Arsen Schwefel  Tellur Brom  
 Selen                                                34Se
 engl. selenium; griech. seléne ("Mond")
 

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Relat. Atommasse   
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte    
Härte (Mohs)     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
  
Physikalische Daten: 
graues Selen 
  
 
78,97    
34    
221 °C     
685 °C    
6, 4, -2    
4,79 g/cm³   
2    
2,55 (Pauling)    
[Ar]3d104s24p4   
Se-74: 0,89%  
Se-76: 9,37%  
Se-77: 7,63%  
Se-78: 23,77%  
Se-80: 49,61%  
Se-82: 8,73%
 
   
     
 

Film

26 sek
Beim Erhitzen von grauem Selen im Reagenzglas erhält man nach dem Abkühlen rotes, amorphes Selen.
    
 GHS-Piktogramme  
  Gefahr
Gefahren (H-Sätze) 
  
H 301, 331, 373, 413 
 
 
CAS-Nummer  
  
7482-49-2 
 
 
 
 
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Selen zeigt ähnlich wie der Schwefel eine große Vielfalt an Erscheinungsformen. Aufgrund seiner speziellen Stellung im Periodensystem existieren wie beim Arsen metallische und nichtmetallische Modifikationen. 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 221°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, nichtmetallische Selen. Beim Abschrecken der braunroten Schmelze erhält man eine rotbraune, glasartige Masse, die beim Zerreiben ebenfalls rotes Selen bildet. Beim Erhitzen und plötzlichen Abkühlen des Selens im Reagenzglas entsteht neben dem roten Selen manchmal ein weißer Beschlag. Erhitzt man Selen in reinem Sauerstoff, tritt der Beschlag noch deutlicher auf. Hierbei handelt es sich um Selendioxid SeO2, das bei 315°C sublimiert. Das Oxid reagiert gerne mit Wasser und bildet dabei Selenige Säure H2SeO3. Die wasserlöslichen Reaktionsprodukte des Selens sind stark toxisch und riechen nach faulem Rettich.
   
   
 Selen zum Sieden erhitzen und Dampf abkühlen lassen
  
Selen wird erhitzt  
Beim Erhitzen von grauem Selen erhält man bei 217°C eine braunrote Schmelze, die bei 685°C verdampft. Beim pötzlichen Abkühlen entsteht rotes amorphes oder kristallines Selen.
Film erhältlich auf >DVD  
 

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 graues Selen zur Herstellung von lichtempfindlichen, elektronischen Bauteilen wie Photodioden oder Phototransistoren. 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 kristalline Modifikationen des Selens.   
   
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 ein Lungenödem. Ähnliche Symptome treten bei einer Vergiftung mit Selenwasserstoff auf, der noch gefährlicher ist. Der knoblauchartige Geruch in der ausgeatmeten Luft und im Hautschweiß bei Selenvergiftungen wird durch im Körper gebildetes Dimethylselenid Se(CH3)2 verursacht.

Selenwasserstoff ist ein stark toxisches und hochentzündliches Gas, das penetrant nach faulem Rettich riecht, stark die Atemwege reizt und mit Luft explosive Gemische bildet. Es ist toxischer als Schwefelwasserstoff. Schon das einmalige Einatmen kann zu schweren Vergiftungen führen, beim mehrmaligen Einatmen wird das Riechvermögen gelähmt, so dass die tödliche Dosis gar nicht mehr wahrgenommen werden kann. Selenwasserstoff entsteht bei der Reaktion von Aluminium- oder Eisenselenid mit Salzsäure.
  
Vorkommen 
Häufigkeit   selten
 

Das Element Selen kommt in der Natur sehr selten als Gediegen Selen 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.  
   
 
  Selen gediegen und Clausthalit
   
Selen gediegen
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Clausthalit
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 links: schwarzes Selen gediegen aus Radvanice/Tschechien,
rechts: silbrig glänzender Clausthalit aus Potosi/Bolivien
 
 
Geschichte 
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. Dabei trat ein markanter Geruch nach faulem Rettich auf. Durch weitere Experimente gelang ihm 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"). In seinen Werken beschrieb Berzelius zahlreiche Versuche zur Herstellung der Selenverbindungen.  
   
   
 Der Entdecker des Selens
    
Berzelius
 
     
 J.J. Berzelius (1779-1848) stellte neben Selen auch als erster Silicium her.
 
  
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 reagiert zu  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  +  H2reagiert zu  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. 
  
Verwendung 
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.  
 
 
 Alter Selen-Belichtungsmesser
     
 Die Fotodioden an der Front des Gehäuses erzeugen aus dem Licht elektrischen Strom.
 
   
Werden Selen oder Selenverbindungen bei der Glasherstellung in Konzentrationen von ein bis zwei Gramm pro Kilogramm 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  SeS als Antischuppenmittel. In der Medizin werden Selenpräparate zur Behandlung von Hautkrankheiten eingesetzt.
   
  
 Rotes Glas einer Verkehrsampel
   
  

 Signalleuchten sind oft aus rotem Selenrubinglas angefertigt.
 
 
Selenverbindungen im Steckbrief
 
  
 
     
 
Copyright: Thomas Seilnacht
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