Splošne značilnosti žveplovega selenovega telurja in polonija. Povzetek: Kemijska karakterizacija kisika
Selen je bistven element v sledovih za ljudi in živali. Je eden od biološko pomembnih elementov v sledovih, ki so prisotni v človeškem telesu in sodelujejo v presnovnih, biofizičnih in energijske reakcije organizmu, ki zagotavlja preživetje in delovanje celic, tkiv, organov in telesa kot celote. Vloga selena je še posebej pomembna za funkcionalno delovanje organov, kot so srce, jetra, ledvice itd.
Selen - element skupine 4 glavne podskupine periodični sistem Mendeleev, v mnogih pogledih ponavlja kemijske lastnosti žveplo. Selen je sposoben nadomestiti žveplo v aminokislinah, ki vsebujejo žveplo, s tvorbo selenov-aminokislin, ki so bolj biološko aktivne in so močnejše zaščitnike pred ionizirajočim sevanjem kot aminokisline, ki vsebujejo žveplo. Poleg tega selenove aminokisline pomagajo zmanjšati količino prostih radikalov, ki motijo \u200b\u200baktivnost in lastnosti encimov in aminokislin.
Selen vstopi v človeško telo iz tal z rastlinskimi in živinorejskimi proizvodi, kar določa odvisnost stopnje oskrbe mikroelementa z geokemičnimi življenjskimi razmerami.
Vendar rastlinam ni na voljo ves selen tal. Torej je v kislih, močno razmočenih tleh biološka uporabnost elementa v sledovih nizka, čeprav je skupna vsebnost lahko velika.
Ob upoštevanju, da je optimalna raven selena, ki ustreza največji aktivnosti trombocitne glutation peroksidaze (GPX) ali vsebnosti selena v krvnem serumu 115-120 μg / l 120 μg / dan, ugotovljene koncentracije selena ustrezajo zmerni preskrbi prebivalstva z mikroelementom na večini preučevanih ozemelj, Poleg tega v nobeni od regij ni bilo primerov globokega pomanjkanja selena - vsebnost krvnega seruma je manjša od 50 μg / l. V Rusiji se povprečna koncentracija selena v serumu giblje od 62 μg / L na zahodu do 145 μg / L na vzhodu.
V rastlinah je najpomembnejša kemična oblika selena selenometionin. Večina selena v živalskih tkivih je prisotna v obliki selenometionina in selenocisteina.
Biokemijske funkcije selena določajo beljakovine, ki vsebujejo selen (SB). Pomanjkanje elementa v sledovih lahko privede do kršitve celične celovitosti, spremembe presnove ščitničnih hormonov, aktivnosti encimov za biotransformacijo, povečanja toksičnega učinka težkih kovin in povečanja koncentracije glutationa v plazmi.
Značilnost SB sesalcev je, da so očitno povezani s redoks procesi, ki potekajo znotraj in zunaj celice. Do danes je bilo označenih 12 SB, ki vsebujejo selen v aktivnem središču.
- GPX1 (cCPX) - celična glutation peroksidaza - domneva se, da je prisoten v vseh celicah telesa sesalcev, ki se očitno uporablja kot depo selena, antioksidant.
- GPX2 (CPX-CI) - lokaliziran v epitelijskih celicah želodca
- GPX3 (pCPX) - medcelični GPX ali GPX v plazmi, nadzoruje raven peroksidov zunaj celice, funkcija encima ni pojasnjena, vendar se je pokazalo, da se aktivnost pCPX obnovi hitreje kot cCPX, kar lahko kaže na večji pomen tega encima.
- GPX4 (PHCPX) - fosfolipid, lokaliziran predvsem v testisih, vendar ga najdemo v membranah, citosol. Obnavlja holesterolski hidroperoksid, njegove estre, fosfolipide, igra pomembno vlogo v moškem reproduktivnem sistemu.
- ID - skupina 3 oksidoreduktaze, uravnavajo aktivnost tiroksina. V poskusih na živalih je bilo dokazano, da sočasno pomanjkanje selena in joda vodi v močnejši hipotiroidizem kot pomanjkanje samo joda. Nekateri avtorji menijo, da je kretenizem pri novorojenčkih lahko posledica kombiniranega pomanjkanja teh dveh elementov pri materi.
- ID1 - encim, ki sodeluje pri presnovi tiroksina in trijodotironina. Ta mikrosomski encim je lokaliziran v jetrih, ledvicah, ščitnici in osrednjem živčevju.
- ID2 - katalizira pretvorbo tiroksina v trijodtironin
- ID3 - deaktivira tiroksin in trijodotironin, lokaliziran v centralnem živčnem sistemu, koži, posteljici. Sodeluje pri presnovi energije.
- TR sesalcev - glavna funkcija - katalizira od NADPH odvisno zmanjšanje citosola.
- SPS2 - encim, ki katalizira ATP-odvisno aktivacijo selena, da tvori selen fosfat.
- SelP je glikoprotein, ki lahko deluje kot antioksidant in depo selena. Hitro se sintetizira z uvedbo dodatkov selena. Sodeluje pri dekontaminaciji težkih kovin.
- Selenoprotein W (SelW) - zunajcelični protein, prisoten v številnih tkivih, predvsem v mišicah in možganih. Predpostavlja se njegovo sodelovanje v redoks reakcijah, vpliv na razvoj onkoloških bolezni.
Podatki izotopske analize in rezultati teoretičnih študij kažejo, da lahko sesalci vsebujejo od 20 do 100 SB.
Povečanje pojavnosti raka in bolezni srca in ožilja s pomanjkanjem selena, neplodnost pri moških in povečanje tveganja smrti zaradi aidsa so lahko povezane z zmanjšanjem biosinteze SB in poslabšanjem ustreznih biokemičnih procesov.
Po sodobnih konceptih je splošno urejena oblika selena v telesu selenid, ki nastaja iz selenocisteina pod delovanjem Sec-β-liaze. Predhodnik selenocisteina je lahko selenometionin. Anorganski selen (selenit) reagira z zmanjšano obliko glutationa (GSH), da tvori tudi selenid. Slednja je delno vključena v biosintezo SB in tRNA kot rezultat reakcije s selenov fosfat sintetazo (SPS), ki se delno izloči iz telesa predvsem v obliki metiliranih oblik z urinom in dihanjem. Fosforilacija selenida se izvaja s sodelovanjem ATP. Uravnavanje reakcije foniranja selenida določa sposobnost odlaganja selena - pojava, opaženega pri pomanjkanju elementa v sledovih. Zaviranje reakcije vodi do povečanja koncentracije selenida in posledično do večjega izločanja selena. To se zgodi, ko je selen na voljo v količinah, večjih od tistih, ki so potrebne za sintezo selenoproteinov.
Telo absorbira selen v tankem črevesju, med segmenti katerega dvanajstnik zagotavlja nekoliko višjo hitrost prenosa, od koder lahko nizko molekularne oblike selena preidejo v kri v 1 minuti po vstopu v črevesje. Absorpcija natrijevega selenita se razlikuje od organskih spojin. Eksperimentalni podatki kažejo, da selen vstopi v ne-encimsko reakcijo z GSH, da tvori selenidiglutation, ki lahko služi kot substrat za γ-glutamiltransferazo in se tako prenaša skozi celične membrane. Ker selenski status poskusnih živali skoraj nima vpliva na absorpcijo danega selenita, je treba domnevati, da za to spojino ne obstaja regulativni mehanizem absorpcije. Količina in porazdelitev SB v organih in tkivih sesalcev je odvisna od specifičnosti njihove ekspresije, statusa selena v organizmu, trajanja vnosa selena in kemične oblike selena v prehrani.
S pomanjkanjem selena se raven SB zmanjša, vendar se vključitev elementa v sledovih izvaja predvsem v najpomembnejših beljakovinah in tkivih - reproduktivnih in endokrinih organih, možganih. Mišice in srce skeleta se počasneje oskrbujejo s selenom
M. Wenzel in sod. (1971) je določil biološki razpolovni čas selena v tkivih. Zlasti za mišice je bilo to obdobje 100 dni, za jetra - 50 dni, ledvice - 32 dni in za krvni serum - 28 dni.
V pogojih okrevanja iz stanja pomanjkanja selena aktivnost GPX-GI doseže svoj maksimum že 10 ur po začetku dajanja selena, medtem ko se aktivnost cGPX začne povečevati šele po 24 urah in ne doseže svojega maksimuma niti po 3 dneh.
Homeostatska regulacija ravni selena v različnih organih in tkivih vodi do dejstva, da pri dajanju visokih odmerkov selena raven SB presega vrednost, doseženo z ustreznim vnosom. Pri ljudeh aktivnost pGPX doseže svoj maksimum z porabo le 50 μg selena na dan.
Ko so natrijev selenit dajali živalim v velikih odmerkih, kljub znatnemu povečanju koncentracije elementa v sledovih v plazmi in eritrocitih niso opazili nobenega povečanja aktivnosti encimov, opazili pa so celo rahlo zmanjšanje.
Z zmanjšanjem celotne vsebnosti selena v plazmi in eritrocitih se poveča delež PHGPX, medtem ko se v eritrocitih poveča raven cGPX in hemoglobina.
Po uvedbi radioaktivnega selena se njegov pomemben del veže na beljakovine krvne plazme. Izkazalo se je, da imajo eritrociti vodilno vlogo v tem procesu, saj 75Se v obliki selenita izjemno hitro v nekaj sekundah prodre v njihove membrane. Po 1-2 minutah se v eritrocitih skoncentrira 50-70% celotnega selena v krvi. Model in vitro prikazuje časovno odvisnost prerazporeditve selena med krvnimi elementi. Obstaja razlog za domnevo, da v 4 minutah koncentracija elementa v sledovih doseže maksimum. Nato se v 15-20 minutah iz eritrocitov sprosti skoraj ves selen, ki se najprej veže na albumin in nato na globuline v krvni plazmi.
V eritrocitih obstaja selenska "črpalka" pri ljudeh in številnih živalih. Pod vplivom sistema glutation-glutation-peroksidaza se selenit pretvori s tvorbo kompleksa selena z glutationom. Med nadaljnjo redukcijo selen katalizira transport elektronov do kisika. Ta element v sledovih izstopa iz eritrocita, morda kot del kompleksa selenoglutation, v fiksnih beljakovinah. Poleg tega se zdi, da zmanjšana aktivnost glutation-peroksidaze v eritrocitih prispeva k tvorbi oksidativnih oblik beljakovin, kot je hemoglobin (HbSSG). Pomanjkanje selena lahko privede do hemolize rdečih krvnih celic.
Selenove spojine imajo različno biološko uporabnost. Ugotovljeno je bilo, da ima selen, ki ga vsebuje večina preučevanih spojin, manjšo biološko uporabnost v primerjavi z natrijevim selenitom.
Selen se iz telesa izloča predvsem z urinom, blatom in izdihanim zrakom (vonj po česnu). Med načini izločanja je prvi prevladujoč, drugi pa je značilen pri akutnih in kroničnih zastrupitvah. Pri toksikozi se lahko šteje za alternativni način izločanja selena, da se kopiči v laseh in nohtih.
Koncentracija selena v urinu se čez dan močno spreminja, vendar se večina danega selena izloči v 24 urah, kar omogoča uporabo tega kazalnika kot merila za oskrbo s selenom, ker dobro korelira s stopnjo vnosa tega elementa v sledovih. Običajno se na ta način izloči približno 40-50% porabljenega selena, v nekaterih primerih pa ta vrednost lahko doseže 60%. Glede na zaužit odmerek se lahko koncentracija selena v urinu giblje od 0,9 μg / L (endemična območja Kitajske) do 3900 μg / kg (Venezuela).
Dejavnik, ki vpliva na raven izločanja, je kemična oblika selena. Anorganske soli se na splošno lažje izločijo iz telesa, zaradi česar jih je varneje zaužiti organske spojine... Obstajajo dokazi o nizki stopnji izločanja organskih oblik selena in zato največji nevarnosti zastrupitve pri uživanju neobičajno visokih odmerkov.
Pri zdravih prostovoljcih so v testu vadbe z dnevnim dvakratnim povečanjem stopnje uživanja elementa v sledovih natrijev selenit jemali v odmerkih 100 - 800 μg / dan. vodi do aktivnega izločanja presežka selena z urinom in doseže 80-90% vrednosti porabe.
Pri jemanju zdravil organskega izvora se doseže meja izločanja selena z urinom v odmerku 400 μg / kg.
Pomanjkanje selena povzroča številne endemične bolezni pri ljudeh in živalih. Za bolezen "belih mišic" (alimentarna mišična distrofija) je značilna žariščna degeneracija različne resnosti in nekroza skeletnih in srčnih mišic nevnetne narave, preprečuje pa jo vključitev selena v prehrano. Za patomorfološke spremembe te bolezni so značilne globoke motnje skeletnih mišic in miokarda. Zlasti opazimo pestro patohistološko sliko zaradi neenakomernega obilja, distrofičnih in nekrobiotičnih sprememb v kardiomiocitih, pogosto s simptomi distrofične kalcifikacije. Po navedbah A.P. Avtsyna (1972), bela barva mišic je posledica izginotja mioglobina in sekundarne koagulacijske nekroze miocitov. Spremembe v miokardu in skeletnih mišicah so degenerativno-nekrobiotične narave. Keshanova bolezen je endemična smrtna kardiomiopatija, za katero so značilne aritmije, povečano srce, žariščna miokardna nekroza, čemur sledi srčno popuščanje. Pri bolnikih, ki trpijo za to boleznijo, se odkrijejo nepravilnosti membran eritrocitov. V eritrocitih bolnih otrok se raven selena, aktivnost Na +, K + -ATPaze, tekočina lipidov in njihovih membran razlikujejo od vrednosti otrok v kontrolni skupini, ki živi v isti regiji.
Pri izvajanju epidemioloških študij na Finskem v petih letih na 11.000 moških in ženskah, starih od 35 do 59 let, je bilo ugotovljeno, da je v tem obdobju 252 prebolelo miokardni infarkt in 131 umrlo zaradi bolezni srca in ožilja... V vseh primerih je bila raven selena 52 μg / L, v kontrolni pa 55 μg / L. Številne študije, opravljene že v 80. letih, so pokazale, da se pri koncentraciji selena v serumu pod 0,4 μmol / l verjetnost miokardnega infarkta poveča za 7-krat, z vsebnostjo 0,4-0,6 μmol / l - 3 krat.
V drugi študiji, izvedeni pod enakimi pogoji, je bila raven selena za skupino umrlih 62 μg / L. Nadzor 68 μg / L. Relativno tveganje smrti s koncentracijo selena v plazmi pod 45 μg / L je bilo 3,2.
Na območjih srednje Afrike, ki jim primanjkuje tako selena kot joda, je bil registriran endemični kretinizem miksedema.
Eksperimentalne in klinične študije so pokazale, da je etiologija cistične fibroze trebušne slinavke (cistična fibroza) posledica pomanjkanja številnih elementov, zlasti selena, v perinatalnem obdobju. Ta pogoj je pogost pri majhnih otrocih. Poleg tega pri pomanjkanju selena opazimo prehransko hepatozo - nekrotične spremembe v jetrih, obsežen edem in odlaganje ceroidnega pigmenta v maščobnem tkivu ter žariščno in difuzno infiltracijo v črevesju, želodcu, mezenteriji in regionalnih bezgavkah - idiopatska eozinofilna infiltracija.
Prve informacije o selenu so povezane z manifestacijami njegove toksičnosti zaradi nenormalno velike porabe. Obstaja več stopenj toksičnosti.
Akutna toksičnost se pokaže s kratkotrajnim vnosom velikih odmerkov selena in hitro privede do smrti. Znaki: Česen dihanje, letargija, prekomerno slinjenje, tresenje mišic, miokarditis itd.
Subakutna toksičnost je povezana z dolgotrajnim uživanjem velikih odmerkov selena. Znaki: slepota, ataksija, dezorientacija, težave z dihanjem.
Kronična selenoza se razvije, če se nekaj tednov ali mesecev uživa zmerno velika količina selena.
Ocenjevanje stopnje toksičnosti selenovih spojin za ljudi ovira pomanjkanje selektivnega in občutljivega kazalnika prekomernega vnosa selena v človeško telo. Eden od možnih kazalcev je alopecija in spremembe na nohtih ter prevladujoče kopičenje selena v eritrocitih v primerjavi s plazmo.
Varni in zadostni dnevni vnos selena je 50-200 mcg / dan. Minimalna potreba po selenu je bila določena glede na podatke za endemična območja Kitajske: najmanjša količina vnosa elementov v sledovih, pri kateri niso opazili razvoja bolezni Keshan, je bila za moške 19 oziroma 14 μg / dan za moške.
Fiziološke potrebe po selenu določa indikator porabe, ki zagotavlja največjo aktivnost GPX v plazmi. Za prebivalce biogeokemičnih provinc Kitajske z globokim pomanjkanjem selena je ta vrednost 40 μg / dan. Za Evropejce je ta raven 70 mcg za moške in 55 mcg za ženske.
Na Finskem se ob upoštevanju dolgoletnih izkušenj z uporabo gnojil, obogatenih s selenom, pričakuje bistveno višja raven selena, ki ustreza fiziološkim potrebam, in sicer 120 μg / dan, ta vrednost ustreza največji aktivnosti trombocitov GPX.
Pri izračunu RD (referenčni odmerek) na podlagi podatkov, pridobljenih v študiji endemične selenoze na Kitajskem, jemljejo 853 μg / dan s telesno maso 55 kg. Uvedba dodatnega koeficienta (x3) za upoštevanje individualne občutljivosti daje vrednost 5 μg selena na 1 kg telesne teže na dan, kar ustreza 350 μg / dan s telesno maso 70 kg.
Elementi skupine VI glavne podskupine se imenujejo halkogeni. Sem spadajo kisik, žveplo, selen, telur in polonij. Beseda "halkogen" je sestavljena iz dveh grških besed, ki pomenita "baker" ali "ruda" in "rojen".
Opis
Halkogene v naravi najpogosteje najdemo v sestavi rude - sulfidi, piriti, oksidi, selenidi. Halkogeni vključujejo nekovine in kovine. V skupini se od zgoraj navzdol lastnosti spremenijo na naslednji način:
- izboljšane so kovinske lastnosti;
- lastnosti oksidanta so oslabljene;
- elektronegativnost se zmanjša;
- toplotna stabilnost je oslabljena.
splošne značilnosti skupine halkogenov:
- nekovine - kisik, žveplo, selen;
- kovine - telur, polonij;
- valenca: II - O; IV in VI - S; II, IV, VI - Se, Te, Po;
- elektronska konfiguracija - ns 2 np 4;
- hidridi - H2R;
- oksidi - RO 2, RO 3;
- kisikove kisline - H 2 RO 3, H 2 RO 4.
Slika: 1. Halkogeni.
Po svoji elektronski zgradbi so halkogeni p-elementi. Na zunanji energijski ravni je šest elektronov. Do zaključka p-orbitale manjkata dva elektrona, zato imajo halkogeni oksidativne lastnosti v spojinah. S povečanjem števila energijskih nivojev v skupini vez z zunanjimi elektroni oslabi, zato sta telur in polonij reducent.
Ker je telur na meji kovin in nekovin, spada med metaloide ali polmetale. Je analog žvepla in selena, vendar manj aktiven.
Slika: 2. Telur.
Lastnosti
Najaktivnejši element skupine halkogena je kisik. Je močno oksidacijsko sredstvo, ki ima štiri oksidacijska stanja - -2, -1, +1, +2.
Glavne lastnosti halkogenov so predstavljene v tabeli.
|
Element |
Kemijske lastnosti |
|
|
Kisik (O) |
Plin. Oblikuje dve modifikaciji - O 2 in O 3 (ozon). О 2 je brez vonja in okusa, slabo topen v vodi. Ozon je modrikast plin brez vonja, ki je zelo topen v vodi |
Reagira s kovinami, nekovinami |
|
Tipični nekovinski. Trdna snov s tališčem 115 ° C. Netopno v vodi. Obstajajo tri modifikacije - rombična, monoklinična, plastična. Stanje oksidacije - -2, -1, 0, +1, +2, +4, +6 |
Reagira s kisikom, halogeni, nekovinami, kovinami |
|
|
Krhka trdna. Polprevodnik. Ima tri modifikacije - siva, rdeča, črna selen. Stanje oksidacije - -2, +2, +4, +6 |
Reagira z alkalnimi kovinami, kisikom, vodo |
|
|
Izgleda kot kovina. Polprevodnik. Stanje oksidacije - -2, +2, +4, +6 |
Reagira s kisikom, alkalijami, kislinami, vodo, kovinami, nekovinami, halogeni |
|
|
Polonij (Po) |
Srebrno obarvana radioaktivna kovina. Stanje oksidacije - +2, +4, +6 |
Reagira s kisikom, halogeni, kislinami |
Umetno ustvarjeni jetrni morij (Lv) ali unungeksij (Uuh) se prav tako štejeta za halkogeni. To je element 116 na periodnem sistemu. Kaže močne kovinske lastnosti.
Slika: 3. Livermorij.
Kaj smo se naučili?
Halkogeni so elementi šeste skupine periodnega sistema Mendelejeva. Skupina vključuje tri nekovine (kisik, žveplo, selen), kovino (polonij) in polmetal (telur). Zato so halkogeni oksidacijska in redukcijska sredstva. Kovinske lastnosti so izboljšane v skupini od zgoraj navzdol: kisik - plin, polonij - trdna kovina. Halkogeni vključujejo tudi umetno sintetiziran jetrni morij z močnimi kovinskimi lastnostmi.
Preskus po temi
Ocena poročila
Povprečna ocena: 4.3. Skupno prejetih ocen: 139.
Selen v naravi ni široko razširjen. V zemeljski skorji je vsebnost selena. Njegove spojine najdemo v obliki nečistoč naravnih spojin žvepla s kovinami in. Zato se selen pridobiva iz odpadkov, ki nastanejo pri proizvodnji žveplove kisline, pri elektrolitskem rafiniranju bakra in v nekaterih drugih procesih.Telur je eden redkih elementov: njegova vsebnost v zemeljski skorji je vsa.
V prostem stanju selen, tako kot žveplo, tvori več alotropnih modifikacij, med katerimi sta najbolj znana amorfni selen, ki je rdeče-rjav prah, in sivi selen, ki tvori krhke kristale s kovinskim sijajem.
Telur je znan tudi kot amorfna modifikacija in v obliki svetlo sivih kristalov s kovinskim sijajem.
Selen je tipičen polprevodnik (glej § 190). Pomembna lastnost tega polprevodnika je močno povečanje električne prevodnosti, ko je osvetljen. Na meji selena s kovinskim vodnikom se tvori pregradna plast - odsek vezja, ki lahko prenaša električni tok samo v eno smer. V povezavi s temi lastnostmi se selen uporablja v polprevodniški tehnologiji za izdelavo usmernikov in sončnih celic s pregradno plastjo. Tudi telur je polprevodnik, vendar je njegova uporaba bolj omejena. Selenidi in teluridi nekaterih kovin imajo tudi polprevodniške lastnosti in se uporabljajo v elektroniki. V majhnih količinah telur služi kot legirni dodatek svincu in izboljšuje njegove mehanske lastnosti.
Vodikov selenid in vodikov telurid sta brezbarvna plina s smrdljivim vonjem. Njihove vodne raztopine so kisline, katerih disociacijske konstante so nekoliko večje od disociacijske konstante vodikovega sulfida.
Kemično sta vodikov selenid in vodikov telurid izjemno podobna vodikovemu sulfidu. Tako kot vodikov sulfid imajo tudi zelo reducirajoče lastnosti. Ob segrevanju se oba razpadeta. Hkrati je manj stabilna kot: tako kot se dogaja v nizu vodikovih halogenidov, se moč molekul med prehodom zmanjša. Soli vodikovega selenida in vodikovega telurida - selenidi in teluridi - so po topnosti v vodi in kislinah podobni sulfidom. Z delovanjem na selenide in teluride z močnimi kislinami lahko dobimo vodikov selenid in vodikov telurid.
Ko selen in telur izgoreta v zraku ali kisiku, dobimo diokside, ki so v normalnih pogojih v trdnem stanju in so anhidridi selen in telurne kisline.
V nasprotju z žveplovim dioksidom kažejo pretežno oksidativne lastnosti in se zlahka reducirajo v prosti selen in telur, na primer:
Delovanje močnih oksidantov selena in telur dioksidov lahko pretvorimo v selensko in telurno kislino.
Diapozitiv 2
Žveplo, selen in telur so elementi glavne podskupine skupine VI, ki spadajo v družino halkogenov.
Diapozitiv 3
Žveplo
Žveplo je ena od snovi, ki jih človeštvo pozna že od nekdaj. Tudi stari Grki in Rimljani so jo našli različno praktična uporaba... Kosi domačega žvepla so bili uporabljeni za obred izganjanja.
Diapozitiv 4
Telur
V eni od avstrijskih regij, ki se je imenovala Semigorye, so v 18. stoletju odkrili čudno modro-belo rudo.
Diapozitiv 5
selen
Selen je eden od elementov, ki jih je človek poznal že pred uradnim odkritjem. Ta kemični element so drugi zelo dobro prikrili. kemični elementi, ki so bile po svojih značilnostih podobne selenu. Glavna elementa, ki ga prikrivata, sta bila žveplo in telur.
Diapozitiv 6
Prejemanje
Metoda oksidacije vodikovega sulfida v elementarno žveplo je bila prvič razvita v Veliki Britaniji, kjer so se po metodi francoskega kemika N. Leblanca kalcijevega sulfida CaS naučili pridobivati \u200b\u200bznatne količine žvepla iz Na2CO3, ki ostane po proizvodnji sode. Leblancova metoda temelji na redukciji natrijevega sulfata s premogom v prisotnosti apnenca CaCO3. Na2SO4 + 2C \u003d Na2S + 2CO2; Na2S + CaCO3 \u003d Na2CO3 + CaS
Diapozitiv 7
Soda se nato izpere z vodo in vodno suspenzijo slabo topnega kalcijevega sulfida obdela z ogljikovim dioksidom
CaS + CO2 + H2O \u003d CaCO3 + H2S Nastali vodikov sulfid H2S, pomešan z zrakom, prehaja v peč nad slojem katalizatorja. Poleg tega je zaradi nepopolna oksidacija nastane žveplovega žveplovega sulfida 2H2S + O2 \u003d 2H2O + 2S
Diapozitiv 8
Selenska kislina se pri segrevanju s klorovodikovo kislino reducira v selensko kislino. Nato skozi dobljeno raztopino selenske kisline prepustimo žveplov dioksid SO2 H2SeO3 + 2SO2 + H2O \u003d Se + 2H2SO4, za čiščenje pa selen nadalje prežgemo v kisiku, nasičenem z dimno dušikovo kislino HNO3. To sublimira čisti selenov dioksid SeO2. Iz raztopine SeO2 v vodi se po dodajanju klorovodikove kisline selen ponovno obori s prepuščanjem žveplovega dioksida skozi raztopino.
Diapozitiv 9
Za izolacijo Te iz sluzi se sintrajo s sodo, čemur sledi izpiranje. Ta preide v alkalno raztopino, iz katere se ob nevtralizaciji obori v obliki TeO2 Na2TeO3 + 2HC \u003d TeO2 + 2NaCl. Za čiščenje telurja iz S in Se se uporablja njegova sposobnost, da se pod delovanjem reduktorja (Al) v alkalnem mediju pretvori v topni ditelluridinodium Na2Te2 6Te + 2Al + 8NaOH \u003d 3Na2Te2 + 2Na.
Diapozitiv 10
Za obarjanje telurja skozi raztopino prehaja zrak ali kisik: 2Na2Te2 + 2H2O + O2 \u003d 4Te + 4NaOH. Za pridobitev telurja posebne čistosti ga kloriramo: Te + 2Cl2 \u003d TeCl4. Nastali tetraklorid očistimo z destilacijo ali rektifikacijo. Nato tetraklorid hidroliziramo z vodo: TeCl4 + 2H2O \u003d TeO2Ї + 4HCl in nastali TeO2 reduciramo z vodikom: TeO2 + 4H2 \u003d Te + 2H2O.
Diapozitiv 11
Fizične lastnosti
Diapozitiv 12
kemijske lastnosti
V zraku žveplo gori, tvori žveplov dioksid, brezbarven plin z ostrim vonjem: S + O2 → SO2 Zmanjševalne lastnosti žvepla se kažejo v reakcijah žvepla z drugimi nekovinami, vendar pri sobni temperaturi žveplo reagira samo s fluorom: S + 3F2 → SF6
Diapozitiv 13
Žveplova talina reagira s klorom, medtem ko je možna tvorba dveh spodnjih kloridov 2S + Cl2 → S2Cl2 S + Cl2 → SCl2 Pri segrevanju žveplo reagira tudi s fosforjem in tvori mešanico fosforjevih sulfidov, med katerimi je tudi najvišji sulfid P2S5: 5S + 2P → P2S2. pri segrevanju žveplo reagira z vodikom, ogljikom, silicijem: S + H2 → H2S (vodikov sulfid) C + 2S → CS2 (ogljikov disulfid)
Diapozitiv 14
Od zapletenih snovi je treba najprej omeniti reakcijo žvepla s staljeno alkalijo, pri kateri je žveplo nesorazmerno podobno kloru: 3S + 6KOH → K2SO3 + 2K2S + 3H2O Žveplo reagira s koncentriranimi oksidacijskimi kislinami le pri daljšem segrevanju: S + 6HNO3 (konc.) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O S + 2 H2SO4 (konc.) → 3SO2 + 2H2O
Diapozitiv 15
Pri 100–160 ° C ga oksidira voda: Te + 2H2O \u003d TeO2 + 2H2 Pri vrenju v alkalnih raztopinah se telur nesorazmerno tvori telurid in telurit: 8Te + 6KOH \u003d 2K2Te + K2TeO3 + 3H2O.
Diapozitiv 16
Razredčeni HNO3 oksidira Te v tekočinsko kislino H2TeO3: 3Te + 4HNO3 + H2O \u003d 3H2TeO3 + 4NO. Močni oksidanti (HClO3, KMnO4) oksidirajo Te do šibke telurne kisline H6TeO6: Te + HClO3 + 3H2O \u003d HCl + H6TeO6. Telurove spojine (+2) so nestabilne in nagnjene k nesorazmerju: 2TeCl2 \u003d TeCl4 + Te.
Diapozitiv 17
Ko se segreva na zraku, izgori s tvorbo brezbarvnega kristalnega SeO2: Se + O2 \u003d SeO2. Pri segrevanju sodeluje z vodo: 3Se + 3H2O \u003d 2H2Se + H2SeO3. Selen reagira pri segrevanju z dušikovo kislino in tvori selensko kislino H2SeO3: 3Se + 4HNO3 + H2O \u003d 3H2SeO3 + 4NO.
Diapozitiv 18
Pri kuhanju v alkalnih raztopinah selen nesorazmerno: 3Se + 6KOH \u003d K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O. Če selen zavre alkalna raztopina, skozi katerega gre zrak ali kisik, nato nastanejo rdeče-rjave raztopine, ki vsebujejo poliselenide: K2Se + 3Se \u003d K2Se4
Selen in telur sta v VI skupini periodnega sistema in sta analoga žvepla. Na zunanji elektronski ravni imata selen in telur po 6 elektronov: Se 4s 2 4p 4; Te 5s 2 5p 4, zato imajo oksidacijska stanja IV, VI in -II. Kot v kateri koli skupini periodnega sistema, ko atomska masa elementa raste, kisle lastnosti elementi oslabijo, glavni pa se povečajo, zato ima telur številne osnovne (kovinske lastnosti) in ni presenetljivo, da so ga odkritelji vzeli za kovino.
Za selen je značilen polimorfizem, obstajajo 3 kristalne in 2 amorfne modifikacije.
Steklovinasti selen pridobljen s hitro ohlajenim staljenim selenom, je sestavljen iz obročastih molekul Se 8 in obročev do 1000 atomov.
Rdeči amorfni selen nastane, če se hlapi Se hitro ohladijo, v glavnem so sestavljeni iz nepravilno usmerjenih molekul Se 8, med kristalizacijo se raztopi v CS 2, dobimo dve kristalni modifikaciji:
t pl 170 0 С t pl 180 0 C
počasi hitro
zgrajena iz molekul Se 8.
Najbolj stabilna sivi šesterokotni selen sestavljen iz neskončnih verig atomov selena. Ko se segrejejo, se vse spremembe spremenijo v zadnjo. To je edina modifikacija polprevodnikov. Ima: mp 221 0 C in t bp 685 0 C. V hlapih so skupaj s Se 8 tudi molekule z manjšim številom atomov do Se 2.
Telur je vedno bolj preprost - najbolj stabilen je heksagonalni telur s tališčem 452 0 C in balo 993 0 C. Amorfni telur je fino dispergiran šesterokotni telur.
Selen in telur sta stabilna na zraku; pri segrevanju zgorevata in tvorita diokside SeO 2 in TeO 2. Ne reagira z vodo pri sobni temperaturi.
Ko se amorfni selen segreje na t 60 0 С, začne reagirati z vodo:
3Se + 3Н 2 О \u003d 2Н 2 Se + Н 2 SeО 3 (17)
Telur je manj aktiven in reagira z vodo nad 100 0 С. Reagirajo z alkalijami v blažjih pogojih in tvorijo:
3Se + 6NaOH \u003d 2Na 2 Se + Na 2 SeO 3 + 3H 2 O (18)
3Te + 6NaOH \u003d 2Na 2 Te + Na 2 TeO 3 + 3H 2 O (19)
Ne reagirajo s kislinami (HCl in razredčen H 2 SO 4), razredčen HNO 3 jih oksidira v H 2 SeO 3; H 2 TeO 3, če je kislina koncentrirana, potem telur oksidira v bazični nitrat Te 2 O 3 (OH) NO 3.
Koncentrirani H 2 SO 4 raztopi selen in telur in tvori
Se 8 (HSO 4) 2 - zelena H 2 SeO 3
Te 4 (HSO 4) 2 - rdeča Te 2 O 3 SO 4
½ rešitve
nestabilna
izstopata Se in Te
Za Se, pa tudi za S, so značilne reakcije dodajanja:
Na 2 S + 4Se \u003d Na 2 SSe 4 (najbolj stabilno) (20)
Na 2 S + 2Тe \u003d Na 2 STe 2 (najbolj stabilna) (21)
v splošnem primeru Na 2 SE n, kjer je E \u003d Se, Te.
Na 2 SO 3 + Se Na 2 SeSO 3 (22)
selenosulfat
Pri teluriju se ta reakcija pojavi samo v avtoklavih.
Se + KCN \u003d KSeCN (za telur neznano) (23)
Selen medsebojno deluje z vodikom pri temperaturi 200 0 С:
Se + H2 \u003d H2 Se (24)
Pri teluriju reakcija poteka težko in izkoristek vodikovega telurida je majhen.
Selen in telur sodelujeta z večino kovin. V spojinah za selen in telur so znana oksidacijska stanja -2, +4 in +6.
Spojine s kisikom, dioksidi.SeO 2 - bela, t subl. - 337 0 С, se raztopi v vodi in tvori H 2 SeO 3 - nestabilen, pri temperaturi 72 0 С se razgradi s peretektično reakcijo.
TeO 2 - bolj ognjevzdržen, t pl. - 733 0 С, t bp. - 1260 0 С, nehlapna, v vodi slabo topna, lahko topna v alkalijah, najmanjša topnost je pri pH ~ 4, iz raztopine se sprosti oborina H 2 TeO 3, ki je nestabilna in razpade pri sušenju.
Trioksidi.Višje okside dobimo z delovanjem močnih oksidantov.
SeO 3 (podoben SO 3) reagira z vodo in tvori H 2 SeO 4, t pl. ~ 60 0 С, močno oksidant, raztopi Au:
2Au + 6H 2 SeO 4 \u003d Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O (25)
raztopi Pt v zmesi s HCl.
TeO 3 je neaktivna snov, ki obstaja v amorfnih in kristalnih modifikacijah. Dolgoročni amorfni trioksid vroča voda hidriran, prehaja v orto-telurno kislino H 6 TeO 6. Pri segrevanju se raztopi v koncentriranih alkalnih raztopinah in tvori telurite.
H 2 TeO 4 ima tri sorte: orto-telurna kislina H 6 TeO 6 je dobro topen v H 2 O, njegove raztopine ne dajejo kisle reakcije, zelo šibke kisline in ko je dehidrirana, dobimo polimetelurno kislino (H 2 TeO 4) n, netopno v vodi. Alotelurna kislina se pridobiva s segrevanjem orto-telurne kisline v zaprti ampuli, ki se na kakršen koli način meša z vodo in ima kisel učinek. Je vmesni, v verigi 6 - 10 molekul, nestabilen, pri sobni temperaturi se spremeni v orto-telurno kislino, pri segrevanju na zraku pa hitro v H 2 TeO 4.
Sol.Za solne selenate težke kovine dobro topni v vodi, rahlo topni selenati alkalijskih kovin, svinec in v nasprotju s sulfati Ag in Tl. Ko se segrejejo, tvorijo selenite (za razliko od sulfatov). Selenit je stabilnejši od sulfita in ga je mogoče taliti za razliko od sulfita.
Tellurati Na 2 H 4 TeO 6 - ortotellurat obstaja v dveh modifikacijah, dobljeni pri nizkih temperaturah, topni v vodi, pri visokih temperaturah - netopni. Ko je dehidriran, dobimo Na 2 TeO 4, netopen v vodi. Za telurite težkih in zemeljskoalkalijskih kovin je značilna nizka topnost. Za razliko od telurata je natrijev telurit topen v vodi.
Hidridi. Plini H 2 Se in H 2 Te se v vodi raztopijo in dajo več močne kislinekot H 2 S. Ob nevtralizaciji z alkalijami tvorijo soli, podobne Na 2 S. Za teluride in selenide ter za Na 2 S so značilne adicijske reakcije:
Na 2 Se + Se \u003d Na 2 Se 2 (26)
Na 2 Se + nS \u003d Na 2 SeS n (27)
Na splošno nastaneta Na 2 ES 3 in Na 2 ES 4, kjer je E selen in telur.
Kloridi.Medtem ko je S2 Cl 2 najbolj stabilen za žveplo, je podobna spojina znana za selen, SeCl 4 pa je najbolj stabilen za TeCl 4 telur. Ko se SeCl 4 raztopi v vodi, hidrolizira:
SeCl 4 + 3H 2 O \u003d 4НCl + H 2 SeO 3 (28)
TeCl 4 se raztopi brez občutne hidrolize.
Za TeCl 4 so znani kompleksi: K 2 TeCl 6 in KTeCl 5 z aluminijevim kloridom tvori kationne komplekse + -. V nekaterih primerih tvori tudi komplekse s selenom, vendar so zanj znani le heksakloroselenati: M 2 SeCl 6.
Ko se segrejejo, vzvišeno in ločijo:
SeCl 4 \u003d SeCl 2 + Cl 2 (29)
kadar je kondenzacija nesorazmerna:
2ТeCl 2 \u003d Te + TeCl 4 (30)
Znani fluoridi, bromidi, jodidi nastajajo samo v telurju.
Sulfidi. Pri fuziji z žveplom ne nastanejo spojine. Kadar H 2 S deluje na soli selena in telurja, lahko oborimo TeS 2 in mešanico SeS 2 in SeS (domnevamo, da gre za mešanico S in Se).
S sintezo z nadomestitvijo žvepla s selenom v molekuli S8, dobljeni Se 4 S 4, Se 3 S 5, Se 2 S 6, SeS 7, pride do substitucije preko enega žveplovega atoma.
