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Physikalisch-chemische Eigenschaften |
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Selen
zeigt ähnlich wie der Schwefel eine große
Vielfalt an Erscheinungsformen. Das graue, metallische
Selen ist die bei Raumtemperatur stabilste Modifikation. Es entsteht, wenn
die anderen Modifikationen auf über 100°C erhitzt werden. Es kristallisiert
im hexagonalen Kristallsystem und schmilzt bei 217°C zu einer braunroten
Schmelze, die bei 685°C in einen braungelben Dampf übergeht. Kühlt
man den Dampf plötzlich ab, entsteht ein lockeres, rotes Pulver, das
amorphe, rote Selen. Beim Abschrecken der braunroten Schmelze erhält
man eine rotbraune, glasartige Masse, die beim Zerreiben ebenfalls das
amorphe, rote Selen ergibt.
Löst man das amorphe, rote Selen in Schwefelkohlenstoff, kristallisieren beim Stehenlassen monokline Kristalle von kristallinem, rotem Selen aus. Je nach Kristallisationsbedingungen (Temperatur, Geschwindigkeit) erhält man drei weitere, verschiedene kristalline Modifikationen des Selens. Das graue, metallische Selen zeigt einen ausgeprägten Photoeffekt. Während es im Dunkeln ein schlechter Leiter für elektrischen Strom ist, nimmt seine Leitfähigkeit bei Belichtung um den Faktor Tausend zu. Aufgrund dieses Effekts eignet sich das Metall zur Herstellung von lichtempfindlichen, elektronischen Bauteilen wie Photodioden oder Phototransistoren. |
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Physiologie - Toxikologie |
| Selen
ist ein lebensnotwendiges Ultraspurenelement
für den Schilddrüsenstoffwechsel und für die Schutzsysteme
der Zellen. Als Antioxidanz ist es in der Lage, freie Sauerstoffradikale
zu neutralisieren. Selenmangel führt beispielsweise zur Schwächung
des Immunsystems, zu rheumatischen Beschwerden oder zu Augenerkrankungen.
Das Ultraspurenelement findet sich in Heringen, Thunfisch, Sardinen, Sojabohnen,
Weizenvollkornbrot und im Muskelfleisch (Rind, Schwein) in höheren
Konzentrationen. Beim Selen ist die Schwelle vom nützlichen Bioelement
bis zum giftigen Stoff nur gering. Eine chronische Vergiftung, die Selenose,
entsteht bei der Aufnahme von wenigen Milligramm pro Tag. Die Symptome
äußern sich in Haarausfall, Hautentzündungen, Übelkeit
und in einem knoblauchartigen Atemgeruch.
Fein verteiltes Selen oxidiert an der Luft bereits bei Raumtemperatur zu Selendioxid SeO2. Dieses kann sich nach dem Einatmen im Atemtrakt (oder auch im Magen) zu Seleniger Säure umsetzen. Die Säure besitzt eine sehr hohe schleimhautreizende Wirkung. Es treten Hustenreiz, Niesreiz und Atembeschwerden auf. Dann kommen Kopfschmerzen an der Stirn, Schwindel, Schwäche, Übelkeit und Brechreiz hinzu, in schweren Fällen eine Bronchitis oder sogar eine Lungenentzündung. |
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Vorkommen |
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Selen
ist ein seltenes Element und steht mit einem Anteil von 8 x 10-5
% an 59. Stelle der Elementhäufigkeit.
Damit ist es seltener als Uran aber häufiger als Quecksilber oder
Silber. In der Natur kommt es sehr selten als Selen
gediegen vor, meist in Verbindung mit Schwefel. Selenminerale sind
ebenfalls sehr selten. Zu ihnen gehören der Berzelianit (Kupferselenid),
der Tiemannit (Quecksilberselenid),
der Naumannit (Silberselenid) und der Clausthalit
(Bleiselenid). Die Selengewinnung erfolgt hauptsächlich aus Nebenprodukten
bei der Kupferherstellung aus Kupfererzen. So enthalten Sulfid-Erze wie
Pyrit, Eisenkies, Kupferkies oder
Zinkblende meist Selensulfide in geringen Verunreinigungen. Dabei ist es
oft mit Tellurverbindungen vergesellschaftet.
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Geschichte |
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Dem
schwedischen Chemiker Jöns Jakob
Berzelius (1779-1848) fiel im Jahre 1817 im Schlamm der Bleikammern
einer schwedischen Schwefelsäurefabrik in Gripsholm eine ungewöhnliche
Rotfärbung auf. Danach untersuchte er den Schlamm. Nach der Behandlung
mit Königswasser erhielt er bei der Lötrohrprobe eine fahlblaue
Flammenfarbe und einen starken Geruch nach Rettich. Durch weitere Experimente
gelang ihm auch die Herstellung einer metallisch glänzenden Substanz.
Berzelius benannte das neue Element nach dem griechischen Wort seléne
("Mond"), in Anlehnung an das schon früher entdeckte Tellur ("Erde").
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Herstellung |
| Die
technische Gewinnung erfolgt aus dem Anodenschlamm bei der Kupfer-Raffination.
Die enthaltenen, wasserunlöslichen Selenide (im Beispiel Kupferselenid)
werden mit Soda und Kaliumnitrat
geschmolzen oder durch Rösten zu wasserlöslichem Natriumselenid
oxidiert:
Cu2Se + Na2CO3 + 2 O2 
2 CuO + Na2SeO3 + CO2
Das noch vorhandene Tellur wird durch eine Neutralisationsreaktion mit Schwefelsäure beseitigt. Dabei fällt unlösliches Tellurdioxid aus. Durch diese Reaktion reagiert das Natriumselenid zu Seleniger Säure, die durch das Einleiten von Schwefeldioxid zu Selen reduziert wird: H2SeO3 + 2 SO2 + H2O
Se + 2 H2SO4
Bei Kälte erhält man rotes, amorphes Selen, das durch eine nachfolgende Vakuumdestillation gereinigt wird. Beim Rösten sulfidischer Erze wie Zinkblende oder Pyrit fällt neben dem Schwefeldioxid auch ein geringer Anteil an Selendioxid an. Dieses ist im Gegensatz zum Schwefeldioxid fest und findet sich daher als fein verteiltes Pulver im Flugstaub. Mit Hilfe von Schwefelsäure kann es ebenfalls in Selenige Säure umgewandelt werden. |
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Verwendung |
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Selen
ist ein wichtiger Rohstoff für die Halbleiterindustrie und dient zur
Herstellung von Photozellen, Solarzellen, Belichtungsmessern, Radaranlagen
oder von fotoleitenden Schichten bei Fotokopiergeräten. Früher,
in den Zeiten der analogen Fotografie, waren Selenbelichtungsmesser im
Handel erhältlich. Diese enthielten Fotodioden mit polykristallinem
Selen, sie benötigten keine Batterien.
Werden Selen oder Selenverbindungen bei der Glasherstellung in Konzentrationen von 1-2g pro kg zugemischt, erhält man leuchtend rotes Glas, das auch als Selenrubinglas bezeichnet wird. Dieses wird zum Bau von Signal- und Ampelanlagen verwendet. Geringe Selenkonzentrationen entfärben dagegen Gläser. Shampoos enthalten bis zu 1% Selensulfid SeS2 als Antischuppenmittel. In der Medizin werden Selenpräparate zur Behandlung von Hautkrankheiten eingesetzt.
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| Copyright: Thomas Seilnacht |
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