Selenium (Se), suatu unsur kimia dalam kelompok oksigen (Kelompok 16 [VIa] dari tabel periodik), terkait erat dalam sifat kimia dan fisika dengan unsur belerang dan telurium. Selenium jarang, menyusun sekitar 90 bagian per miliar kerak bumi. Kadang-kadang ditemukan uncombined, menyertai sulfur asli, tetapi lebih sering ditemukan dalam kombinasi dengan logam berat (tembaga, merkuri, timbal, atau perak) dalam beberapa mineral. Sumber komersial utama selenium adalah sebagai produk sampingan dari pemurnian tembaga; kegunaan utamanya adalah dalam pembuatan peralatan elektronik, pigmen, dan pembuatan kaca. Selenium adalah metalloid (elemen antara sifat-sifat antara logam dan bukan logam). Bentuk abu-abu, logam dari unsur ini adalah yang paling stabil dalam kondisi biasa; bentuk ini memiliki sifat tidak biasa yang sangat meningkat dalam konduktivitas listrik ketika terkena cahaya. Senyawa selenium beracun bagi hewan; tanaman yang tumbuh di tanah seleniferous dapat mengonsentrasikan elemen dan menjadi beracun.
elemen kelompok oksigen: Kejadian dan penggunaan alami
Unsur selenium (simbol Se) jauh lebih jarang daripada oksigen atau belerang, terdiri sekitar 90 bagian per miliar kerak bumi.
.Properti Elemen
| nomor atom | 34 |
|---|---|
| berat atom | 78.96 |
| massa isotop stabil | 74, 76, 77, 78, 80, 82 |
| titik lebur | |
| amorf | 50 ° C (122 ° F) |
| Abu-abu | 217 ° C (423 ° F) |
| titik didih | 685 ° C (1.265 ° F) |
| massa jenis | |
| amorf | 4,28 gram / cm 3 |
| Abu-abu | 4,79 gram / cm 3 |
| keadaan oksidasi | −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 Swedia Jöns Jacob Berzelius mencatat zat merah yang dihasilkan dari bijih sulfida dari tambang Falun, Swedia. Ketika materi merah ini diselidiki pada tahun berikutnya, itu terbukti menjadi elemen dan dinamai setelah bulan atau dewi Bulan Selene. Bijih kandungan selenium yang luar biasa tinggi ditemukan oleh Berzelius hanya beberapa hari sebelum ia membuat laporannya kepada masyarakat ilmiah dunia tentang selenium. Rasa humornya jelas dalam nama yang dia berikan bijih, eucairite, yang berarti "tepat pada waktunya."
Kejadian dan penggunaan
Proporsi selenium dalam kerak bumi adalah sekitar 10 −5 hingga 10 −6 persen. Ini telah diperoleh terutama dari lendir anoda (endapan dan bahan sisa dari anoda) dalam pemurnian elektrolitik tembaga dan nikel. Sumber lainnya adalah debu cerobong dalam produksi tembaga dan timah serta gas-gas yang terbentuk pada pembakaran pirit. Selenium menyertai tembaga dalam pemurnian logam itu: sekitar 40 persen dari selenium yang ada dalam bijih asli dapat terkonsentrasi dalam tembaga yang disimpan dalam proses elektrolitik. Sekitar 1,5 kilogram selenium dapat diperoleh dari satu ton tembaga yang dilebur.
Ketika dimasukkan dalam jumlah kecil ke dalam gelas, selenium berfungsi sebagai decolourizer; dalam jumlah yang lebih besar, kaca ini memberikan warna merah jernih yang berguna dalam lampu sinyal. Elemen ini juga digunakan dalam pembuatan enamel merah untuk keramik dan perlengkapan baja, serta vulkanisasi karet untuk meningkatkan ketahanan terhadap abrasi.
Upaya penyempurnaan selenium adalah yang terbesar di Jerman, Jepang, Belgia, dan Rusia.
Alotropi
Alotropi selenium tidak seluas sulfur, dan alotrop belum diteliti secara menyeluruh. Hanya dua varietas kristal selenium yang tersusun dari molekul Se 8 siklik: ditunjuk α dan β, keduanya ada sebagai kristal monoklinik merah. Alotrop abu-abu yang memiliki sifat logam dibentuk dengan menjaga bentuk-bentuk lainnya pada 200-220 ° C dan merupakan yang paling stabil dalam kondisi biasa.
Bentuk selenium amorf (noncrystalline), merah, berbentuk bubuk terjadi ketika larutan asam selen atau salah satu garamnya diolah dengan sulfur dioksida. Jika solusinya sangat encer, partikel yang sangat halus dari varietas ini menghasilkan suspensi koloid merah yang transparan. Kaca merah jernih dihasilkan dari proses serupa yang terjadi ketika gelas cair yang mengandung selenit diolah dengan karbon. Variasi selenium yang hampir hitam seperti kaca dibentuk oleh pendinginan cepat modifikasi lainnya dari suhu di atas 200 ° C. Konversi bentuk vitreous ini menjadi alotrop kristal merah terjadi setelah memanaskannya di atas 90 ° C atau setelah menjaganya tetap kontak dengan pelarut organik, seperti kloroform, etanol, atau benzena.
Persiapan
Selenium murni diperoleh dari slime dan lumpur yang terbentuk dalam memproduksi asam sulfat. Selenium merah yang tidak murni dilarutkan dalam asam sulfat dengan adanya zat pengoksidasi, seperti kalium nitrat atau senyawa mangan tertentu. Baik asam selenin, H 2 SeO 3, dan asam selenat, H 2 SeO 4, terbentuk dan dapat dilindi dari bahan sisa yang tidak larut. Metode lain menggunakan oksidasi melalui udara (pemanggangan) dan pemanasan dengan natrium karbonat untuk menghasilkan natrium selenit terlarut, Na 2 SeO 3 · 5H 2 O, dan natrium selenat, Na 2 SeO 4. Klorin juga dapat digunakan: aksinya pada selenida logam menghasilkan senyawa yang mudah menguap termasuk selenium diklorida, SeCl 2; selenium tetrachloride, SeCl 4; diselenium diklorida, Se 2 Cl 2; dan selenium oxychloride, SeOCl 2. Dalam satu proses, senyawa selenium ini dikonversi oleh air menjadi asam selenious. Selenium akhirnya diperoleh kembali dengan memperlakukan asam selenious dengan sulfur dioksida.
Selenium adalah komponen umum bijih yang dinilai memiliki kandungan perak atau tembaga; itu menjadi terkonsentrasi di lendir yang diendapkan selama pemurnian logam secara elektrolitik. Metode telah dikembangkan untuk memisahkan selenium dari lendir ini, yang juga mengandung beberapa perak dan tembaga. Mencairkan lendir membentuk selenide perak, Ag 2 Se, dan tembaga (I) selenide, Cu 2 Se. Perawatan selenida ini dengan asam hipoklorit, HOCl, memberikan selenit dan selenat yang dapat larut, yang dapat dikurangi dengan sulfur dioksida. Pemurnian akhir selenium dilakukan dengan distilasi berulang.
Sifat fisik-listrik
Sifat fisik yang paling menonjol dari selenium kristal adalah fotokonduktivitasnya: pada pencahayaan, konduktivitas listrik meningkat lebih dari 1.000 kali lipat. Fenomena ini dihasilkan dari promosi atau eksitasi elektron yang dipegang relatif longgar oleh cahaya ke keadaan energi yang lebih tinggi (disebut tingkat konduksi), memungkinkan migrasi elektron dan, dengan demikian, konduktivitas listrik. Sebaliknya elektron dari logam tipikal sudah dalam tingkat konduksi atau pita, dapat mengalir di bawah pengaruh gaya gerak listrik.
Tahanan listrik selenium bervariasi pada rentang yang luar biasa, tergantung pada variabel seperti sifat alotrop, kotoran, metode pemurnian, suhu, dan tekanan. Sebagian besar logam tidak larut dalam selenium, dan pengotor non-logam meningkatkan resistivitas.
Penerangan selenium kristal selama 0,001 detik meningkatkan konduktivitasnya dengan faktor 10 hingga 15 kali. Lampu merah lebih efektif daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek.
Keuntungan diambil dari sifat-sifat fotolistrik dan fotosensitifitas selenium dalam pembangunan berbagai perangkat yang dapat menerjemahkan variasi dalam intensitas cahaya menjadi arus listrik dan kemudian dari efek visual, magnetik, atau mekanis. Perangkat alarm, perangkat pembuka dan penutupan mekanis, sistem keselamatan, televisi, film suara, dan xerografi bergantung pada properti semikonduktor dan sensitivitas fotosensitas selenium. Perbaikan arus listrik bolak-balik (konversi menjadi arus searah) telah bertahun-tahun dilakukan oleh perangkat yang dikendalikan selenium. Banyak aplikasi fotosel yang menggunakan selenium telah diganti oleh perangkat lain yang menggunakan bahan yang lebih sensitif, lebih mudah tersedia, dan lebih mudah dibuat dari selenium.
