Selenium (Se), unsur kimia dalam kumpulan oksigen (Kumpulan 16 [VIa] jadual berkala), bersekutu rapat dengan sifat kimia dan fizikal dengan unsur-unsur sulfur dan Tellurium. Selenium jarang berlaku, menyusun kira-kira 90 bahagian per bilion kerak Bumi. Kadang-kadang ia dijumpai tidak terikat, menyertai sulfur asli, tetapi lebih sering dijumpai dalam kombinasi dengan logam berat (tembaga, merkuri, plumbum, atau perak) dalam beberapa mineral. Sumber utama selenium komersial adalah sebagai hasil sampingan penapisan tembaga; kegunaan utamanya adalah dalam pembuatan peralatan elektronik, pigmen, dan pembuatan kaca. Selenium adalah metalloid (unsur perantara sifat antara logam dan bukan logam). Bentuk logam berwarna kelabu adalah unsur yang paling stabil dalam keadaan biasa; bentuk ini mempunyai sifat luar biasa yang sangat meningkat dalam kekonduksian elektrik apabila terkena cahaya. Sebatian selenium adalah toksik kepada haiwan; tumbuh-tumbuhan yang tumbuh di tanah seleniferus dapat memusatkan unsur dan menjadi beracun.
unsur kumpulan oksigen: Kejadian dan kegunaan semula jadi
Unsur selenium (simbol Se) jauh lebih jarang daripada oksigen atau sulfur, yang terdiri daripada kira-kira 90 bahagian per bilion kerak
.Sifat Elemen
| nombor atom | 34 |
|---|---|
| berat atom | 78.96 |
| jisim isotop stabil | 74, 76, 77, 78, 80, 82 |
| takat lebur | |
| amorf | 50 ° C (122 ° F) |
| kelabu | 217 ° C (423 ° F) |
| takat didih | 685 ° C (1,265 ° F) |
| ketumpatan | |
| amorf | 4.28 gram / cm 3 |
| kelabu | 4.79 gram / cm 3 |
| keadaan pengoksidaan | −2, +4, +6 |
| konfigurasi elektron | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 |
Sejarah
Pada tahun 1817 ahli kimia Sweden Jöns Jacob Berzelius mencatat zat merah yang dihasilkan dari bijih sulfida dari lombong Falun, Sweden. Ketika bahan merah ini disiasat pada tahun berikutnya, ia terbukti menjadi unsur dan diberi nama setelah Bulan atau dewi Bulan Selene. Bijih kandungan selenium yang sangat tinggi ditemukan oleh Berzelius hanya beberapa hari sebelum dia membuat laporannya kepada masyarakat ilmiah dunia mengenai selenium. Rasa humornya jelas dalam nama yang dia berikan bijih, kayu putih, yang bermaksud "tepat pada waktunya."
Kejadian dan kegunaan
Bahagian selenium dalam kerak bumi adalah sekitar 10 −5 hingga 10 −6 peratus. Ini diperoleh terutamanya dari lendiran anod (deposit dan bahan sisa dari anoda) dalam penyulingan elektrolitik tembaga dan nikel. Sumber-sumber lain adalah debu serpihan dalam pengeluaran tembaga dan plumbum dan gas-gas yang terbentuk dalam pirit panggang. Selenium menyertai tembaga dalam penyempurnaan logam itu: kira-kira 40 peratus selenium yang terdapat dalam bijih asli mungkin tertumpu dalam tembaga yang disimpan dalam proses elektrolit. Kira-kira 1.5 kilogram selenium dapat diperoleh dari satu tan tembaga lebur.
Apabila dimasukkan dalam gelas dalam jumlah kecil, selenium berfungsi sebagai penyahwarna; dalam jumlah yang lebih besar, ia memberikan warna merah jernih ke kaca yang berguna dalam lampu isyarat. Elemen ini juga digunakan untuk membuat enamel merah untuk seramik dan barang keluli, serta untuk pemvulkanan getah untuk meningkatkan daya tahan terhadap lelasan.
Usaha penyempurnaan selenium adalah yang terbaik di Jerman, Jepun, Belgia, dan Rusia.
Allotropi
Allotropy selenium tidak seluas sulfur, dan allotrop belum dipelajari secara menyeluruh. Hanya dua jenis selenium kristal yang terdiri daripada molekul Se 8 siklik: α dan β yang ditentukan, keduanya wujud sebagai kristal monoklinik merah. Allotrope kelabu yang mempunyai sifat logam terbentuk dengan mengekalkan bentuk lain pada suhu 200-220 ° C dan paling stabil dalam keadaan biasa.
Bentuk selenium berwarna amorf (tidak kristal), berwarna merah dan serbuk apabila larutan asid selenious atau salah satu garamnya dirawat dengan sulfur dioksida. Sekiranya larutan sangat cair, zarah-zarah yang sangat halus dari varieti ini menghasilkan penggantungan koloid merah yang telus. Kaca merah jernih terhasil dari proses serupa yang berlaku apabila kaca cair yang mengandung selenit diolah dengan karbon. Selenium yang berkaca dan hampir hitam terbentuk dengan penyejukan cepat modifikasi lain dari suhu di atas 200 ° C. Penukaran bentuk vitreous ini menjadi allotrop merah kristal berlaku apabila memanaskannya di atas 90 ° C atau apabila terus bersentuhan dengan pelarut organik, seperti kloroform, etanol, atau benzena.
Penyediaan
Selenium tulen diperoleh dari lendir dan enapcemar yang terbentuk dalam menghasilkan asid sulfurik. Selenium merah tidak murni dilarutkan dalam asid sulfurik dengan adanya agen pengoksidaan, seperti kalium nitrat atau sebatian mangan tertentu. Kedua-dua asid selenious, H 2 SeO 3, dan asid selenik, H 2 SeO 4, terbentuk dan dapat dilepaskan dari sisa bahan yang tidak larut. Kaedah lain menggunakan pengoksidaan melalui udara (memanggang) dan pemanasan dengan natrium karbonat untuk memberikan selenit natrium larut, Na 2 SeO 3 · 5H 2 O, dan natrium selenat, Na 2 SeO 4. Klorin juga boleh digunakan: tindakannya terhadap selenida logam menghasilkan sebatian mudah menguap termasuk selenium diklorida, SeCl 2; selenium tetraklorida, SeCl 4; diselenium diklorida, Se 2 Cl 2; dan selenium oxychloride, SeOCl 2. Dalam satu proses, sebatian selenium ini ditukar oleh air menjadi asid selenious. Selenium akhirnya pulih dengan merawat asid selenous dengan sulfur dioksida.
Selenium adalah komponen biasa bijih yang bernilai kandungan perak atau tembaga mereka; ia menjadi pekat pada lendir yang disimpan semasa pemurnian elektrolit logam. Kaedah telah dikembangkan untuk memisahkan selenium dari lendir ini, yang juga mengandung beberapa perak dan tembaga. Meleleh lendir membentuk selenida perak, Ag 2 Se, dan selenida tembaga (I), Cu 2 Se. Rawatan selenida ini dengan asid hipoklorik, HOCl, memberikan selenit dan selenat larut, yang dapat dikurangi dengan sulfur dioksida. Pemurnian akhir selenium dicapai dengan penyulingan berulang.
Sifat elektrik-elektrik
Ciri fizikal selenium kristal yang paling hebat adalah fotokonduktiviti: pada pencahayaan, kekonduksian elektrik meningkat lebih dari 1,000 kali ganda. Fenomena ini berpunca dari promosi atau pengujaan elektron yang dipegang secara longgar oleh keadaan cahaya ke keadaan tenaga yang lebih tinggi (disebut tahap konduksi), yang membolehkan penghijrahan elektron dan, oleh itu, kekonduksian elektrik. Sebaliknya elektron logam khas sudah berada di tahap konduksi atau jalur, dapat mengalir di bawah pengaruh daya elektromotif.
Ketahanan elektrik selenium bervariasi dalam rentang yang luar biasa, bergantung pada pemboleh ubah seperti sifat allotrope, kotoran, kaedah penapisan, suhu, dan tekanan. Sebilangan besar logam tidak larut dalam selenium, dan kekotoran bukan logam meningkatkan daya tahan.
Pencahayaan selenium kristal selama 0,001 saat meningkatkan kekonduksiannya dengan faktor 10 hingga 15 kali. Lampu merah lebih berkesan daripada cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek.
Kelebihan diambil dari sifat fotolistrik dan fotosensitiviti selenium ini dalam pembinaan pelbagai peranti yang dapat menterjemahkan variasi intensiti cahaya menjadi arus elektrik dan seterusnya kepada kesan visual, magnetik, atau mekanikal. Peranti penggera, alat pembuka dan penutup mekanikal, sistem keselamatan, televisyen, filem suara, dan xerografi bergantung pada sifat semikonduktor dan kepekaan selenium. Pembetulan arus elektrik bolak-balik (penukaran menjadi arus terus) telah bertahun-tahun dicapai oleh peranti yang dikendalikan selenium. Banyak aplikasi fotosel yang menggunakan selenium telah digantikan oleh peranti lain yang menggunakan bahan yang lebih sensitif, lebih mudah didapati, dan lebih mudah dibuat daripada selenium.
