle relativ niedrige monokline Kristallsymmetrien und enthalten nahezu identische gekräuselte Se 8 -Ringe mit unterschiedlichen Anordnungen wie bei Schwefel . Die Packung ist in der α-Form am dichtesten. In den Se 8 -Ringen beträgt der Se-Se-Abstand 233,5 pm und der Se-Se-Se-Winkel 105,7 °. Andere Selen-Allotrope können Se 6 - oder Se 7 -Ringe enthalten.
Die stabilste und dichteste Form von Selen ist grau und hat ein hexagonales Kristallgitter, das aus helikalen Polymerketten besteht, wobei der Se-Se-Abstand 237,3 um und der Se-Se-Se-Winkel 130,1 ° beträgt. Der Mindestabstand zwischen den Ketten beträgt 343,6 Uhr. Graues Se wird durch mildes Erhitzen anderer Allotrope, durch langsames Abkühlen von geschmolzenem Se oder durch Kondensieren von Se-Dampf direkt unter dem Schmelzpunkt gebildet. Während andere Se-Formen Isolatoren sind, ist graues Se ein Halbleiter, der eine merkliche Photoleitfähigkeit zeigt . Im Gegensatz zu den anderen Allotropen ist es in CS 2 unlöslich . Es widersteht der Oxidation durch Luft und wird nicht von nicht oxidierenden Säuren angegriffen . Mit starken Reduktionsmitteln bildet es Polyselenide. Selen zeigt nicht die Viskositätsänderungen, die Schwefel beim allmählichen Erhitzen erfährt.
Optische Eigenschaften
Aufgrund seiner Verwendung als Fotoleiter in Flachbild-Röntgendetektoren (siehe unten ) waren die optischen Eigenschaften von Dünnfilmen aus amorphem Selen (α-Se) Gegenstand intensiver Forschung.
Isotope
Selen hat sieben natürlich vorkommende Isotope . Fünf davon, 74 Se, 76 Se, 77 Se, 78 Se, 80 Se, sind stabil, wobei 80 Se am häufigsten vorkommt (49,6% natürliche Häufigkeit). Ebenfalls natürlich vorkommend ist das langlebige Urradionuklid 82 Se mit einer Halbwertszeit von 9,2 × 10 19 Jahren. Die Nicht-Ur-Radioisotop 79 Sie tritt auch in winzigen Mengen in Uran Erzen als ein Produkt der Kernspaltung . Selen hat auch zahlreiche instabile synthetische Isotope im Bereich von 64 Se bis 95 Se; Am stabilsten sind 75 Se mit einer Halbwertszeit von 119,78 Tagen und 72 Se mit einer Halbwertszeit von 8,4 Tagen. Isotope, die leichter als die stabilen Isotope sind, unterliegen hauptsächlich einem Beta-Plus-Zerfall zu Isotopen von Arsen , und Isotope, die schwerer als die stabilen Isotope sind, unterliegen einem Beta-Minus-Zerfall zu Isotopen von Brom , wobei einige geringfügige Neutronenemissionsverzweigungen in den schwersten bekannten Isotopen auftreten.
| Isotop | Natur | Ursprung | Halbes Leben |
|---|---|---|---|
| 74 Se | Ursprünglich | Stabil | |
| 76 Se | Ursprünglich | Stabil | |
| 77 Se | Ursprünglich | Spaltprodukt | Stabil |
| 78 Se | Ursprünglich | Spaltprodukt | Stabil |
| 79 Se | Spur | Spaltprodukt | 327 000 Jahre |
| 80 Se | Ursprünglich | Spaltprodukt | Stabil |
| 82 Se | Ursprünglich | Spaltprodukt * | ~ 10 20 Jahre |
Chemische Komponenten
Selenverbindungen existieren üblicherweise in den Oxidationsstufen –2, +2, +4 und +6.
Chalkogenverbindungen
Selen bildet zwei Oxide : Selendioxid (SeO 2 ) und Selentrioxid (SeO 3 ). Selendioxid entsteht durch die Reaktion von elementarem Selen mit Sauerstoff:
- Se 8 + 8 O 2 → 8 SeO 2
Es ist ein polymerer Feststoff, der in der Gasphase monomere SeO 2 -Moleküle bildet . Es löst sich in Wasser unter Bildung von Selensäure , H 2 SeO 3 . Selensäure kann auch direkt durch Oxidation von elementarem Selen mit Salpetersäure hergestellt werden :
- 3 Se + 4 HNO 3 + H 2 O → 3 H 2 SeO 3 + 4 NO
Im Gegensatz zu Schwefel, der ein stabiles Trioxid bildet , ist Selentrioxid thermodynamisch instabil und zersetzt sich oberhalb von 185 ° C zum Dioxid:
- 2 SeO 3 → 2 SeO 2 + O 2 (ΔH = –54 kJ / mol)
Selentrioxid wird im Labor durch Reaktion von wasserfreiem Kaliumselenat (K 2 SeO 4 ) und Schwefeltrioxid (SO 3 ) hergestellt.
Salze von selenous Säure Seleniten genannt. Dazu gehören Silberselenit (Ag 2 SeO 3 ) und Natriumselenit (Na 2 SeO 3 ).
Schwefelwasserstoff reagiert mit wässriger Selensäure unter Bildung von Selendisulfid :
- H 2 SeO 3 + 2 H 2 S → SeS 2 + 3 H 2 O.
Selendisulfid besteht aus 8-gliedrigen Ringen. Es hat eine ungefähre Zusammensetzung von SeS 2 , wobei einzelne Ringe in der Zusammensetzung variieren, wie Se 4 S 4 und Se 2 S 6 . Selendisulfid wurde in Shampoos als Antischuppenmittel , Inhibitor in der Polymerchemie, Glasfarbstoff und Reduktionsmittel in Feuerwerkskörpern verwendet .
Selentrioxid kann durch Dehydratisierung von Selensäure H 2 SeO 4 synthetisiert werden , die selbst durch Oxidation von Selendioxid mit Wasserstoffperoxid hergestellt wird :
- SeO 2 + H 2 O 2 → H 2 SeO 4
Heiße, konzentrierte Selensäure kann mit Gold unter Bildung von Gold (III) -selenat reagieren.
Halogenverbindungen
Iodide von Selen sind nicht gut bekannt. Das einzige stabile Chlorid ist Selenmonochlorid (Se 2 Cl 2 ), das besser als Selen (I) -chlorid bekannt sein könnte; das entsprechende Bromid ist ebenfalls bekannt. Diese Spezies sind strukturell analog zu dem entsprechenden Disulfurdichlorid . Selendichlorid ist ein wichtiges Reagenz bei der Herstellung von Selenverbindungen (z. B. bei der Herstellung von Se 7 ). Es wird durch Behandeln von Selen mit Sulfurylchlorid (SO 2 Cl 2 ) hergestellt. Selen reagiert mit Fluor unter Bildung von Selenhexafluorid :
- Se 8 + 24 F 2 → 8 SeF 6
Selenhexafluorid (SeF 6 ) ist im Vergleich zu seinem Schwefelgegenstück ( Schwefelhexafluorid ) reaktiver und ein toxischer Lungenreizstoff . Einige der Selen Oxihalogenide, wie Selen oxyfluoride (SeOF 2 ) und Selenoxychlorid (SeOCl 2 ) wurden als Speziallösemittel verwendet.
Selenide
Analog zum Verhalten anderer Chalkogene bildet Selen Wasserstoffselenid , H 2 Se. Es ist ein stark riechendes , giftiges und farbloses Gas. Es ist saurer als H 2 S. In Lösung ionisiert es zu HSe - . Das Seleniddianion Se 2− bildet eine Vielzahl von Verbindungen, einschließlich der Mineralien, aus denen Selen kommerziell gewonnen wird. Veranschaulichende Selenide umfassen Quecksilberselenid (HgSe), Bleiselenid (PbSe), Zinkselenid (ZnSe) und Kupferindiumgalliumdiselenid (Cu (Ga, In) Se 2 ). Diese Materialien sind Halbleiter . Bei hoch elektropositiven Metallen wie Aluminium neigen diese Selenide zur Hydrolyse:
- Al 2 Se 3 + 3 H 2 O → Al 2 O 3 + 3 H 2 Se
Alkalimetallselenide reagieren mit Selen unter Bildung von Polyseleniden, Se2−
n, die als Ketten existieren.
Andere Verbindungen
Tetraseleniumtetranitrid, Se 4 N 4 , ist eine explosive orange Verbindung analog zu Tetrasulfurtetranitrid (S 4 N 4 ). Es kann durch Reaktion von Selentetrachlorid (SeCl 4 ) mit [((CH
3)
3Si)
2N]
2Se .
Selen reagiert mit Cyaniden zu Selenocyanaten :
- 8 KCN + Se 8 → 8 KSeCN
Organoseleniumverbindungen
Selen, insbesondere in der II-Oxidationsstufe, bildet stabile Bindungen an Kohlenstoff , die strukturell analog zu den entsprechenden Organoschwefelverbindungen sind . Besonders häufig sind Selenide (R 2 Se, Analoga von Thioethern ), Diselenide (R 2 Se 2 , Analoga von Disulfiden ) und Selenole (RSeH, Analoga von Thiolen ). Vertreter von Seleniden, Diseleniden und Selenolen umfassen jeweils Selenomethionin , Diphenyldiselenid und Benzolselenol . Das Sulfoxid in der Schwefelchemie wird in der Selenchemie durch die Selenoxide (Formel RSe (O) R) dargestellt, die Zwischenprodukte in der organischen Synthese sind, wie durch die Selenoxid-Eliminierungsreaktion veranschaulicht . In Übereinstimmung mit den durch die Doppelbindungsregel angegebenen Trends werden Selenoketone R (C = Se) R und Selenaldehyde R (C = Se) H selten beobachtet.
Geschichte
Selen ( griechisch σελήνη selene bedeutet "Mond") wurde 1817 von Jöns Jacob Berzelius und Johan Gottlieb Gahn entdeckt . Beide Chemiker besaßen eine Chemiefabrik in der Nähe von Gripsholm , Schweden, in der Schwefelsäure nach dem Bleikammerverfahren hergestellt wurde . Der Pyrit aus der Falun-Mine erzeugte einen roten Niederschlag in den Bleikammern, von dem angenommen wurde, dass er eine Arsenverbindung ist, so dass die Verwendung des Pyrits zur Herstellung von Säure eingestellt wurde. Berzelius und Gahn wollten den Pyrit verwenden und beobachteten auch, dass der rote Niederschlag beim Verbrennen nach Meerrettich roch . Dieser Geruch war nicht typisch für Arsen, aber ein ähnlicher Geruch war aus Tellurverbindungen bekannt . In Berzelius 'erstem Brief an Alexander Marcet wurde daher festgestellt, dass es sich um eine Tellurverbindung handelt. Der Mangel an Tellurverbindungen in den Mineralien der Falun-Mine führte schließlich dazu, dass Berzelius den roten Niederschlag erneut analysierte, und 1818 schrieb er einen zweiten Brief an Marcet, in dem er ein neu gefundenes Element beschrieb, das Schwefel und Tellur ähnlich war . Aufgrund seiner Ähnlichkeit mit dem nach der Erde benannten Tellur benannte Berzelius das neue Element nach dem Mond .
1873 stellte Willoughby Smith fest, dass der elektrische Widerstand von grauem Selen vom Umgebungslicht abhängt. Dies führte zu seiner Verwendung als Zelle zum Erfassen von Licht. Die ersten kommerziellen Produkte mit Selen wurden Mitte der 1870er Jahre von Werner Siemens entwickelt . Die Selenzelle wurde in dem 1879 von Alexander Graham Bell entwickelten Photophon verwendet . Selen überträgt einen elektrischen Strom proportional zur Lichtmenge, die auf seine Oberfläche fällt. Dieses Phänomen wurde bei der Konstruktion von Lichtmessgeräten und ähnlichen Geräten verwendet. Die Halbleitereigenschaften von Selen fanden zahlreiche andere Anwendungen in der Elektronik. Die Entwicklung von Selengleichrichtern begann in den frühen 1930er Jahren und ersetzte Kupferoxidgleichrichter, weil sie effizienter waren. Diese dauerten in kommerziellen Anwendungen bis in die 1970er Jahre, danach wurden sie durch kostengünstigere und noch effizientere Siliziumgleichrichter ersetzt .
Selen wurde später wegen seiner Toxizität für Industriearbeiter medizinisch bekannt. Selen wurde auch als wichtiges veterinärmedizinisches Toxin anerkannt, das bei Tieren auftritt, die Pflanzen mit hohem Selengehalt gefressen haben. 1954 entdeckte die Biochemikerin Jane Pinsent die ersten Hinweise auf spezifische biologische Funktionen von Selen in Mikroorganismen . Es wurde 1957 als essentiell für das Leben von Säugetieren entdeckt. In den 1970er Jahren wurde gezeigt, dass es in zwei unabhängigen Sätzen von Enzymen vorhanden ist . Darauf folgte die Entdeckung von Selenocystein in Proteinen. In den 1980er Jahren wurde gezeigt, dass Selenocystein vom Codon UGA codiert wird . Der Rekodierungsmechanismus wurde zuerst bei Bakterien und dann bei Säugetieren erarbeitet (siehe SECIS-Element ).
Auftreten
Natives (dh elementares) Selen ist ein seltenes Mineral, das normalerweise keine guten Kristalle bildet. Wenn dies jedoch der Fall ist, handelt es sich um steile Rhomboeder oder winzige nadelförmige (haarartige) Kristalle. Die Isolierung von Selen wird häufig durch die Anwesenheit anderer Verbindungen und Elemente erschwert.
Selen kommt auf natürliche Weise in einer Reihe anorganischer Formen vor, einschließlich Selenid , Selenat und Selenit , aber diese Mineralien sind selten. Das übliche Mineral Selenit ist kein Selenmineral und enthält kein Selenit-Ion , sondern eine Art Gips (Calciumsulfathydrat), das lange vor der Entdeckung von Selen als Selen für den Mond bezeichnet wurde. Selen wird am häufigsten als Verunreinigung gefunden, die einen kleinen Teil des Schwefels in Sulfiderzen vieler Metalle ersetzt.
In lebenden Systemen kommt Selen in den Aminosäuren Selenomethionin , Selenocystein und Methylselenocystein vor . In diesen Verbindungen spielt Selen eine analoge Rolle wie Schwefel. Eine andere natürlich vorkommende Organoseleniumverbindung ist Dimethylselenid .
Bestimmte Böden sind selenreich und Selen kann von einigen Pflanzen biokonzentriert werden. In Böden kommt Selen am häufigsten in löslichen Formen wie Selenat (analog zu Sulfat) vor, die durch Abfluss sehr leicht in Flüsse ausgelaugt werden. Meerwasser enthält erhebliche Mengen an Selen.
Anthropogene Selenquellen sind die Verbrennung von Kohle sowie der Abbau und das Schmelzen von Sulfiderzen.
Produktion
Selen wird am häufigsten aus produziert Elenid in vielen Sulfiderzen , wie die von Kupfer , Nickel oder Blei . Die elektrolytische Metallraffinierung ist besonders produktiv für Selen als Nebenprodukt, das aus dem Anodenschlamm von Kupferraffinerien gewonnen wird. Eine weitere Quelle war der Schlamm aus den Bleikammern von Schwefelsäureanlagen , ein Verfahren, das nicht mehr angewendet wird. Selen kann aus diesen Schlämmen durch eine Reihe von Methoden raffiniert werden. Das meiste elementare Selen entsteht jedoch als Nebenprodukt bei der Raffination von Kupfer oder der Herstellung von Schwefelsäure . Seit seiner Erfindung macht die Herstellung von Kupfer durch Lösungsmittelextraktion und Elektrogewinnung (SX / EW) einen zunehmenden Anteil an der weltweiten Kupferversorgung aus. Dies verändert die Verfügbarkeit von Selen, da nur ein vergleichsweise kleiner Teil des Selens im Erz mit dem Kupfer ausgelaugt wird.
Bei der industriellen Herstellung von Selen wird üblicherweise Selendioxid aus Rückständen gewonnen, die bei der Reinigung von Kupfer anfallen. Die übliche Herstellung aus dem Rückstand beginnt dann durch Oxidation mit Natriumcarbonat unter Bildung von Selendioxid, das mit Wasser gemischt und unter Bildung von Selensäure angesäuert wird ( Oxidationsschritt ). Selensäure wird mit Schwefeldioxid durchperlt ( Reduktionsschritt ), um elementares Selen zu ergeben.
Weltweit wurden 2011 rund 2.000 Tonnen Selen produziert, hauptsächlich in Deutschland (650 t), Japan (630 t), Belgien (200 t) und Russland (140 t). Die Gesamtreserven wurden auf 93.000 Tonnen geschätzt. Diese Daten schließen zwei große Hersteller aus: die USA und China. Ein früherer starker Anstieg wurde im Jahr 2004 von 4 bis 5 USD auf 27 USD / lb beobachtet. Der Preis war zwischen 2004 und 2010 mit etwa 30 US-Dollar pro Pfund (in 100-Pfund-Losen) relativ stabil, stieg jedoch 2011 auf 65 US-Dollar pro Pfund. Der Verbrauch im Jahr 2010 war wie folgt aufgeteilt: Metallurgie - 30%, Glasherstellung - 30%, Landwirtschaft - 10%, Chemikalien und Pigmente - 10% und Elektronik - 10%. China ist mit 1.500 bis 2.000 Tonnen / Jahr der dominierende Selenkonsument.
Anwendungen
Düngemittel
Die Forscher fanden heraus, dass die Anwendung von Selendünger auf Salatkulturen die Anreicherung von Blei und Cadmium verringerte . Pfirsiche und Birnen, denen ein Blatt-Selen-Spray verabreicht wurde, enthielten höhere Selen-Gehalte und blieben bei Lagerung auch länger fest und reif. In niedrigen Dosen hat Selen eine vorteilhafte Wirkung auf die Pflanzenresistenz gegen verschiedene Umweltstressfaktoren gezeigt, einschließlich Trockenheit, UV-B, Salzgehalt des Bodens und kalte oder heiße Temperaturen. Es kann jedoch Pflanzen bei höheren Dosen schädigen.
Manganelektrolyse
Während der Elektrogewinnung von Mangan verringert die Zugabe von Selendioxid die zum Betrieb der Elektrolysezellen erforderliche Leistung . China ist zu diesem Zweck der größte Verbraucher von Selendioxid. Für jede Tonne Mangan werden durchschnittlich 2 kg Selenoxid verwendet.
Glasherstellung
Die größte kommerzielle Verwendung von Se, die etwa 50% des Verbrauchs ausmacht, ist die Herstellung von Glas. Diese Verbindungen verleihen Glas eine rote Farbe. Diese Farbe hebt die grünen oder gelben Farbtöne auf, die durch für die meisten Gläser typische Eisenverunreinigungen entstehen. Zu diesem Zweck werden verschiedene Selenit- und Selenatsalze zugesetzt. Für andere Anwendungen kann eine rote Farbe erwünscht sein, die durch Gemische von CdSe und CdS erzeugt wird.
Legierungen
Selen wird zusammen mit Wismut in Messing verwendet , um giftigeres Blei zu ersetzen . Die Regulierung von Blei in Trinkwasseranwendungen wie in den USA mit dem Safe Drinking Water Act von 1974 machte eine Reduzierung des Bleigehalts in Messing erforderlich. Das neue Messing wird unter dem Namen EnviroBrass vermarktet. Wie Blei und Schwefel verbessert Selen die Bearbeitbarkeit von Stahl bei Konzentrationen um 0,15%. Selen bewirkt die gleiche Verbesserung der Bearbeitbarkeit bei Kupferlegierungen.
Lithium-Selen-Batterien
Die Lithium-Selen-Batterie (Li-Se) ist eines der vielversprechendsten Systeme zur Energiespeicherung in der Familie der Lithiumbatterien. Die Li-Se-Batterie ist eine Alternative zur Lithium-Schwefel-Batterie mit dem Vorteil einer hohen elektrischen Leitfähigkeit.
Solarzellen
Kupfer-Indium-Gallium-Selenid ist ein Material, das in Solarzellen verwendet wird.
Fotoleiter
Amorphe Selen (α-Se) -Dünnfilme haben Anwendung als Fotoleiter in Flachbild-Röntgendetektoren gefunden . Diese Detektoren verwenden amorphes Selen, um einfallende Röntgenphotonen direkt einzufangen und in elektrische Ladung umzuwandeln.
Gleichrichter
Selengleichrichter wurden erstmals 1933 eingesetzt. Ihre Verwendung wurde bis in die 1990er Jahre fortgesetzt.
Andere Verwendungen
Kleine Mengen von Organoseleniumverbindungen wurden verwendet, um die für die Vulkanisation zur Herstellung von Kautschuk verwendeten Katalysatoren zu modifizieren .
Die Nachfrage der Elektronikindustrie nach Selen ist rückläufig. Seine photovoltaischen und photoleitenden Eigenschaften sind immer noch beim Fotokopieren , bei Fotozellen , Lichtmessgeräten und Solarzellen nützlich . Die Verwendung als Fotoleiter in Normalpapierkopierern war einst eine der Hauptanwendungen, aber in den 1980er Jahren lehnte die Fotoleiteranwendung ab (obwohl es sich immer noch um eine große Endanwendung handelte), da immer mehr Kopierer auf organische Fotoleiter umstellten. Obwohl früher weit verbreitet, wurden Selengleichrichter größtenteils durch Bauelemente auf Siliziumbasis ersetzt (oder werden ersetzt). Die bemerkenswerteste Ausnahme ist der Überspannungsschutz bei Gleichstrom , bei dem die überlegenen Energiefähigkeiten von Selenunterdrückern sie wünschenswerter machen als Metalloxid-Varistoren .
Zinkselenid war das erste Material für blaue LEDs , aber Galliumnitrid dominiert diesen Markt. Cadmiumselenid war ein wichtiger Bestandteil von Quantenpunkten . Blätter aus amorphem Selen wandeln Röntgenbilder in Ladungsmuster in der Xeroradiographie und in Festkörper-Flachbild-Röntgenkameras um. Ionisiertes Selen (Se + 24) ist eines der aktiven Medien, die in Röntgenlasern verwendet werden.
Selen ist ein Katalysator bei einigen chemischen Reaktionen, wird jedoch aufgrund von Toxizitätsproblemen nicht häufig verwendet. In der Röntgenkristallographie hilft der Einbau eines oder mehrerer Selenatome anstelle von Schwefel bei der anomalen Dispersion mit mehreren Wellenlängen und der anomalen Dispersionsphaseneinstellung mit einer Wellenlänge .
Selen wird zum Tonen von Fotodrucken verwendet und von zahlreichen Fotoherstellern als Toner verkauft. Selen intensiviert und erweitert den Tonwertbereich von fotografischen Schwarzweißbildern und verbessert die Beständigkeit von Drucken.
75 Se wird als Gammaquelle in der industriellen Radiographie verwendet.
Verschmutzung
In hohen Konzentrationen wirkt Selen als Umweltverunreinigung . Zu den Verschmutzungsquellen zählen Abfälle aus bestimmten Produktionsbetrieben in den Bereichen Bergbau, Landwirtschaft, Petrochemie und Industrie. In Belews Lake North Carolina wurden 19 Fischarten aus dem See entfernt, da von 1974 bis 1986 150 bis 200 μg Se / L Abwasser aus einem Kohlekraftwerk von Duke Energy eingeleitet wurden. Im Kesterson National Wildlife Refuge in Kalifornien wurden Tausende von Fischen und Wasservögeln durch Selen in der landwirtschaftlichen Bewässerungsentwässerung vergiftet.
Bei Fischen mit hohen Selenkonzentrationen im Gewebe können erhebliche physiologische Veränderungen auftreten. Fisch von Selen betroffen sind, können Schwellung der Kiemen erleben Lamellen , die behindert die Sauerstoffdiffusion über die Kiemen und den Blutfluss in den Kiemen. Die Atmungskapazität ist aufgrund der Selenbindung an Hämoglobin weiter verringert . Andere Probleme sind Degeneration des Lebergewebes, Schwellung um das Herz, beschädigte Eifollikel in den Eierstöcken, Katarakte und Ansammlung von Flüssigkeit in der Körperhöhle und im Kopf. Selen verursacht häufig einen missgebildeten Fischfötus, der Probleme beim Füttern oder Atmen haben kann. Eine Verzerrung der Flossen oder der Wirbelsäule ist ebenfalls häufig. Erwachsene Fische können trotz ihrer Unfähigkeit, lebensfähige Nachkommen zu zeugen, gesund erscheinen.
Selen wird in aquatischen Lebensräumen bioakkumuliert . Dies führt zu höheren Konzentrationen in Organismen als im umgebenden Wasser. Organoseleniumverbindungen können durch Zooplankton über 200.000 Mal konzentriert werden, wenn die Wasserkonzentrationen im Bereich von 0,5 bis 0,8 μg Se / L liegen. Anorganisches Selen reichert sich im Phytoplankton leichter an als im Zooplankton. Phytoplankton kann anorganisches Selen um den Faktor 3000 konzentrieren. Eine weitere Konzentration durch Bioakkumulation erfolgt entlang der Nahrungskette, da Raubtiere selenreiche Beute konsumieren. Es wird empfohlen, eine Wasserkonzentration von 2 μg Se / L als sehr gefährlich für empfindliche Fische und Wasservögel zu betrachten. Eine Selenvergiftung kann durch das Ei von den Eltern auf die Nachkommen übertragen werden, und eine Selenvergiftung kann über viele Generationen bestehen bleiben. Die Fortpflanzung von Stockenten ist bei Nahrungskonzentrationen von 7 ug Se / l beeinträchtigt. Viele benthische Wirbellose können Selenkonzentrationen von bis zu 300 μg / l Se in ihrer Nahrung tolerieren.
Biologische Rolle
| Gefahren | |
|---|---|
| NFPA 704 (Feuerdiamant) | |
Obwohl es in großen Dosen toxisch ist, ist Selen ein essentieller Mikronährstoff für Tiere. In Pflanzen kommt es als Bystander-Mineral vor, manchmal in toxischen Anteilen im Futter (einige Pflanzen können Selen anreichern, um den Verzehr durch Tiere zu verhindern, aber andere Pflanzen wie Locoweed benötigen Selen, und ihr Wachstum weist auf das Vorhandensein von Selen hin Im Boden). Weitere Informationen zur Pflanzenernährung finden Sie weiter unten.
Selen ist Bestandteil der ungewöhnlichen Aminosäuren Selenocystein und Selenomethionin . Beim Menschen ist Selen ein Spurenelement- Nährstoff, der als Cofaktor für die Reduktion von antioxidativen Enzymen wie Glutathionperoxidasen und bestimmten Formen der Thioredoxinreduktase bei Tieren und einigen Pflanzen fungiert (dieses Enzym kommt in allen lebenden Organismen vor, jedoch nicht in allen Formen davon in Pflanzen benötigen Selen).
Die Glutathionperoxidase- Familie von Enzymen (GSH-Px) katalysiert bestimmte Reaktionen, die reaktive Sauerstoffspezies wie Wasserstoffperoxid und organische Hydroperoxide entfernen :
- 2 GSH + H 2 O 2 ---- GSH-Px → GSSG + 2 H 2 O.
Die Schilddrüse und jede Zelle, die Schilddrüsenhormon verwendet, verwenden Selen, einen Cofaktor für die drei der vier bekannten Arten von Schilddrüsenhormon- Deiodinasen , die verschiedene Schilddrüsenhormone und ihre Metaboliten aktivieren und dann deaktivieren. Die Iodthyronin-Deiodinasen sind die Unterfamilie der Deiodinase-Enzyme, die Selen als ansonsten seltene Aminosäure Selenocystein verwenden. (Nur die Deiodinase Iodotyrosin-Deiodinase , die auf die letzten Abbauprodukte des Schilddrüsenhormons wirkt, verwendet kein Selen.)
Selen kann die Hashimoto-Krankheit hemmen , bei der körpereigene Schilddrüsenzellen als fremd angegriffen werden. Bei einer Nahrungsaufnahme von 0,2 mg Selen wird eine Reduktion der TPO-Antikörper um 21% berichtet.
Erhöhtes Selen in der Nahrung verringert die Auswirkungen der Quecksilbertoxizität, obwohl es nur bei niedrigen bis bescheidenen Quecksilberdosen wirksam ist. Es gibt Hinweise darauf, dass die molekularen Mechanismen der Quecksilbertoxizität die irreversible Hemmung von Selenoenzymen umfassen, die erforderlich sind, um oxidative Schäden im Gehirn und im endokrinen Gewebe zu verhindern und umzukehren. Ein Antioxidans, Selenonein, das aus Selen gewonnen wird und im Blut von Rotem Thun vorhanden ist, ist Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen hinsichtlich seiner möglichen Rolle bei entzündlichen und chronischen Krankheiten, der Entgiftung mit Methylquecksilber und oxidativen Schäden.
Evolution in der Biologie
Vor etwa drei Milliarden Jahren treiben prokaryotische Selenoproteinfamilien die Entwicklung von Selenocystein, einer Aminosäure, voran. Selen wird als Selenocystein in mehrere prokaryotische Selenoproteinfamilien in Bakterien, Archaeen und Eukaryoten eingebaut, wobei Selenoproteinperoxiredoxine bakterielle und eukaryotische Zellen vor oxidativen Schäden schützen. Selenoproteinfamilien von GSH-Px und die Deiodinasen von eukaryotischen Zellen scheinen einen bakteriellen phylogenetischen Ursprung zu haben. Die Selenocystein-haltige Form kommt bei so unterschiedlichen Arten wie Grünalgen, Kieselalgen, Seeigeln, Fischen und Hühnern vor. Selenenzyme sind an den kleinen reduzierenden Molekülen Glutathion und Thioredoxin beteiligt . Eine Familie selenhaltiger Moleküle (die Glutathionperoxidasen ) zerstört Peroxid und repariert beschädigte peroxidierte Zellmembranen mithilfe von Glutathion. Ein anderes selenhaltiges Enzym in einigen Pflanzen und Tieren ( Thioredoxinreduktase ) erzeugt reduziertes Thioredoxin, ein Dithiol, das als Elektronenquelle für Peroxidasen dient, sowie das wichtige reduzierende Enzym Ribonukleotidreduktase , das DNA-Vorläufer aus RNA-Vorläufern herstellt.
Spurenelemente, die an den Aktivitäten von GSH-Px- und Superoxiddismutaseenzymen beteiligt sind, dh Selen, Vanadium , Magnesium , Kupfer und Zink , haben möglicherweise in einigen Gebieten mit terrestrischem Mineralmangel gefehlt. Meeresorganismen behielten ihre Selenoproteome bei und erweiterten sie manchmal, während die Selenoproteome einiger terrestrischer Organismen reduziert wurden oder vollständig verloren gingen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass Wasserlebewesen mit Ausnahme von Wirbeltieren die Verwendung von Selen unterstützen, während terrestrische Lebensräume zu einer verringerten Verwendung dieses Spurenelements führen. Meeresfische und Schilddrüsen von Wirbeltieren weisen die höchste Konzentration an Selen und Jod auf. Vor etwa 500 Millionen Jahren optimierten Süßwasser- und Landpflanzen langsam die Produktion von "neuen" endogenen Antioxidantien wie Ascorbinsäure (Vitamin C), Polyphenolen (einschließlich Flavonoiden), Tocopherolen usw. Einige davon erschienen in jüngerer Zeit in der letzte 50–200 Millionen Jahre in Früchten und Blüten von Angiospermenpflanzen. Tatsächlich entwickelten sich die Angiospermen (der heute vorherrschende Pflanzentyp) und die meisten ihrer antioxidativen Pigmente während der späten Jurazeit .
Die Deiodinase- Isoenzyme bilden eine weitere Familie von eukaryotischen Selenoproteinen mit identifizierter Enzymfunktion. Deiodinasen können Elektronen aus Iodiden und Iodide aus Iodthyroninen extrahieren. Sie sind somit in Schilddrüsen-Hormonregulation beteiligt ist , in dem Schutz der Teilnehmer Thyreozyten vor Schäden durch H 2 O 2 erzeugen für Schilddrüsenhormon - Biosynthese. Vor etwa 200 Millionen Jahren wurden neue Selenoproteine als Säugetier-GSH-Px-Enzyme entwickelt.
Nahrungsquellen für Selen
Nahrungsselen kommt aus Fleisch, Nüssen, Getreide und Pilzen. Paranüsse sind die reichhaltigste Nahrungsquelle (obwohl dies bodenabhängig ist, da die Paranüsse für ihren eigenen Bedarf keine hohen Mengen des Elements benötigen).
Die in den USA empfohlene Tagesdosis (RDA) für Selen für Jugendliche und Erwachsene beträgt 55 µg / Tag. Selen als Nahrungsergänzungsmittel ist in vielen Formen erhältlich, einschließlich Multivitamin- / Mineralstoffzusätzen, die typischerweise 55 oder 70 µg / Portion enthalten. Selenspezifische Ergänzungen enthalten typischerweise entweder 100 oder 200 µg / Portion.
Im Juni 2015 veröffentlichte die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) ihre endgültige Regelung zur Festlegung der Mindest- und Höchstmenge an Selen in Säuglingsnahrung .
Es wird angenommen, dass der Selengehalt im menschlichen Körper im Bereich von 13 bis 20 mg liegt.
Indikator Pflanzenarten
Bestimmte Pflanzenarten gelten als Indikatoren für einen hohen Selengehalt des Bodens, da sie einen hohen Selengehalt benötigen, um gedeihen zu können. Die wichtigsten Selenindikatorpflanzen sind Astragalus- Arten (einschließlich einiger Locoweeds ), Prinzfahne ( Stanleya sp.), Waldastern ( Xylorhiza sp.) Und Falschgoldkraut ( Oonopsis sp.).
Nachweis in biologischen Flüssigkeiten
Selen kann in Blut, Plasma, Serum oder Urin gemessen werden, um eine übermäßige Umwelt- oder berufliche Exposition zu überwachen, eine Vergiftungsdiagnose bei Krankenhausopfern zu bestätigen oder einen Verdacht auf eine tödliche Überdosierung zu untersuchen. Einige Analysetechniken können organische von anorganischen Formen des Elements unterscheiden. Sowohl organische als auch anorganische Formen von Selen werden vor der Ausscheidung im Urin im Körper weitgehend in Monosaccharidkonjugate (Selenzucker) umgewandelt. Krebspatienten, die täglich orale Dosen von Selenothionin erhalten, können sehr hohe Plasma- und Urinselenkonzentrationen erreichen.
Toxizität
Obwohl Selen ein essentielles Spurenelement ist , ist es bei übermäßiger Einnahme toxisch. Das Überschreiten des tolerierbaren oberen Aufnahmewerts von 400 Mikrogramm pro Tag kann zu Selenose führen. Dieser tolerierbare obere Aufnahmewert von 400 µg basiert hauptsächlich auf einer 1986 durchgeführten Studie mit fünf chinesischen Patienten, die offensichtliche Anzeichen einer Selenose aufwiesen, und einer Folgestudie an denselben fünf Personen im Jahr 1992. Die Studie von 1992 ergab tatsächlich, dass die maximale sichere Aufnahme von Se über die Nahrung liegt ungefähr 800 Mikrogramm pro Tag (15 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht), aber 400 Mikrogramm pro Tag empfohlen, um ein Ungleichgewicht der Nährstoffe in der Ernährung zu vermeiden und mit Daten aus anderen Ländern übereinzustimmen. In China haben Menschen, die Mais aus extrem selenreicher Steinkohle (kohlenstoffhaltiger Schiefer ) aufgenommen haben, unter Selentoxizität gelitten. Es wurde gezeigt, dass diese Kohle einen Selengehalt von bis zu 9,1% aufweist, die höchste jemals festgestellte Kohlekonzentration.
Anzeichen und Symptome einer Selenose sind ein Knoblauchgeruch im Atem, Magen-Darm-Störungen, Haarausfall, Ablösen der Nägel, Müdigkeit, Reizbarkeit und neurologische Schäden. Extreme Fälle von Selenose können Leberzirrhose , Lungenödem oder Tod aufweisen. Elementares Selen und die meisten metallischen Selenide weisen aufgrund der geringen Bioverfügbarkeit relativ geringe Toxizitäten auf . Im Gegensatz dazu haben Selenate und Selenite eine ähnliche oxidative Wirkungsweise wie Arsentrioxid und sind sehr toxisch. Die chronisch toxische Selenitdosis für den Menschen beträgt etwa 2400 bis 3000 Mikrogramm Selen pro Tag. Selenwasserstoff ist ein extrem giftiges, ätzendes Gas. Selen kommt auch in organischen Verbindungen wie Dimethylselenid, Selenomethionin , Selenocystein und Methylselenocystein vor , die alle eine hohe Bioverfügbarkeit aufweisen und in hohen Dosen toxisch sind.
Am 19. April 2009 21 Polo starb Pony kurz vor einem Spiel in den Vereinigten Staaten Polo öffnen. Drei Tage später veröffentlichte eine Apotheke eine Erklärung, in der erklärt wurde, dass die Pferde eine falsche Dosis eines der Inhaltsstoffe erhalten hatten, die in einer Vitamin / Mineralstoff-Ergänzungsverbindung verwendet wurden, die von einer Compoundier-Apotheke falsch hergestellt worden war . Die Analyse der Blutspiegel anorganischer Verbindungen in der Ergänzung ergab, dass die Selenkonzentrationen in den Blutproben 10 bis 15 Mal höher als normal und in den Leberproben 15 bis 20 Mal höher als normal waren. Später wurde bestätigt, dass Selen der toxische Faktor ist.
Eine Selenvergiftung von Wassersystemen kann immer dann auftreten, wenn neue landwirtschaftliche Abflüsse durch normalerweise trockenes, unbebautes Land verlaufen. Durch diesen Prozess werden natürliche lösliche Selenverbindungen (wie Selenate) in das Wasser ausgelaugt, die dann beim Verdampfen des Wassers in neuen "Feuchtgebieten" konzentriert werden können. Die Selenverschmutzung von Wasserstraßen tritt auch auf, wenn Selen aus Kohlenstaubasche, Bergbau und Metallschmelze, Rohölverarbeitung und Deponie ausgelaugt wird. Es wurde festgestellt, dass die daraus resultierenden hohen Selenwerte in Wasserstraßen angeborene Störungen bei oviparen Arten, einschließlich Feuchtvögeln und Fischen, verursachen. Erhöhte Methylquecksilberwerte in der Nahrung können den Schaden der Selentoxizität bei oviparen Arten verstärken.
In Fischen und anderen Wildtieren ist Selen lebensnotwendig, in hohen Dosen jedoch giftig. Für Lachs beträgt die optimale Selenkonzentration etwa 1 Mikrogramm Selen pro Gramm des gesamten Körpergewichts. Weit unter diesem Niveau sterben junge Lachse an Mangel; viel darüber sterben sie an toxischem Überschuss.
Die Arbeitsschutzbehörde (OSHA) hat die gesetzliche Grenze ( zulässige Expositionsgrenze ) für Selen am Arbeitsplatz an einem 8-Stunden-Arbeitstag auf 0,2 mg / m 3 festgelegt. Das Nationale Institut für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (NIOSH) hat eine empfohlene Expositionsgrenze (REL) von 0,2 mg / m 3 über einen 8-Stunden-Arbeitstag festgelegt. Selen ist in Mengen von 1 mg / m 3 sofort lebens- und gesundheitsgefährdend .
Mangel
Selenmangel kann bei Patienten mit stark beeinträchtigter Darmfunktion , bei Patienten mit vollständiger parenteraler Ernährung und bei Patienten im fortgeschrittenen Alter (über 90 Jahre) auftreten. Auch Menschen, die auf Lebensmittel angewiesen sind, die aus selenarmen Böden stammen, sind gefährdet. Obwohl der neuseeländische Boden einen geringen Selengehalt aufweist, wurden bei den Bewohnern keine nachteiligen Auswirkungen auf die Gesundheit festgestellt.
Selenmangel, definiert durch niedrige (<60% des normalen) Selenoenzymaktivitätsniveaus im Gehirn und im endokrinen Gewebe, tritt nur auf, wenn ein niedriger Selengehalt mit einem zusätzlichen Stress verbunden ist, wie z. B. hoher Quecksilberbelastung oder erhöhtem Oxidationsstress aufgrund von Vitamin E-Mangel .
Selen wirkt mit anderen Nährstoffen, wie Jod und Vitamin E . Die Auswirkung eines Selenmangels auf die Gesundheit bleibt insbesondere im Zusammenhang mit der Kashin-Beck-Krankheit ungewiss . Selen interagiert auch mit anderen Mineralien wie Zink und Kupfer . Hohe Dosen von Se-Nahrungsergänzungsmitteln bei trächtigen Tieren können das Zn: Cu-Verhältnis stören und zu einer Zn-Reduktion führen. In solchen Behandlungsfällen sollten die Zn-Werte überwacht werden. Weitere Studien sind erforderlich, um diese Wechselwirkungen zu bestätigen.
In den Regionen (z. B. verschiedenen Regionen in Nordamerika), in denen niedrige Selenbodenwerte zu geringen Konzentrationen in den Pflanzen führen, können einige Tierarten einen Mangel aufweisen, es sei denn, Selen wird durch Nahrung oder Injektion ergänzt. Wiederkäuer sind besonders anfällig. Im Allgemeinen ist die Aufnahme von Nahrungsselen bei Wiederkäuern geringer als bei anderen Tieren und bei Futtermitteln geringer als bei Getreide. Wiederkäuer, die bestimmte Futtermittel weiden lassen, z. B. einige Weißkleesorten , die cyanogene Glycoside enthalten , können einen höheren Selenbedarf haben, vermutlich weil Cyanid durch Glucosidase- Aktivität im Pansen aus dem Aglycon freigesetzt wird und Glutathionperoxidasen durch das auf die Glutathion- Einheit einwirkende Cyanid deaktiviert werden . Neugeborenen Wiederkäuern, bei denen das Risiko einer Erkrankung der weißen Muskeln besteht, können sowohl Selen als auch Vitamin E durch Injektion verabreicht werden. Einige der WMD- Myopathien sprechen nur auf Selen an, andere nur auf Vitamin E und andere auf beides.
Auswirkungen auf die Gesundheit
Es wurde vermutet, dass eine Selensupplementierung dazu beitragen kann, das Auftreten von Krebs bei Menschen zu verhindern, aber Untersuchungen haben ergeben, dass es keine Beweise gibt, die solche Behauptungen stützen.
Siehe auch
Anmerkungen
Verweise
Externe Links
- Selen im Periodensystem der Videos (University of Nottingham)
- Seite der National Institutes of Health zu Selen
- Assay
- ATSDR - Toxikologisches Profil: Selen
- CDC - NIOSH Pocket Guide für chemische Gefahren
- Peter van der Krogt Elemente Website