셀레늄 (Se), 산소 그룹의 화학 원소 (주기율표의 16 족 [VIa])는 원소 황과 텔 루륨과 화학적, 물리적 성질과 밀접한 관련이있다. 셀레늄은 드문 데, 지구의 지각의 약 90 억분의 1의 지각을 구성합니다. 때때로 황과 함께 결합되지 않은 채로 발견되지만, 일부 광물에서는 중금속 (구리, 수은, 납 또는은)과 함께 발견되는 경우가 더 많습니다. 셀레늄의 주요 상업적 공급원은 구리 정제의 부산물이다. 주요 용도는 전자 장비 제조, 안료 및 유리 제조에 있습니다. 셀레늄 (Selenium)은 메탈 로이드 (금속과 비금속 사이의 특성에서 중간체 요소)입니다. 요소의 회색 금속 형태는 일반적인 조건에서 가장 안정적입니다. 이 형태는 빛에 노출 될 때 전기 전도도가 크게 증가하는 특이한 특성을 가지고 있습니다. 셀레늄 화합물은 동물에게 유독합니다. 지성 토양에서 자란 식물은 요소를 집중시키고 유독해질 수 있습니다.
산소 그룹 원소: 자연 발생 및 용도
원소 셀레늄 (기호 Se)은 산소 또는 황보다 훨씬 희귀하며, .요소 속성
| 원자 번호 | 34 |
|---|---|
| 원자량 | 78.96 |
| 안정적인 동위 원소 덩어리 | 74, 76, 77, 78, 80, 82 |
| 녹는 점 | |
| 무정형 | 50 ° C (122 ° F) |
| 회색 | 217 ° C (423 ° F) |
| 비점 | 685 ° C (1,265 ° F) |
| 밀도 | |
| 무정형 | 4.28 그램 / cm 3 |
| 회색 | 4.79 그램 / cm 3 |
| 산화 상태 | −2, +4, +6 |
| 전자 구성 | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 |
역사
1817 년 스웨덴의 화학자 인 Jöns Jacob Berzelius는 스웨덴 팔룬 광산의 황화물 광석에서 나온 적색 물질에 주목했습니다. 이 붉은 재료가 다음 해에 조사되었을 때, 그것은 요소로 판명되었으며 달 또는 달의 여신 셀렌의 이름을 따서 명명되었습니다. Berzelius는 셀레늄에 관한 세계 과학계에보고하기 며칠 전까지 비정상적으로 높은 셀레늄 함량의 광석을 발견했습니다. 그의 유머 감각은 그가 "때때로"라는 뜻의 광석을 준 이름으로 분명합니다.
발생과 용도
지각의 셀레늄 비율은 약 10-5 에서 10-6 %입니다. 구리 및 니켈의 전해 정제에서 주로 양극 슬라임 (양극으로부터의 증착물 및 잔류 물질)로부터 얻어진다. 다른 원천으로는 구리 및 연도의 연도 분진 및 황철석 구이에서 형성된 가스가 있습니다. 셀레늄은 금속의 정제에 구리를 동반합니다. 원래 광석에 존재하는 셀레늄의 약 40 %는 전해 공정에 증착 된 구리에 집중 될 수 있습니다. 약 1.5 킬로그램의 셀레늄은 1 톤의 제련 된 구리에서 얻을 수 있습니다.
소량으로 유리에 혼입 될 때, 셀레늄은 탈색제로서 작용하고; 더 많은 양으로 신호등에 유용한 선명한 적색을 유리에 부여합니다. 이 요소는 또한 세라믹과 철강 제품에 사용되는 적색 에나멜을 만들 때뿐만 아니라 내마모성을 높이기 위해 고무의 가황에 사용됩니다.
셀레늄 정제 노력은 독일, 일본, 벨기에 및 러시아에서 가장 크다.
동소체
셀레늄의 동소체는 황의 동소체만큼 광범위하지 않으며, 동소체는 철저하게 연구되지 않았다. 오직 2 개의 결정질 셀레늄 만이 고리 형 Se 8 분자 로 구성되어 있습니다: α와 β로 지정되어 있으며 모두 적색 단 사정으로 존재합니다. 금속성 특성을 갖는 회색 동소체는 다른 형태를 200-220 ° C로 유지하여 형성되며 일반적인 조건에서 가장 안정적입니다.
셀렌 산 또는 이의 염 중 하나의 용액이 이산화황으로 처리 될 때 비정질 (비결정질), 적색 분말 형태의 셀레늄이 생성된다. 용액이 매우 희석 된 경우,이 품종의 매우 미세한 입자는 투명한 적색 콜로이드 현탁액을 생성합니다. 투명한 적색 유리는 셀렌 라이트를 함유 한 용융 유리를 탄소로 처리 할 때 발생하는 유사한 공정에서 발생합니다. 200 ° C 이상의 온도에서 다른 변형을 빠르게 냉각하여 유리에 가까운 거의 검은 색의 셀레늄이 형성됩니다. 이 유리질 형태를 적색 결정질 동소체로의 전환은 90 ℃ 초과로 가열하거나 클로로포름, 에탄올 또는 벤젠과 같은 유기 용매와 접촉 할 때 발생한다.
예비
순수한 셀레늄은 황산 생산에서 형성된 슬라임 및 슬러지로부터 얻어진다. 불순한 레드 셀레늄은 질산 칼륨 또는 특정 망간 화합물과 같은 산화제의 존재하에 황산에 용해된다. 셀렌 산 (H 2 SeO 3) 및 셀렌 산 (H 2 SeO 4) 둘 모두 가 형성되며 잔류 불용성 물질로부터 침출 될 수있다. 다른 방법은 공기에 의한 산화 (로스팅) 및 탄산나트륨으로 가열하여 가용성 나트륨 셀레 나이트 Na 2 SeO 3 · 5H 2 O 및 나트륨 셀레나 에이트 Na 2 SeO 4를 생성한다. 염소가 또한 사용될 수있다: 금속 셀레 나이드에 대한 그의 작용은 셀레늄 디 클로라이드, SeCl 2를 포함하는 휘발성 화합물을 생성하고; 셀레늄 테트라 SECL 4; diselenium 클로라이드, 셀레늄 (2) CL (2); 셀레늄 옥시 클로라이드, SeOCl 2. 일 공정에서, 이러한 셀레늄 화합물은 물에 의해 셀렌 산으로 전환된다. 셀레늄은 이산화황으로 셀렌 산을 처리함으로써 최종적으로 회수된다.
셀레늄은은 또는 구리의 함량으로 평가되는 광석의 공통 성분입니다. 그것은 금속의 전해 정제 동안 증착 된 슬라임에 집중된다. 셀레늄을 이들 슬라임으로부터 분리하기위한 방법이 개발되었으며, 여기에는 또한은과 구리가 포함되어 있습니다. 점액을 용융시키는 것은은 셀레 나이드, Ag 2 Se 및 구리 (I) 셀레 나이드, Cu 2 Se를 형성한다. 차아 염소산, HOCl로 이러한 셀레 니드를 처리하면 용해성 셀레 나이트와 셀레 나이트를 얻을 수 있으며 이산화황으로 줄일 수 있습니다. 셀레늄의 최종 정제는 반복 증류에 의해 달성된다.
물리 전기 속성
결정질 셀레늄의 가장 뛰어난 물리적 특성은 광 전도성입니다. 조명시 전기 전도도는 1,000 배 이상 증가합니다. 이 현상은 빛에 의해 상대적으로 느슨하게 유지 된 전자를 더 높은 에너지 상태 (전도 레벨이라고 함)로 승격 시키거나 여기하여 전자 이동과 전기 전도도를 가능하게합니다. 대조적으로, 전형적인 금속의 전자는 이미 전도 레벨 또는 밴드에 있으며 기전력의 영향으로 흐를 수있다.
셀레늄의 전기 저항은 동소체의 특성, 불순물, 정제 방법, 온도 및 압력과 같은 변수에 따라 엄청난 범위에서 다양합니다. 대부분의 금속은 셀레늄에 녹지 않으며 비금속 불순물은 저항률을 증가시킵니다.
0.001 초 동안 결정질 셀레늄을 조명하면 전도성이 10 ~ 15 배 증가합니다. 적색은 파장이 짧은 빛보다 효과적입니다.
광 강도의 변화를 전류로 변환하여 시각, 자기 또는 기계적 효과로 변환 할 수있는 다양한 장치의 구성에서 셀레늄의 광전 및 감광 특성이 유리하다. 경보 장치, 기계식 개폐 장치, 안전 시스템, 텔레비전, 사운드 필름 및 제로 그래피는 반도체 특성 및 셀레늄의 감광성에 따라 달라집니다. 교류 전류의 정류 (직류로의 변환)는 수년 동안 셀레늄 제어 장치에 의해 달성되었다. 셀레늄을 사용하는 많은 광전지 응용 프로그램은 셀레늄보다 더 민감하고, 더 쉽게 구할 수 있으며, 더 쉽게 제작 된 재료를 사용하는 다른 장치로 대체되었습니다.
