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Sélénium

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Données  v · d · m 
Arsenic - Sélénium - Brome
S
Se
Te
 
 
 
 
34
Se
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               

Table complète - Table étendue

Général
Nom, Symbole, Numéro Sélénium, Se, 34
Série chimique non-métal
Groupe, Période, Bloc 16 (VIA), 4, p
Masse volumique 4790 kg/m3
Couleur gris métallique
Propriétés atomiques
Masse atomique 78,96 u
Rayon atomique (calc) 115 (103) pm
Rayon de covalence 116 pm
Rayon de van der Waals 190 pm
Configuration électronique [Ar]3d104p44s2
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 6
État(s) d'oxydation ±2,4,6
Oxyde acide fort
Structure cristalline hexagonale
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Température de fusion 494 K
Température de vaporisation 957,8 K
Énergie de fusion 6,694 kJ/mol
Énergie de vaporisation 26,3 kJ/mol
Volume molaire 16,42×10-6 m3/mol
Pression de la vapeur 0,695 Pa
Vélocité du son 3350 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 2,48
Chaleur massique 320 J/(kg·K)
Conductivité électrique 1.0×10-4 S/m
Conductivité thermique 2,04 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation 941 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation 2045 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation 2973,7 kJ/mol
4e potentiel d'ionisation 4144 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD
72Se {syn.} 8,4 jours ε 0,335 72As
74Se 0,87 % stable avec 40 neutrons
75Se {syn.} 119,779 jours ε 0,864 75As
76Se 9,36 % stable avec 42 neutrons
77Se 7,63 % stable avec 43 neutrons
78Se 23,78 % stable avec 44 neutrons
79Se {syn.} 1,13×106 ans β 0,151 79Br
80Se 49,61 % stable avec 46 neutrons
82Se 8,73 % 1,08×1020 ans β 2,995 82Kr
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le sélénium est un élément chimique, de la famille des chalcogènes, de symbole Se et de numéro atomique 34.

Sommaire

[modifier] Histoire

Le sélénium est découvert par les chimistes Jöns Jacob Berzélius (1779 - 1848) et Johan Gottlieb Gahn en 1817 dans la matière subsistant lors de la préparation d'acide sulfurique.

Son nom du grec Σελήνη « selènè », la Lune.

Les éléments sélénium et tellure ont été découverts en même temps. Le tellure a reçu le premier son nom par référence à la terre (latin : tellus). Du fait de la ressemblance entre ces deux éléments toujours liés dans les minerais, comme le sont la terre et la lune.

[modifier] Propriétés

[modifier] Propriétés physiques

La résistance électrique du sélénium varie en fonction de l'exposition à la lumière. Le sélénium est un semi-conducteur.

[modifier] Propriétés chimiques

Le sélénium peut réagir avec de nombreux éléments et donne des composés de propriétés voisines des composés correspondants du soufre.

[modifier] Toxicologie

Le sélénium métallique est sans danger et est même un oligoélément qui semble limiter les risques de cancer de la prostate[1]. Par contre nombre de ses composés sont extrêmement toxiques[2].La dose toxique chez l’humain est facilement atteignable, soit 400µg/jour[3]. Il n'est donc pas recommandé d’en prendre sous forme de supplément alimentaire, mais de consommer des aliments en contenant naturellement (foie, crustacés..).

[modifier] Gisements

Les séléniures, comme la clausthalite PbSe et l'umangite Cu3Se2, sont des minéraux rares.

La plus grande partie de la production de sélénium provient du retraitement des résidus de l'électrolyse du plomb, du nickel et du cuivre.

[modifier] Utilisation

Le sélénium est utilisé pour recouvrir le « tambour » (cylindre brillant). Il est chargé électriquement, puis un rayon laser décharge plus ou moins (en rendant le sélénium conducteur) les parties blanches ou claires de l'image.

  • Colorant pour le verre et matières plastiques:

Le beau rouge profond est obtenu avec du sulfoséléniure de cadmium.

[modifier] Semi-conducteur industriel

La découverte des propriétés photosensibles est due à Willoughby Smith et à son assistant J. May, qui travaillaient dans une société de télégraphie, en 1873.

De nombreuses recherches ont été menées pour utiliser ces propriétés photosensibles, en particulier à la transmission d'images, sans grand succès.

Elles aboutiront seulement à produire des générateurs photovoltaïques, peu performants par rapport à ceux disponibles aujourd'hui. Toute une génération de photographes, dans les années 50 et 60 lui doit néanmoins les premiers appareils semi-automatiques.

Redresseur au sélénium - antiquité électronique
Redresseur au sélénium - antiquité électronique

De même les premiers dispositifs de redressement « solide » affublés de multiples ailettes. Le sélénium est en effet un semi-conducteur de type « P ». Du sélénium cristallisé est déposé sur une plaque d'aluminium, puis on forme une couche de jonction par différents procédés (par exemple une forte tension inverse).

Son temps de réponse est moyen, sa tension inverse de l'ordre de 30 V maximum nécessite souvent de monter des éléments en série.

Il a été utilisé pour le redressement du courant alternatif, jusqu'à l'apparition des redresseurs au silicium (vers 1970) plus performants et surtout plus fiables. En effet de nombreux redresseurs au sélénium ont fini en une épouvantable fumée âcre !

Son usage comme semi-conducteur était devenu marginal, à l'exception de dispositifs limiteurs de tension où il reste en compétition avec les MoV(Metal-Oxyde Varistor).

Il semble retrouver une seconde jeunesse :

  • dans des capteurs d'image pour rayons « X » car il permet la conversion directe rayonnement->flux d'électrons,
  • dans la fabrication de cellules photovoltaïques dites « amorphes » de grande dimension au rendement honorable (15 %) et au coût réduit, à base de CuInSe2.

[modifier] Pharmacologie et nutrition

  • Le sélénium est un oligo-élément et le précurseur d'un antioxydant, le glutathion. On en trouve dans les rognons de porc ou de bœuf, l’ail, le poisson et les mollusques. La nutrition occidentale apporte largement les besoins quotidiens en cet élément[4].
  • Le sulfure de sélénium est employé comme traitement en dermatologie, en raison de son action fongicide, par exemple dans le traitement des pellicules grasses (Selsun®).
  • La consommation d'un peu de sélénium chaque jour (200 µg) diminuerait le risque de survenue de plusieurs cancers[5] (dont ceux de la prostate et du côlon). Par contre, un taux sanguin de sélénium trop important pourrait comporter un risque augmenté de cancer[6]. L'addition de sélénium au régime diminue la cancérogenèse induite chimiquement chez les rongeurs [7]. Dans ces études expérimentales, les composés organiques du sélénium sont plus efficaces et moins toxiques que les sels de sélénium. Les composés organiques testés sont les sélénocyanates, la sélénométhionine, la noix du Brésil (riche en sélénium), l'ail et le brocoli cultivés sur sol riche en sélénium.
  • Il existerait également une diminution de la fréquence des maladies cardio-vasculaires. Le sélénium participerait au maintien des défenses immunitaires (il diminuerait en particulier la charge virale chez les patients porteurs du HIV[8]), à la fonction thyroïdienne.

Pour résumer, à chaque fois qu'une pathologie est susceptible d'entraîner une production accrue de radicaux libres provoquant des lésions des cellules et une augmentation de médiateurs inflammatoires tels que les cytokines, le sélénium est susceptible de jouer un rôle protecteur. Cet effet serait due à une enzyme, la glutathion-peroxydase dont certains types sont dépendant du sélénium[9]. Par contre, aucun effet sur la mortalité n'a été démontré[10].

[modifier] Effets secondaires

Le sélénium est toxique à trop forte dose. Il peut entraîner des nausées, des diarrhées, une fragilisation des ongles, la perte des cheveux ou de la fatigue. Les recommandations américaines indiquent une dose quotidienne maximale à 400 µg/jour, or la supplémentation atteint facilement 200 µg/jour, en plus de l'apport nutritionnel, ce qui expose à un risque de surdosage[4]

Les personnes qui prennent des suppléments de sélénium voient leur risque de diabète de type 2 se majorer[11].

[modifier] Effets environnementaux

Cet élément se trouve sous plusieurs formes chimiques soit sous divers degré d’oxydation ou même sous des formes complexé dans l’environnement. Malheureusement, certaines matières résiduelles d’origines industrielles ou agricoles (engrais chimiques) contiennent du sélénium. Le sélénium peut s’accumuler dans la chaîne alimentaire. De plus, le temps de demi-vie d’élimination dans l’organisme (depuration) du sélénium est long (19 à 42 jours). Bref, cet élément peut faire diminuer la biomasse jusqu’à 72% chez certaines espèce de poissons[12]. Il est impératif de connaître des techniques d’analyse du sélénium sous toutes ses formes pour l’analyse de l’eau[13], des sols[14] et des tissus musculaires[15] pour la santé publique et conjointement celle de l’environnement. Le seuil de toxicité du sélénium dans l’environnement est actuellement établi à environ 3-4 µg/g pour les sédiments dans le sol et pour l’eau[16]. Ces seuils sont sujets à controverse pour plusieurs raisons. Par exemple, si le milieu est statique (lac) ou avec un débit (fleuve, rivière, etc…). Aussi, la sensibilité de l’espèce peut affecter la détermination des seuils. Pour l’instant aucune recherche suffisamment explicite à ce sujet n’a été rapportée dans le but de déterminer des nouveaux seuils plus précis. En ce qui concerne les seuils pour les tissus musculaires, ceux-ci vont varier en fonction de l’espèce de poisons observés. Des bases de donnés sont disponibles pour observé les seuils de toxicités pour une variété de poisson et certains oiseaux[17].

[modifier] Analyse du sélénium

Pour le sélénium contenu dans les sédiments et dans les tissus musculaire, le dosage se fait avec un spectrophotomètre [18][19]. Toutefois, un traitement préalable doit se faire sur chacun des échantillons. Pour les sédiments, il faut faire une minéralisation acide de l’échantillon pour ainsi le transformé en borohydrure de sodium (NaBH4) en milieu acide[20]. Ensuite, il suffit de chauffer le sélénium dans une cellule pour l’oxyder en sélénium élémentaire[21]. Finalement, un étalonnage est fait par spectrophotométrie d’absorption atomique[22]. Pour le sélénium contenu dans les tissus musculaire, il faut traiter l’échantillon en faisant une digestion acide des tissus biologiques en milieu très oxydant. Le nitrate de magnésium permet l’oxydation complète de la matière organique et permet de stabiliser le sélénium. Ensuite, pour passer du Se(6) à Se(4) il faut rajouter du HClaq. Le sélénium est ensuite transformé sous sa forme hydrure avec du borohydrure de sodium (NaBH4) en milieu acide. À ce point, l’hydrure est chauffé en sélénium élémentaire. Finalement, l’étalonnage est fait par spectrophotométrie d’absorption atomique[23]. Pour l’analyse du sélénium dans l’eau la méthode ce fait par spectrométrie d’émission au plasma d’argon et la détection est fait par spectrométrie de masse (ICP-MS) [24].

[modifier] Notes et références

  1. Conclusions et recommandations des études faites durant 5 ans par le WCR
  2. Fiche toxicologique du sélénium(INRS)
  3. Bleys Joachim, DIABETES CARE, APRIL 2007, 30 (4)
  4. ab Bleys J, Navas-Acien A, Guallar E, Selenium and diabetes: more bad news for supplements, Ann Int Med, 2007;147:271-272
  5. Effects of selenium supplementation for cancer prevention in patients with carcinoma of the skin, L. C. Clark, G. F. Combs Jr, B. W. Turnbull, E. H. Slate, D. K. Chalker, J. Chow, L. S. Davis, R. A. Glover, G. F. Graham, E. G. Gross, A. Krongrad, J. L. Lesher Jr, H. K. Park, B. B. Sanders Jr, C. L. Smith, J. R. Taylor, JAMA. 1996;276:1957-1963
  6. Bleys J, Navas-Acien A, Guallar E, Serum selenium levels and all-cause, cancer, and cardiovascular mortality among US adults, Arch Intern Med, 2008;168:404-410
  7. Chimioprévention
  8. (en)Suppression of human immunodeficiency virus type 1 viral load with selenium supplementation, Barry E. Hurwitz, Johanna R. Klaus, Maria M. Llabre, Alex Gonzalez, Peter J. Lawrence, Kevin J. Maher, Jeffrey M. Greeson, Marianna K. Baum, Gail Shor-Posner, Jay S. Skyler, Neil Schneiderman, Arch Intern Med. 2007;167:148-154
  9. Rotruck JT, Pope AL, Ganther HE, et Als., Selenium: biochemical role as a component of glutathione peroxidase, Science, 1973;179:588-90
  10. (en) Goran Bjelakovic, Dimitrinka Nikolova, Lise Lotte Gluud, Rosa G. Simonetti, Christian Gluud, Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention, JAMA. 2007;297:842-857
  11. Stranges S, Marshall JR, Natarajan R,Effects of Long-Term Selenium Supplementation on the Incidence of Type 2 Diabetes, Annals of Internal Medicine, 2007;147:217-223
  12. S.J. Hamilton, Science of the Total Environment, 2004, 326, 1-31
  13. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les sédiments : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-17
  14. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les tissus animaux : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-18
  15. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination des métaux à l’état de trace en conditions propres dans l’eau : méthode par spectrométrie d’émission au plasma d’argon et détection par spectrométrie de masse, 2003, 1-29
  16. S.J. Hamilton, Science of the Total Environment, 2004, 326, 1-31
  17. S.J. Hamilton, Science of the Total Environment, 2004, 326, 1-31
  18. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les sédiments : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-17
  19. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les tissus animaux : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-18
  20. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les sédiments : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-17
  21. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les sédiments : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-17
  22. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les sédiments : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-17
  23. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination du sélénium dans les tissus animaux : méthode par spectrophotométrie d’absorption atomique après minéralisation et génération d’hydrure, 2003, 1-18
  24. Centre d’Expertise en Analyse Environnementale du Québec, Détermination des métaux à l’état de trace en conditions propres dans l’eau : méthode par spectrométrie d’émission au plasma d’argon et détection par spectrométrie de masse, 2003, 1-29
wikt:

Voir « sélénium » sur le Wiktionnaire.