Selenyum (Se)oksijen grubundaki (periyodik cetvelin Grup 16 [VIa]) kimyasal bir elementi, kükürt ve tellür elementleri ile kimyasal ve fiziksel özelliklerle yakından ilişkilidir. Selenyum nadirdir ve Dünya kabuğunun milyarda yaklaşık 90 parçasını oluşturur. Bazen doğal sülfüre eşlik eden birleştirilmemiş bulunur, ancak daha az sayıda mineralde ağır metallerle (bakır, cıva, kurşun veya gümüş) birlikte bulunur. Temel ticari selenyum kaynağı, bakır rafinasyonunun bir yan ürünüdür; başlıca kullanım alanları elektronik ekipmanların üretiminde, pigmentlerde ve cam yapımındadır. Selenyum bir metaloiddir (metaller ve metal olmayanlar arasındaki özelliklerde ara element). Elemanın gri, metalik formu sıradan koşullar altında en kararlıdır; bu form, ışığa maruz kaldığında elektrik iletkenliğinde büyük ölçüde artan alışılmadık bir özelliğe sahiptir. Selenyum bileşikleri hayvanlar için toksiktir; selenifeöz topraklarda yetişen bitkiler elementi konsantre edebilir ve zehirlenebilir.
oksijen grubu elementi: Doğal oluşum ve kullanımları
Selenyum elementi (Se sembolü) oksijen veya sülfürden çok daha nadirdir ve milyarlarca kabuğun milyarda yaklaşık 90 parçasını içerir.
.Eleman Özellikleri
| atomik numara | 34 |
|---|---|
| atom ağırlığı | 78,96 |
| kararlı izotop kütleleri | 74, 76, 77, 78, 80, 82 |
| erime noktası | |
| amorf | 50 ° C (122 ° F) |
| gri | 217 ° C (423 ° F) |
| kaynama noktası | 685 ° C (1.265 ° F) |
| yoğunluk | |
| amorf | 4.28 gram / cm 3 |
| gri | 4.79 gram / cm 3 |
| oksidasyon durumları | −2, +4, +6 |
| elektron konfigürasyonu | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 |
Tarih
1817'de İsveçli kimyager Jöns Jacob Berzelius, İsveç Falun madenlerinden sülfür cevherlerinden kaynaklanan kırmızı bir maddeye dikkat çekti. Bu kırmızı malzeme ertesi yıl incelendiğinde, bir element olduğu kanıtlandı ve Ay veya Ay tanrıçası Selene'den adını aldı. Berzelius tarafından alışılmadık derecede yüksek bir selenyum içeriği cevheri, dünyanın bilimsel toplumlarına selenyum hakkında rapor vermeden sadece günler önce keşfedildi. Onun espri anlayışı cevheri, ökairiti verdiği adla belirgindir ve “tam zamanında” anlamına gelir.
Oluşumu ve kullanım alanları
Dünya kabuğundaki selenyum oranı yaklaşık yüzde 10-5 ila 10-6'dır. Bakır ve nikelin elektrolitik rafine edilmesinde esas olarak anot inceltmelerden (anottan tortular ve kalıntı malzemeler) elde edilmiştir. Diğer kaynaklar bakır ve kurşun üretiminde baca tozları ve kavurma piritlerinde oluşan gazlardır. Selenyum bu metalin rafine edilmesinde bakır ile birlikte bulunur: orijinal cevherde bulunan selenyumun yaklaşık yüzde 40'ı elektrolitik işlemlerde biriken bakırda konsantre olabilir. Bir ton eritilmiş bakırdan yaklaşık 1.5 kilogram selenyum elde edilebilir.
Küçük miktarlarda cama dahil edildiğinde, selenyum bir renk giderici görevi görür; daha büyük miktarlarda, camlara sinyal ışıklarında yararlı olan açık kırmızı bir renk verir. Eleman aynı zamanda seramik ve çelik eşya için kırmızı emaye yapımında ve ayrıca aşınmaya karşı direnci arttırmak için kauçuğun vulkanizasyonunda kullanılır.
Selenyum arıtma çabaları en fazla Almanya, Japonya, Belçika ve Rusya'dadır.
Allotropi
Selenyum allotropisi sülfür kadar geniş değildir ve allotroplar tam olarak incelenmemiştir. Sadece iki kristalin selenyum çeşidi siklik Se 8 moleküllerinden oluşur: α ve ated olarak adlandırılır, her ikisi de kırmızı monoklinik kristaller olarak bulunur. Metalik özelliklere sahip gri bir allotrop, diğer formlardan herhangi birinin 200-220 ° C'de tutulmasıyla oluşur ve normal koşullar altında en kararlı olanıdır.
Selenyum asidi veya tuzlarından biri sülfür dioksit ile muamele edildiğinde amorf (kristal olmayan), kırmızı, toz halinde bir selenyum sonucu ortaya çıkar. Çözeltiler çok seyreltikse, bu çeşitliliğin son derece ince partikülleri şeffaf kırmızı koloidal süspansiyon verir. Şeffaf kırmızı cam, selenit içeren erimiş cam karbon ile muamele edildiğinde ortaya çıkan benzer bir işlemden kaynaklanır. Camsı, neredeyse siyah bir selenyum çeşidi, 200 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklardan diğer değişikliklerin hızlı bir şekilde soğutulmasıyla oluşur. Bu camsı formun kırmızı, kristalli allotroplara dönüştürülmesi, 90 ° C'nin üzerine ısıtılması veya kloroform, etanol veya benzen gibi organik çözücülerle temas ettirilmesi üzerine gerçekleşir.
Hazırlık
Saf selenyum, sülfürik asit üretiminde oluşan inceltmeler ve çamurlardan elde edilir. Saf kırmızı selenyum, potasyum nitrat veya bazı manganez bileşikleri gibi bir oksitleyici ajan varlığında sülfürik asit içinde çözülür. Hem selen asidi, H 2 SeO 3 ve selenik asit, H 2 SeO 4, oluşturulur ve kalan çözünmeyen malzemeden filtre edilebilir. Diğer yöntemler çözünebilir sodyum selenit vermek üzere sodyum karbonat ile hava (kavurma) ve ısıtma ile oksitlenmesini kullanmaktadır, Na 2 SeO 3 · 5H 2 O ve sodyum selenat, Na 2 SeO 4. Klor da kullanılabilir: Metal selenürler üzerine eylem selenyum diklorür, secl da dahil olmak üzere uçucu bileşikler elde 2; selenyum tetraklorür, secl 4; diselenium diklorür, Se 2 Cı 2; ve selenyum oksiklorür, SeOCl 2. Bir işlemde, bu selenyum bileşikleri su ile selenious aside dönüştürülür. Selenyum nihayet selenious asidin kükürt dioksit ile işlenmesi suretiyle geri kazanılır.
Selenyum, gümüş veya bakır içeriği için değerli cevherlerin ortak bir bileşenidir; metallerin elektrolitik saflaştırılması sırasında biriken inceltmelerde yoğunlaşır. Selenyumu biraz da gümüş ve bakır içeren bu inceltmelerden ayırmak için yöntemler geliştirilmiştir. Balçanın eritilmesi gümüş selenid, Ag 2 Se ve bakır (I) selenid, Cu 2 Se'yi oluşturur. Bu selenitlerin hipokloröz asit HOCl ile muamele edilmesi, kükürt dioksit ile azaltılabilen çözünür selenitler ve selenatlar verir. Selenyumun nihai saflaştırması tekrarlanan damıtma ile gerçekleştirilir.
Fiziksel-elektriksel özellikler
Kristalin selenyumun en üstün fiziksel özelliği foto iletkenliğidir: aydınlatmada, elektrik iletkenliği 1.000 kattan fazla artar. Bu fenomen, nispeten gevşek tutulan elektronların ışıkla daha yüksek enerji durumlarına (iletim seviyeleri olarak adlandırılır) yükseltilmesi veya uyarılmasından kaynaklanır ve elektron göçüne ve dolayısıyla elektrik iletkenliğine izin verir. Buna karşılık, tipik metallerin elektronları zaten bir elektromotor kuvvetin etkisi altında akabilen iletim seviyelerinde veya bantlardadır.
Selenyumun elektriksel direnci, allotropun doğası, safsızlıklar, arıtma yöntemi, sıcaklık ve basınç gibi değişkenlere bağlı olarak muazzam bir aralıkta değişir. Metallerin çoğu selenyumda çözünmez ve metalik olmayan safsızlıklar özdirenci arttırır.
Kristalli selenyumun 0.001 saniye boyunca yanması, iletkenliğini 10 ila 15 kat artırır. Kırmızı ışık, kısa dalga boylu ışıktan daha etkilidir.
Işık yoğunluğundaki değişimleri elektrik akımına ve dolayısıyla görsel, manyetik veya mekanik etkilere dönüştürebilen çeşitli cihazların yapımında selenyumun bu fotoelektrik ve ışığa duyarlılık özelliklerinden yararlanır. Alarm cihazları, mekanik açma ve kapama cihazları, güvenlik sistemleri, televizyon, ses filmleri ve kserografi, yarı iletken özelliğe ve selenyumun ışığa duyarlılığına bağlıdır. Alternatif elektrik akımının düzeltilmesi (doğru akıma dönüşüm) yıllardır selenyum kontrollü cihazlar tarafından gerçekleştirilmiştir. Selenyum kullanan birçok fotosel uygulamasının yerini, selenyumdan daha hassas, daha kolay elde edilebilen ve daha kolay imal edilen malzemeler kullanan diğer cihazlar almıştır.
