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Selênio

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Selênio
34 Se
S

Se

Te
arsênicoselêniobromo
Aparência
allotropes preto e vermelho
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número selênio, Se, 34
Pronúncia / s ɨ l Eu n Eu ə m / si- LEE -nee-əm
Categoria elemento metalóide
por vezes considerado um metalóide
Grupo, período, bloco 16 (Calcogênios), 4, p
Peso atômico padrão 78,96
Configuração eletrônica [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 4
2, 8, 18, 6
Conchas de electrões de selénio (2, 8, 18, 6)
História
Descoberta Jöns Jakob Berzelius e Johann Gottlieb Gahn (1817)
Primeiro isolamento Jöns Jakob Berzelius e Johann Gottlieb Gahn (1817)
Propriedades físicas
Fase sólido
Densidade (perto RT) (Cinzento) 4,81 g · cm -3
Densidade (perto RT) (Alfa) 4,39 g cm -3 ·
Densidade (perto RT) (Vítreo) 4,28 g cm -3 ·
Líquido densidade no pf 3,99 g cm -3 ·
Ponto de fusão 494 K , 221 ° C, 430 ° F
Ponto de ebulição 958 K, 685 ° C, 1265 ° F
Ponto crítico 1,766 K, 27,2 MPa
Calor de fusão (Cinzento) 6,69 kJ mol -1 ·
Calor de vaporização 95,48 kJ mol -1 ·
Capacidade calorífica molar 25,363 J · · mol -1 K -1
Pressão de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
em T (K) 500 552 617 704 813 958
Propriedades atômicas
Estados de oxidação 6, 4, 2, 1, -2
(Fortemente ácida óxido)
Eletronegatividade 2,55 (escala de Pauling)
Energias de ionização 1º: 941,0 kJ · mol -1
2: 2045 kJ · mol -1
3: 2973,7 kJ · mol -1
Raio atômico 120 pm
O raio de covalência 120 ± 16:00
Van der Waals raio 190 pm
Miscelânea
A estrutura de cristal hexagonal
Selenium has a hexagonal crystal structure
Ordenamento magnético diamagnetic
Condutividade térmica (Amorfo) 0,519 W · m -1 · K -1
Expansão térmica (25 ° C) (amorfo) 37 uM · · K -1 m -1
Velocidade do som (haste fina) (20 ° C) 3350 m · s -1
O módulo de Young 10 GPa
Módulo de cisalhamento 3,7 GPa
Massa de módulo 8,3 GPa
Rácio de Poisson 0.33
Dureza de Mohs 2.0
Dureza Brinell 736 MPa
Número de registo CAS 7782-49-2
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de selénio
iso N / D meia-vida DM DE ( MeV) DP
72 Se syn 8.4 d ε - 72 Como
γ 0,046 -
74 Se 0,87% 74 Se é estável com 40 nêutrons
75 Se syn 119,779 d ε - 75 Como
γ 0,264, 0,136,
0,279
-
76 Se 9,36% 76 Se é estável com 42 nêutrons
77 Se 7,63% 77 Se é estável com 43 nêutrons
78 Se 23,78% 78 Se é estável com 44 nêutrons
79Se traço 3,27 × 10 5 y β - 0,151 79 Br
80 Se 49,61% 80 Se é estável com 46 nêutrons
82 Se 8,73% 1,08 × 10 20 y β - β - 2.995 82 Kr

O selênio é um elemento químico com Se símbolo e número atômico 34. É um metalóide com propriedades que são intermediárias entre as de sua tabela periódica coluna adjacente Calcogênio elementos de enxofre e telúrio . Raramente ocorre no seu estado elementar na natureza, ou compostos puros de minério. Selênio ( grego σελήνη selene significado "Moon") foi descoberto em 1817 por Jöns Jacob Berzelius, que notou a semelhança entre o novo elemento ao anteriormente conhecido telúrio (nomeado para a Terra).

O selênio é encontrado impuramente no metal minérios de sulfureto, onde substitui parcialmente o enxofre. Comercialmente, o selênio é produzida como um subproduto no refino destes minérios, na maioria das vezes durante a produção de cobre. Minerais que são compostos de seleneto ou selenato puras são conhecidas, mas são raros. Os principais usos comerciais para selênio hoje estão em vidreira e em pigmentos . O selénio é um semicondutor e é usado em fotocélulas. Usa em eletrônica , uma vez importante, têm sido quase sempre suplantadas por silício dispositivos semicondutores. Selénio continua a ser utilizado em alguns tipos de potência DC protetores contra surtos e um tipo de fluorescente ponto quântico.

Sais de selénio são tóxicos em grandes quantidades, mas pequenas quantidades são necessárias para a função celular, em muitos organismos, incluindo todos os animais. O selénio é um componente de enzimas antioxidantes glutationa peroxidase e tioredoxina redutase (que reduzir indirectamente determinadas moléculas oxidadas em animais e algumas plantas). Também é encontrada em três enzimas deiodinase, que convertem um hormônio da tireóide para outro. Requisitos de selênio em plantas diferem por espécie, com algumas plantas que requer quantidades relativamente grandes, e outros aparentemente exigindo nenhum.

Características

Propriedades físicas

Estrutura do hexagonal (cinza) selênio

Selénio existe em diversas formas alotrópicas que interconverter mediante aquecimento e arrefecimento realizada a diferentes temperaturas e taxas. Como preparado em reacções químicas, é geralmente selénio amorfa, pó vermelho-tijolo. Quando rapidamente derretido, ele forma a, forma vítreo preto, que normalmente é vendido industrialmente como miçangas. A estrutura de selênio preto é irregular e complexa e consiste em anéis poliméricos com até 1000 átomos por anel. Preto Se é um sólido quebradiço, brilhante que é ligeiramente solúvel em CS 2. Depois do aquecimento, que amolece a 50 ° C e converte a cinza de selénio a 180 ° C; a temperatura de transformação é reduzido pela presença de halogéneos e aminas .

As formas α, β e γ de cor vermelha são produzidas a partir de soluções de selénio preto, variando as taxas de evaporação do solvente (geralmente CS 2). Todos eles têm relativamente baixa, simetrias de cristal monoclínico e contêm quase idênticos franzidos Sé 8 anéis dispostos em diferentes formas, como em enxofre . A embalagem é mais densa sob a forma α. Na SE 8 anéis, a distância Se-Se é 233,5 pm e ângulo de Se-Se-Se é 105,7 graus. Outros allotropes selênio pode conter SE 6 ou 7 anéis Sé.

A forma mais estável e densa de selénio tem uma cor cinzenta e estrutura de cristal hexagonal que consiste em cadeias poliméricas helicoidais, em que a distância Se-Se é 237,3 pm e ângulo de Se-Se-Se é 130,1 graus. A distância mínima entre cadeias é 343,6 pm. Se cinza é formada por aquecimento suave de outras formas alotrópicas, por arrefecimento lento de Se fundido, ou por condensação de vapores de Se, logo abaixo do ponto de fusão. Considerando que as outras formas de Se são isolantes, cinza Se é um semicondutor mostrando apreciável fotocondutividade. Contrariamente a outras formas alotrópicas, é insolúvel em CS 2. Ele resiste a oxidação pelo ar e não é atacado por ácidos não-oxidantes. Com agentes redutores fortes, ele forma polyselenides. O selênio não apresentar as mudanças incomuns na viscosidade que o enxofre sofre quando aquecida gradualmente.

Isótopos

O selênio tem seis ocorrem naturalmente isótopos , cinco dos quais são estáveis: 74 Se, 76 Se, 77 Se, 78 Se, e 80 Se. Os três últimos também ocorrer como produtos de cisão, juntamente com 79Se, que tem uma semi-vida de 327 mil anos. O isótopo de ocorrência natural final, 82 Se, tem uma meia-vida muito longo (10 ~ 20 anos, através de decomposição decaimento beta duplo para 82 Cr ), o que, para fins práticos, pode ser considerada estável. Vinte e três outros isótopos instáveis foram caracterizados.

Veja também Selênio-79 para mais informações sobre as mudanças recentes na meia-vida medido desta produtos de cisão de vida longa, importante para os cálculos de dose realizadas no quadro da eliminação geológica de longa duração resíduos radioactivos.

Os compostos químicos

Compostos de selénio normalmente existem nos estados de oxidação -2, 2, 4, e 6.

Compostos Calcogênio

Selénio forma dois óxidos: dióxido de selénio (SeO2) e trióxido de selénio (SEO 3). Dióxido de selénio é formado pela reacção de oxigénio com selénio elementar:

Se 8 + 8 O 2 → 8 SeO2
Estrutura do polímero SeO 2. Os piramidais () átomos de selênio são amarelas.

É um sólido polimérico que forma monoméricos seo 2 moléculas em fase gasosa. Dissolve-se em água para formar ácido selenoso, H 2 SeO 3. ?cido selenoso também pode ser feita directamente por oxidação de selénio elementar com ácido nítrico :

3 Se + 4 HNO3 + H2O → 3 H 2 SeO 3 + 4 NO

Ao contrário de enxofre, o qual forma um estábulo trióxido, trióxido de selénio é termodinamicamente instável e decompõe-se o dióxido de acima de 185 ° C:

2 SeO 3 → 2 SeO 2 + O 2 (AH = -54 kJ / mol)

Selénio trióxido é produzido no laboratório por meio da reacção de anidro selenato de potássio (K 2 SeO 4) e trióxido de enxofre (SO3).

Sais de ácido selenoso são chamados selenitas. Estes incluem selenito de prata (Ag 2 SeO 3) e selenito de sódio (Na 2 SeO 3).

O sulfeto de hidrogênio reage com o ácido selenoso aquosa para produzir sulfeto de selênio:

H SeO 2 3 + 2 H 2 S → SeS 2 + 3 H2O

Selénio dissulfureto constituída por anéis de 8 membros de uma distribuição estatística de cerca de átomos de enxofre e selénio. Tem uma composição aproximada de SeS 2, com anéis individuais variam em composição, como a Sé 4 S 4 e S Se 2 6. Selénio dissulfureto tem sido o uso de champô como um anti- agente caspa, um inibidor em química de polímeros, um corante de vidro, e um agente redutor em fogos de artifício.

Selénio trióxido podem ser sintetizados por desidratação ácido selénico, SeO 2 H 4, o qual é ele próprio produzido pela oxidação com dióxido de selénio de peróxido de hidrogénio :

SeO 2 + H 2 O 2 H 24 SeO

?cido selénico quente, concentrada é capaz de dissolver o ouro, formando ouro (III) selenato.

Compostos halogenados

Iodetos de selênio não são bem conhecidos. A única estável é cloreto de monocloreto de selénio (Se 2 Cl 2), o que pode ser melhor conhecido como selénio (I), cloreto de; o correspondente brometo também é conhecida. Estas espécies são estruturalmente análogo ao correspondente dichloride disulfur. Dicloreto de selénio é um reagente importante para a preparação de compostos de selénio (por exemplo, a preparação de SE 7). É preparado por tratamento com selénio cloreto de sulfurilo (SO 2 Cl 2). O selênio reage com flúor para formar hexafluoreto de selénio:

Se 8 + 24 F 2 → 8 SEF 6

Em comparação com o seu homólogo de enxofre ( hexafluoreto de enxofre), hexafluoreto de selénio (SEF 6) é mais reativo e é um tóxico irritante pulmonar. Alguns dos oxi-halogenetos de selénio, tal como oxifluoreto de selénio (Seof 2) e oxicloreto de selénio (SeOCl 2) foram utilizados como solventes especiais.

Selenetos

De forma análoga ao comportamento de outros Calcogênios, selénio forma uma dihydride H 2 SE. É um forte gás odorífero, tóxico, e incolor. É mais ácido do que o H2S Em solução que ioniza a SMS -. O dianião seleneto Se 2- forma uma grande variedade de compostos, incluindo os minerais a partir do qual é obtido comercialmente de selénio. Selenetos ilustrativos incluem seleneto de mercúrio (HgSe), seleneto de chumbo (PbSe), selenieto de zinco (ZnSe), e cobre índio e gálio disseleneto (Cu (Ga, In) Se 2). Estes materiais são semicondutores . Com metais altamente electropositivos, tais como o alumínio, estes selenetos são propensos a hidrólise:

Al SE 3 2 + 6 H2O → Al 2 O 3 + 6 H 2 Se

Selenetos de metais alcalinos reagem com selénio para formar polyselenides, 2-
X, que existem como cadeias.

Outros compostos

Tetraselenium tetranitride, Se N 4 4, é um composto análogo ao de laranja explosivo tetranitride tetrasulfur (S 4 N 4). Ele pode ser sintetizado pela reacção de tetracloreto de selénio (LECS 4) com [((CH3) 3Si) 2N] 2 SE.

O selênio reage com cianetos para produzir selenocianatos:

8 KCN + Sé 8 → 8 KSeCN

Compostos organo

O selénio, especialmente no estado de oxidação II, forma ligações estáveis ao carbono, que são estruturalmente análogo ao correspondente compostos organo. Especialmente comuns são selenetos (R 2 Sé, análogos de tioéteres), diselenides (R 2 SE 2, análogos de dissulfuretos), e selenols (RSeH, análogos de tióis). Representantes de selenetos, diselenides e selenols incluem respectivamente selenomethionine, diphenyldiselenide, e benzeneselenol. O sulfóxido em química do enxofre é representado em selénio química pelos selenoxides fórmula (RSe (O) R), que são intermediários na síntese orgânica, tal como ilustrado pela reacção de eliminação selenoxide. Consistente com as tendências indicadas pelo regra ligação dupla, selenoketones, R (C = Se) R, e selenaldehydes, R (C = Se) H, são raramente observadas.

História

Selênio ( grego σελήνη selene significado "Moon") foi descoberto em 1817 por Jöns Jakob Berzelius e Johan Gottlieb Gahn. Ambos os químicos era dono de uma fábrica química perto Gripsholm, Suécia produzindo ácido sulfúrico pela processo câmara de chumbo. A partir da pirite Falun mina criou um precipitado vermelho nas câmaras de chumbo que se presume ser um composto de arsênico, e assim o uso da pirita para fazer ácido foi descontinuado. Berzelius e Gahn queria usar a pirita e eles também observaram que o precipitado vermelho exalava um cheiro de raiz-forte quando queimado. Este cheiro não era típico de arsênico, mas um odor semelhante foi conhecida a partir de telúrio compostos. Assim, a primeira carta de Berzelius para Alexander Marcet afirmou que este era um composto de telúrio. No entanto, a falta de compostos de telúrio na Falun mina minerais eventualmente levou Berzelius para reavaliar o precipitado vermelho, e em 1818 ele escreveu uma segunda carta a Marcet descrevendo um elemento recém-encontrada semelhante ao de enxofre e telúrio. Por causa de sua semelhança com telúrio, nomeado para a Terra, Berzelius nomeou o novo elemento depois da Lua .

Em 1873, Willoughby Smith verificou que a resistência eléctrica de selénio cinzento foi dependente da luz ambiente. Isto conduziu à sua utilização como uma célula de detecção de luz. O primeiro dos produtos comerciais usando selênio foram desenvolvidos por Werner Siemens, em meados da década de 1870. A célula de selénio foi utilizado no photophone desenvolvido por Alexander Graham Bell em 1879. O selênio transmite uma corrente elétrica proporcional à quantidade de luz que incide sobre sua superfície. Este fenómeno foi utilizada no desenho de medidores de luz e dispositivos semelhantes. Propriedades semicondutoras do selênio encontrado inúmeras outras aplicações em eletrônicos. O desenvolvimento de retificadores de selênio começou no início dos anos 1930, e estes substituídos retificadores de óxido de cobre por causa de suas eficiências superiores. Estes duraram em aplicações comerciais até os anos 1970, na sequência do qual eles foram substituídos com menos caro e ainda mais eficiente retificadores de silício.

O selênio veio ao conhecimento médico mais tarde por causa de sua toxicidade para seres humanos que trabalham em indústrias. O selênio também foi reconhecido como um importante toxina veterinária, que é visto em animais que comeram as plantas de alta selênio. Em 1954, os primeiros sinais de funções biológicas específicas de selênio foram descobertos em microrganismos. A sua essencialidade para a vida de mamífero foi descoberto em 1957. Na década de 1970, mostrou-se estar presente em dois conjuntos independentes de enzimas. Isto foi seguido pela descoberta de selenocisteína em proteínas. Durante os anos 1980, foi mostrado que a selenocisteína é codificada pelo codão de UGA . O mecanismo de recodificação foi elaborado pela primeira vez em bactérias e, em seguida, em mamíferos (ver Elemento SECIS).

Ocorrência

Selênio Native

Native (ou seja, elementar) selênio é um mineral raro, que não costuma formar bons cristais, mas, quando isso acontece, eles são rhombohedra íngreme ou minúsculo acicular cristais (hair-like). Isolamento de selénio é muitas vezes complicada pela presença de outros compostos e elementos.

O selénio ocorre naturalmente numa série de formas inorgânicas, incluindo selenide-, selenate-, e selenito contendo minerais, mas estes minerais são raras. O mineral comum selenito não é um mineral de selénio, e não contém nenhum íon selenito, mas é sim um tipo de gesso (sulfato de cálcio hidratado) chamado como selênio para a lua bem antes da descoberta do selênio. O selênio é mais comumente encontrado bastante impuramente, substituindo uma pequena parte do enxofre em minérios de sulfureto de muitos metais.

Em sistemas vivos, o selénio encontra-se nos ácidos aminados selenomethionine, selenocisteína, e methylselenocysteine. Nestes compostos, o selénio desempenha um papel análogo ao do enxofre. Outra ocorrência natural organosselénio composto é dimetil seleneto.

Certos sólidos são ricos em selênio e selênio pode ser bioacumulados por certas plantas. Em solos, selénio ocorre mais frequentemente em formas solúveis, tais como selenato (análogo ao sulfato), os quais são lixiviados em rios muito facilmente pelo escoamento. ?gua do mar contém quantidades significativas de selênio.

Fontes antropogênicas de selênio incluem queima de carvão e de mineração e fundição de minérios de sulfureto.

Produção

O selénio é mais vulgarmente produzido a partir de seleneto em muitos sulfureto minérios, tais como os de cobre , de prata , ou chumbo . Refinação de metal electrolítico é particularmente favorável para a produção de selénio como um subproduto e é obtido a partir da ânodo lama das refinarias de cobre. Outra fonte foi a lama a partir da câmaras de chumbo ácido sulfúrico plantas mas este método para produzir ácido sulfúrico não é mais usado. Estas lamas podem ser processados por uma série de meios para a obtenção de selénio. No entanto, mais selénio elementar vem como um subproduto de cobre refinação ou a produção de ácido sulfúrico . Uma vez que a invenção do extração por solvente e electrowinning (SX / EW) para a produção de cobre este método leva uma parte crescente da produção de cobre no mundo inteiro. Isto altera a disponibilidade de selénio, porque apenas uma pequena parte do selénio comparavelmente no minério é lixiviado em conjunto com o cobre.

A produção industrial de selénio normalmente envolve a extracção de dióxido de selénio a partir dos resíduos obtidos no processo de purificação de cobre. Produção comum a partir do resíduo, em seguida, começa por oxidação com carbonato de sódio para produzir dióxido de selénio. O dióxido de selénio é, então, misturado com água e a solução é acidificada para formar ácido selenoso ( passo de oxidação). ?cido selenoso é borbulhado com dióxido de enxofre ( passo de redução) para dar selénio elementar.

Cerca de 2.000 toneladas de selênio foi produzido em 2011 em todo o mundo, principalmente na Alemanha (650 t), Japão (630 t), Bélgica (200 t) e Rússia (140 t), e as reservas totais foram estimadas em 93.000 toneladas. Estes dados no entanto excluir dois maiores produtores, os Estados Unidos ea China. O preço tem sido relativamente estável durante 2004-2010 em ~ 30 dólares por libra (por lote de 100 libras), mas aumentou para 65 $ / lb em 2011. Um aumento acentuado anterior foi observada em 2004 4-5 a 27 $ / lb. O consumo em 2010 foi dividido da seguinte forma: metalurgia - 30%, fabricação de vidro - 30%, a agricultura - 10%, produtos químicos e pigmentos - 10%, eletrônicos - 10%. China é o consumidor dominante de selênio em 1.500-2.000 toneladas / ano.

Aplicações

Eletrólise Manganês

Durante o electro vencedora de manganês uma adição de dióxido de selênio diminui a energia necessária para operar o células de eletrólise. A China é o maior consumidor de dióxido de selênio para esta finalidade. Para cada tonelada de manganês uma média de 2 kg de óxido de selênio é usado.

Produção de vidro

O maior uso comercial de Se, representando cerca de 50% do consumo, é para a produção de vidro. Compostos de se conferir uma cor vermelha para vidro. Esta cor anula os matizes verdes ou amarelos que surgem de impurezas de ferro, que são típicas para a maioria de vidro. Para este efeito, vários sais de selenite e de selenato são adicionados. Para outras aplicações, a cor vermelha pode ser desejável, em que são adicionadas misturas de casos de CdSe e CDs.

Alloys

O selénio é utilizado com bismuto em latões para substituir mais tóxico de chumbo . O regulamento de chumbo em aplicações de água potável com a Seguro Drinking Water Act de 1974 fez uma redução de chumbo em latão necessário. O novo bronze é comercializado sob o nome EnviroBrass. Como chumbo e enxofre, selênio melhora a usinabilidade do aço em concentrações de 0,15%. A mesma melhoria é também observado em ligas de cobre e, por conseguinte, também selénio é usado em ligas de cobre maquinável.

Células solares

Cobre seleneto de gálio e índio é um material utilizado na produção de células solares.

Outros usos

Pequenas quantidades de compostos de organosselénio são usados para modificar a catalisadores de vulcanização utilizados no fabrico de borracha.

A demanda por selênio pela indústria eletrônica está em declínio, apesar de uma série de aplicações contínuas. Devido à sua fotovoltaica e propriedades fotocondutoras, selénio é usado em fotocópia, fotocélulas, medidores de luz e células solares. Seu uso como um fotocondutor em fotocopiadoras de papel normal Era uma vez um aplicativo líder, mas na década de 1980, a aplicação fotocondutor diminuiu (embora ainda uma grande utilização final era) como mais e mais copiadoras mudado para o uso de fotocondutores orgânicos. Ele já foi amplamente utilizado em retificadores de selênio. Estas utilizações foram principalmente substituído por dispositivos baseados em silício ou estão em vias de ser substituída. A exceção mais notável está no poder DC proteção contra surtos, em que as capacidades de energia superiores de supressores de selênio torná-los mais desejável do que varistores de óxido metálico.

Zinco seleneto foi o primeiro material para o azul LEDs de nitreto de gálio, mas está dominando o mercado agora. Seleneto de cádmio jogou recentemente uma parte importante na fabricação de pontos quânticos. Folhas de selênio amorfo converso imagens de raios-x para os padrões de carga em xeroradiography e em estado sólido, de tela plana de câmeras de raios-x.

O selénio é um catalisador em algumas reacções químicas, mas que não é amplamente utilizado devido a problemas com a toxicidade. Em Cristalografia de raios X, a incorporação de um ou mais átomos de selênio em lugar de enxofre com ajuda Multi-comprimento de onda e dispersão anômala Comprimento de onda único anômala phasing dispersão.

O selénio é utilizado na tonificação de impressões fotográficas, e é vendido como um toner por numerosos fabricantes de equipamentos fotográficos. Sua utilização se intensifica e amplia a faixa tonal de imagens fotográficas em preto-e-branco e melhora a permanência de impressões.

75 Se é utilizado como uma fonte de raios gama em radiografia industrial.

Papel biológico

NFPA 704
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0
2
0
Diamante fogo para o selênio elementar

Embora seja tóxico em doses grandes, o selênio é um elemento essencial micronutrientes para os animais. Em plantas, que ocorre como um mineral espectador, por vezes em proporções em tóxicos forragem (algumas plantas podem acumular selênio como uma defesa contra ser comido por animais, mas outras plantas, como locoweed requerem selénio, e o seu crescimento indica a presença de selénio no solo). Veja mais sobre a nutrição das plantas abaixo.

O selênio é um componente dos incomuns aminoácidos selenocisteína e selenomethionine. Nos seres humanos, o selénio é um oligoelemento nutriente que funciona como cofator para redução de antioxidantes , tais como enzimas peroxidases de glutationa e certas formas de tioredoxina redutase encontrado em animais e algumas plantas (esta enzima ocorre em todos os organismos vivos, mas nem todas as formas do mesmo em plantas necessitam de selénio).

O glutationa peroxidase família de enzimas (GSH-Px) catalisar certas reações que removem espécies reativas de oxigênio, tais como peróxido de hidrogênio e orgânica hidroperóxidos:

2 GSH + H 2 O 2 ---- GSH-Px → GSSG + 2 H2O

O selénio desempenha também um papel no funcionamento do glândula tireóide e em cada célula que utiliza hormônio da tireóide, participando como um cofactor para a três dos quatro tipos conhecidos de hormônio da tireóide deiodinases, que ativam e desativam então vários hormônios da tireóide e seus metabólitos: o desiodinases de iodotironina são subfamília de enzimas que utilizam deiodinase selénio como o aminoácido de outra forma rara selenocisteína. (Apenas a desiodase deiodinase iodotirosina, que trabalha com os últimos produtos break-down de hormônio da tireóide, não usa selênio).

Selênio pode inibir Doença de Hashimoto, em que as células da tiróide do próprio corpo são atacados como alienígena. Uma redução de 21% em TPO foi relatado com a ingestão de 0,2 mg de selênio.

O aumento das doses de selénio na dieta reduzir os efeitos de toxicidade do mercúrio e reconhece-se agora que o mecanismo molecular da toxicidade do mercúrio envolve a inibição irreversível de selenoenzimas que são necessários para prevenir e reverter os danos oxidativos nos tecidos do cérebro e do sistema endócrino.

Evolução em biologia

A partir de cerca de três bilhões de anos atrás, as famílias selenoproteína procariotas impulsionar a evolução de selenocisteína. O selênio é incorporada em várias famílias selenoproteína procariotas em bactérias, archaea e eucariotas como selenocisteína, onde peroxirredoxinas selenoproteína proteger as células bacterianas e eucarióticas contra danos oxidativos. Famílias selenoproteína de GSH-Px e os desiodinases de células eucarióticas parecem ter um bacteriana origem filogenética. O formulário contendo selenocisteína ocorre em espécies tão diversas como algas verdes, diatomáceas, ouriço-do-mar, peixe e frango. Enzimas de selénio estão envolvidos na utilização de pequenas moléculas que reduzem e glutationa thioredoxin. Uma família de moléculas contendo selénio (a peroxidases glutationa) destruir peróxidos e reparação das membranas celulares danificadas peroxidadas, utilizando glutationa. Outra enzima contendo selénio em algumas plantas e em animais ( tioredoxina redutase) gera tioredoxina reduzida, um ditiol que serve como uma fonte de electrões para as peroxidases e também reduzindo a enzima importante ribonucleótido-redutase que faz com que os precursores de ADN a partir de precursores de ARN.

Oligo-elementos envolvidos em GSH-Px e actividades de enzimas superóxido dismutase, ou seja, selénio, vanádio , magnésio , cobre e zinco , podem ter sido falta em algumas áreas deficiente em minerais terrestres. Os organismos marinhos mantidas e às vezes expandiram suas seleno-proteomas, enquanto os seleno-proteomas de alguns organismos terrestres foram reduzidos ou completamente perdido. Estes resultados sugerem que, com a exceção de vertebrados , vida aquática suporta o uso de selênio, enquanto habitats terrestres levar à redução do uso de este oligoelemento. Peixes marinhos e glândulas da tiróide de vertebrados têm a maior concentração de selénio e iodo. A partir de cerca de 500 Mya, de água doce e plantas terrestres otimizado lentamente a produção de "novas" antioxidantes endógenos, tais como ácido ascórbico (vitamina C), polifenóis (incluindo flavonóides), tocoferóis, etc. Algumas delas apareceram mais recentemente, nos últimos 50-200000000 anos, em frutas e flores de plantas angiospermas. Na verdade, as angiospermas (o tipo dominante de planta hoje) ea maioria de seus pigmentos antioxidantes evoluiu durante o final Jurassic período.

A deiodinase isoenzimas constituem outra família de selenoproteins eucarióticas com a função da enzima identificada. Deiodinases são capazes de extrair a partir de iodetos de electrões, e iodetos de iodotironinas. Eles são, assim, envolvido na regulação do hormônio da tireóide, que participam na protecção dos tireócitos de danos por H 2 O 2 produzido para-hormônio da tireóide biossíntese. Cerca de 200 Mya, novas selenoproteins foram desenvolvidos como mamíferos enzimas GSH-Px.

Espécies de plantas Indicador

Certas espécies de plantas são consideradas indicadores de alto teor de selênio do solo, uma vez que exigem altos níveis de selênio para prosperar. As principais plantas indicadoras selênio são Astragalus espécies (incluindo alguns locoweeds), pluma do príncipe ( Stanleya sp.), Asters lenhosas ( Xylorhiza sp.), E falso goldenweed ( Oonopsis sp.)

Uso médico

A substância vagamente chamado sulfureto de selénio (fórmula aproximada SeS 2) é o ingrediente activo, em alguns champôs anti-caspa. O composto selénio mata o fungo couro cabeludo Malassezia, o que provoca derramamento de fragmentos de pele seca. O ingrediente também é usado em loções corporais para tratar Tinea versicolor, devido à infecção por uma espécie diferente de fungo Malassezia.

A detecção em fluidos biológicos

Selênio pode ser medido no sangue, plasma, soro ou urina para monitorar a exposição ambiental ou ocupacional excessiva, confirmar um diagnóstico de envenenamento em vítimas hospitalizadas ou para ajudar em uma investigação forense em um caso de sobredosagem fatal. Algumas técnicas de análise são capazes de distinguir orgânico de formas inorgânicas de o elemento. Ambas as formas orgânicos e inorgânicos de selénio são em grande parte convertidos em conjugados de monossacárido (selenosugars) no corpo antes de ser eliminada na urina. Os pacientes com câncer que receberam doses orais diárias de selenothionine pode atingir concentrações plasmáticas de selênio e urina muito elevados.

Toxicidade

Embora o selênio é um elemento essencial oligoelemento, é tóxica se tomado em excesso. Exceder o Tolerável Nível Máximo de Ingestão de 400 microgramas por dia pode levar a selenosis. Este 400 microgramas ( g) Ingestão Tolerável Nível Superior é baseada principalmente em um estudo de cinco pacientes chineses que apresentavam sinais evidentes de selenosis e um estudo de seguimento sobre os mesmos cinco pessoas em 1992. O estudo de 1992 na verdade, a dieta máxima segura ingestão Se ser de aproximadamente 1986 800 microgramas por dia (15 microgramas por quilograma de peso corporal), mas sugeriu a 400 microgramas por dia para evitar não só toxicidade, mas também para evitar a criação de um desequilíbrio de nutrientes na dieta e ter em conta dados de outros países. Na China, as pessoas que ingeriram milho cultivado em selênio extremamente rica em carvão de pedra (carbonáceo xisto) sofreram de toxicidade de selênio. Este carvão mostrou ter teor de selênio tão alta quanto 9,1%, a maior concentração de carvão já registrada na literatura.

Os sintomas de selenosis incluem um odor de alho na respiração, distúrbios gastrointestinais, perda de cabelo, descamação das unhas, fadiga, irritabilidade, e danos neurológicos. Casos extremos de selenosis pode resultar em cirrose do fígado, edema pulmonar e morte. Selênio elementar e mais metálico selenetos têm relativamente baixa toxicidade, devido à sua baixa biodisponibilidade. Por contraste, selenatos e Selenitas são muito tóxicos, tendo um modo de oxidante de acção semelhante ao de trióxido de arsénico. A dose tóxica crónica de selenito para os seres humanos é de cerca de 2400-3000 microgramas de selênio por dia por um longo tempo. Hydrogen seleneto é um gás corrosivo extremamente tóxico. Selénio também ocorre em compostos orgânicos, tais como o dimetil-seleneto, selenomethionine, selenocisteína e methylselenocysteine, todos os quais têm alta biodisponibilidade e são tóxicos em altas doses.

Em 19 de abril de 2009, 21 cavalos de pólo morreu pouco antes de uma partida no Aberto de Pólo dos Estados Unidos. Três dias mais tarde, uma farmácia divulgou um comunicado explicando que os cavalos receberam uma dose incorrecta de um dos ingredientes utilizados no suplemento de um composto de vitamina / mineral que tinha sido incorrectamente composta por um farmácia de manipulação. A análise dos níveis sanguíneos de compostos inorgânicos no suplemento indicado as concentrações de selênio foram dez a quinze vezes maior do que o normal nos cavalos ' amostras de sangue, e de 15 a 20 vezes mais elevadas do que o normal nas suas amostras de fígado. Mais tarde, foi confirmado que o selênio era o ingrediente em questão.

Intoxicação por selênio dos sistemas de água pode resultar sempre que novos cursos escoamento agrícola através de terras não desenvolvidas, normalmente secos. Este processo lixivia compostos naturais solúveis de selénio (tais como selenatos) para a água, que pode então ser concentrada em zonas húmidas "novos" como a água se evapora. Altos níveis de selênio produzidos desta forma foram encontrados para ter causado certas doenças congênitas em aves de zonas húmidas.

Relação entre a sobrevivência do salmão juvenil e concentração de selênio em seus tecidos depois de 90 dias (de salmão Chinook) ou 45 dias (salmão do Atlântico) a exposição ao selênio dietético. O nível de 10% de letalidade (LC10 = 1,84 ug / g) foi obtido por aplicação do modelo de bifásica de Cérebro e Cousens para apenas os dados de salmão Chinook. Os dados de salmão Chinook compreender duas séries de tratamentos dietéticos, combinados aqui, porque os efeitos na sobrevivência são indistinguíveis.

Nos peixes e outros animais selvagens, baixos níveis de causa a deficiência de selênio enquanto altos níveis de causar toxicidade. Por exemplo, no salmão, a concentração óptima de selénio nos tecidos dos peixes (corpo inteiro) é de cerca de 1 micrograma de selénio por grama de tecido (peso seco). Em níveis muito abaixo que a concentração, salmões jovens morrem por deficiência de selênio; muito acima desse nível eles morrem de excesso tóxico.

Deficiência

A deficiência de selênio é rara em indivíduos saudáveis, bem nutridas. Pode ocorrer em pacientes com severamente comprometida a função intestinal, aqueles submetidos nutrição parenteral total, e nas de idade avançada (mais de 90). Além disso, pessoas dependentes de alimentos cultivados em solo com deficiência de selênio estão em risco. Embora Nova Zelândia tem baixos níveis de selênio em seu solo, efeitos adversos à saúde não foram detectados.

A deficiência de selênio, conforme definido pela baixa (<60% do normal) dos níveis de atividade selenoenzyme em tecidos cerebrais e endócrinos só ocorre quando um status baixo selênio está associada com um estresse adicional, tais como exposições elevadas ao mercúrio ou como resultado do aumento do estresse oxidativo devido a deficiência de vitamina E.

Há interacções entre o selénio e outros nutrientes, tais como iodo e vitamina E. O efeito da deficiência de selênio para a saúde ainda é incerta, particularmente em relação à Doença Kashin-Beck.

Em algumas regiões (por exemplo, várias regiões dentro da América do Norte), onde os baixos níveis de selênio disponíveis em solo chumbo a baixas concentrações na matéria seca das plantas, deficiência de Se em algumas espécies animais podem ocorrer a menos que a suplementação de selênio na dieta (ou injetada) é feito. Os ruminantes são particularmente suscetíveis. Em geral, a absorção de selênio dietético é menor em ruminantes que em não-ruminantes, e é menor do que o de forragem de grãos. Ruminantes pastando certas forrageiras, por exemplo, algumas variedades de trevo branco contendo glicosídeos cianogênicos, podem ter requisitos mais elevados de selênio, presumivelmente por causa de cianeto da aglicona lançado pela atividade glicosidase no rúmen e inativação de peroxidases glutationa devido ao efeito de cianeto absorvido na glutationa porção. Ruminantes recém-nascidos em risco de WMD (doença do músculo branco) podem ser administrados tanto selênio e vitamina E por injecção; algumas das miopatias ADM responder apenas ao selênio, alguns apenas para a vitamina E, e outros para qualquer um.

Efeitos para a saúde controversas

Um número de estudos epidemiológicos correlativos têm implicado deficiência de selénio (como medido pelos níveis sanguíneos) num certo número de doenças graves ou crónicas, tais como cancro, diabetes , VIH / SIDA , e a tuberculose . Além disso, a suplementação de selénio foi encontrado para ser um quimiopreventiva em alguns tipos de cancro, em alguns tipos de roedores. No entanto, em, cegos, estudos prospectivos randomizados controlados em seres humanos, a suplementação de selênio não foi capaz de reduzir a incidência de qualquer doença, nem tem uma meta-análise desses estudos de suplementação de selênio detectada uma diminuição na mortalidade geral.

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