Selenium: Het element

Selenium is een element die in de natuur in gesteenten en de bodem voorkomt. In zuivere vorm bestaat het als metallisch grijs tot zwarte hexagonale kristallen. Meestal in aanwezigheid van sulfide of zilver, koper, lood, nikkel en mineralen. De invloed van selenium in automatenstaal is ongeveer gelijk aan die van zwavel. Het heeft een iets grotere invloed op de bewerkbaarheid. Het wordt vooral toegepast in corrosievast automatenstaal, omdat het de corrosievastheid minder nadelig beïnvloedt dan zwavel.

zwarte en rode selenium isotoop / Bron: W. Oelen, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Natuurlijk selenium in zandsteen gevonden in een uraniummijn in New Mexico / Bron: James St. John, Wikimedia Commons (CC BY-2.0)

Periodiek systeem, selenium atoomnummer 34 / Bron: Kushboy, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Intrinsieke eigenschappen van het element

Algemeen

Naam	Symbool	Atoom Nr.	Zuurstofgroep	Periode	Blok	Reeks	Kleur
Seleen selenium	Se	34	Zuurstof zwavel seleen telluur	4	P	Non metalen	Donker grijs en donkerrode kristallen

Chemische eigenschappen

Atoommassa	Oxidatiestaten	Elektronegativiteit eV Pauling	Atoomstraal pm	Ionisatie potentaal KJ/mol
78,0 u	-2,+4,+6	2,55	119	1e > 941 2e >2045 3e >2974

Fysische eigenschappen

Dicht heid g/cm3	smelt punt	Kook punt	Aggre- gatie staat	Smelt warmte KJ/mol	Verdamp- ings warmte KJ/mol	Kristal structuur	Speci- fieke warmte J/kgC	Elek- trische weerstand 20 C	Warmte geleiding W/m.C	Hard- heid	elasti- citeits- modules N/mm2
4,8	221 C	685 C	Vast	6,7	37,7	Hexa- gonaal	320	12	0,52	2	58E3

Het voorkomen van seleen

Seleen komt in meerdere toestanden voor. In poedervorm is het rood of zwart. Seleen is een bijproduct dat achterblijft bij de winning van lood, zilver of koper. Zuivere seleenmineralen zijn zeldzaam. Behalve vijf stabiele seleenisotopen zijn er een groot aantal radioactieve isotopen bekend, met halveringstijden variërend van enkele minuten tot vele miljoenen jaren. In kristalvorm is seleen metalliek grijs of donkerrood.

De winning van seleen

Selenium wordt meestal gewonnen als bijproduct bij vooral de koperwinning. De methode van isolatie van seleen hangt af van welke andere stoffen in de erts aanwezig zijn. De eerste stap is meestal een oxidatie met behulp van natriumcarbonaat (soda):

Cu 2 Se + Na 2 CO 3 + 2O 2 → 2CuO + Na 2 SeO 3 + CO 2

Seleniet (Na2 SeO3) aangezuurd met zwavelzuur geeft seleenzuur (H2 SeO3) in oplossing. Selenium wordt geisoleerd van seleenzuur met SO2:

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O → Se + 2H 2 SO 4

Gebruikers-eigenschappen van seleen

Selenium oefent een positieve invloed uit op het functioneren van de schildklier. Het speelt een rol bij de productie van neurotransmitters, een lage selenium gehalte bij ouderen verhoogt de kans op dementeren.
Selenium speelt een rol in de preventie van Aids. Individuen met weinig selenium in het lichaam hebben vele malen meer kans om te sterven aan Aids.
Vrije radicalen kunnen kankercellen triggeren. Deze radicalen worden door antioxidanten geneutraliseerd. Selenium heeft een sterke antioxidante werking. Het stimuleert het immuunsysteem en helpt het lichaam vroege tumoren te neutraliseren. Personen met weinig selenium in het lichaam lopen een veel grotere risico om te overlijden aan kanker. Het neutraliseert schadelijke stoffen als zware metalen in het lichaam, minder giftig en bouwt extra weerstand op tegen prostaatkanker.
Selenium speelt een rol bij de voortplanting. (Het wordt om die reden al lang gebruikt in de veehouderij). Vrouwen die gevoelig zijn voor een miskraam blijken ook relatief weinig selenium in hun lichaam te hebben. Selenium speelt tevens een rol bij de mannelijke vruchtbaarheid, selenium suppletie verhoogt de vruchtbaarheid bij mannen met zwakke sperma.

Toepassingen van seleen

Selenium is katalysator in talrijke chemische processen en wordt gebruikt in de chemische industrie.
Selenium wordt gebruikt bij de productie van glas en keramiek, waar het een rode kleur geeft aan glas, email en glazuur, alsmede verkleuringen door verontreinigingen verwijdert.
Seleensulfide is een bestanddeel van antiroos shampoo.
Selenium wordt gebruikt als legeringselement in messing (geelkoper) om het lood te vervangen en als legeringselement in roestvaste (verspanings)kwaliteiten om zwavel te vervangen omdat selenium de corrosievastheid minder aantast dan zwavel
Slijtvastheid gevulkaniseerde rubbers te verbeteren gebruikt men steeds meer selenium in plaats van zwavel bij het vulkaniseren.
Door fotovoltaïsche (licht direct omzetten in elektriciteit) en fotogeleidende eigenschappen wordt selenium bijvoorbeeld gebruikt in zonnecellen, fotocellen en bij het fotokopiëren. De geleidbaarheid van seleen neemt toe bij toenemende lichtsterkte. Seleen kan worden gebruikt als fotografische toner. Seleen is een p-type halfgeleider.
Bij een grote inname van seleen door plant dier en mens kunnen in zwavelhoudende organische moleculen zwavelatomen vervangen worden door seleen atomen, terwijl de eigenschappen van het molecuul praktisch onveranderd blijven.

Seleen, milieu en gezondheid

Seleen is een spoorelement, dat we via onze voeding binnen krijgen. Granen, orgaanvlees (zoals lever en nier), vis en schelpdieren, gevogelte en paranoten bevatten meer dan voldoende seleen.

Een gebrek aan seleen in de voeding kan o.a. leiden tot verstoring van de hartspier werking maar meer dan 400 μg per dag is echter schadelijk. Teveel aan seleen wordt al gauw waarneembaar aan brosse haren en nagels. Waterstofselenide en andere seleenverbindingen zijn bijzonder giftig en vergelijkbaar met die van arseenverbindingen. Kwetsbaarst voor aantasting zijn: Ogen, huid, luchtwegen, lever, nieren, bloed, milt en brandwonden bij huid contact met seleen bij aanwezigheid van lucht.

Voor volwassen wordt circa gemiddeld 100 microgram seleen per dag geadviseerd. De maximale dosis is 300 microgram per dag, dat zit in bijvoorbeeld ruim twee kilo rood vlees. Korte tijd overschrijding van de maximale dosis is ongevaarlijk. Via normale voeding krijgen we voldoende binnen.