基本信息
硒單質中文名稱:硒[xī]英文名稱:Selenium
希臘語名稱:Selene
分子式:Se
相對原子質量:78.96
原子序數:34
質子數:34
中子數:45
核電荷數:34
所屬周期:4
電子層排布:2-8-18-6
原子半徑:1.22
同位素:Se-74,Se-76,Se-77,Se-78,Se-80,Se-82
元素類型:非金屬元素;ⅥA族元素。
原子體積(立方厘米/摩爾):16.45 立方厘米/摩爾
理化性質
物理性質
硒單質是紅色或灰色粉末,帶灰色金屬光澤的準金屬。在已知的六種固體同素異形體中,三種晶體(α單斜體、β單斜體,和灰色三角晶)是最重要的。晶體中以灰色六方晶系最為穩定,密度4.81g/cm3。也以三種非晶態固體形式存在:紅色、黑色的兩種無定形玻璃狀的硒。前者性脆,密度4.26g/cm3;後者密度4.28克/厘米3,另外一種是膠狀硒。性脆,有毒。溶於二硫化碳、苯、喹啉。
能導電,且其導電性隨光照強度急劇變化。可制半導體和光敏材料。
熔點:217℃。
沸點:684.9℃。
化學性質
第一電離能為9.752電子伏特。硒在空氣中燃燒發出藍色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。與氫、鹵素直接作用,與金屬能直接化合,生成硒化物。不能與非氧化性的酸作用,但它溶於濃硫酸、硝酸和強鹼中。硒經氧化作用得到二氧化硒。溶於水的硒化氫能使許多重金屬離子沉澱成為微粒的硒化物。硒與氧化態為+1的金屬可生成兩種硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。正的鹼金屬和鹼土金屬硒化物的水溶液會使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),和硫能形成多硫化物相似。
歷史發展
永斯·雅各布·貝齊里烏斯發現人: 永斯·雅各布·貝采利烏斯(Jöns Jakob Berzelius),並命名為Selene,希臘語,月亮的意思。發現年份:1817年
發現過程:1817年,瑞典的貝采利烏斯從硫酸廠的鉛室底部的紅色粉狀物物質中製得硒。他還發現到硒的同素異形體。他還原硒的氧化物,得到橙色無定形硒;緩慢冷卻熔融的硒,得到灰色晶體硒;在空氣中讓硒化物自然分解,得到黑色晶體硒。硒又分為很多種,硒化卡拉膠和酵母硒是最常見的,常常用於腫瘤癌症克山病大骨節病、心血管病、糖尿病、肝病、前列腺病、心臟病、癌症等40多種疾病。廣泛運用於癌症、手術、放化療等。
硒分為無機硒和有機硒,將無機硒轉化為有機硒的載體最常見的是:海藻和酵母,即常說的硒化卡拉膠和硒酵母。這兩種生產工藝已經非常成熟,生產成本也很低,醫院裡配一瓶硒酵母不到50元,還能進醫保。
有機硒的科技水平主要看人體的吸收利用率,從這點上看:中國自主研發的硒比國外的硒更適合人體吸收。
元素來源
元素概況
硒被國內外醫藥界和營養學界尊稱為“生命的火種”,享有“長壽元素”、“抗癌之王”、“心臟守護神”“天然解毒劑”等美譽。硒在人體組織內含量為千萬分之一,但它卻決定了生命的存在,對人類健康的巨大作用是其他物質無法替代的。缺硒會直接導致人體免疫能力下降,臨床醫學證明,威脅人類健康和生命的四十多種疾病都與人體缺硒有關,如癌症、心血管病、肝病、白內障、胰臟疾病、糖尿病、生殖系統疾病等等。據專家考證,人需要終生補硒。無論是動物實驗還是臨床實踐,都說明了應該不斷從飲食中得到足夠量的硒,不能及時補充,就會降低祛病能力。人應該像每天必須攝取澱粉、蛋白質和維生素一樣,每天必須攝入足夠量的硒。因此,補硒已經成為我們追尋健康的一種潮流,也是勢在必行的健康使命。據地質學家考證:中國72%的地區屬於缺硒地區,糧食等天然食物硒含量較低;華北、東北、西北等大中城市都屬於缺硒地區,中國二十二個省市的廣大地區,約七億人生活在低缺硒地區。科學家測定:有些疾病,特別是腫瘤、高血壓、內分泌代謝病、糖尿病、老年性便秘都與缺硒有關。中國著名營養學家于若木指出:“人體缺硒是關係到億萬人民健康的大事,我們應當象補碘那樣抓好補硒工作,特別注
意抓老年人的補硒工作,當務之急要做好兩件大事:一是各種輿論媒體應當向居民普及宣傳有關硒與人體健康的知識,使居民提高對如何防止缺硒的認識;二是著手開發與生產高硒產品,加大力度推廣富硒產品”。在已知的六種固體同素異形體中,三種晶體(α單斜體、β單斜體,和灰色三角晶)是最重要的。也以三種非晶態固體形式存在;紅色和黑色的兩種無定形玻璃狀的硒。前者性脆,密度4.26克/厘米3;後者密度4.28克/厘米3。第一電離能為9.
752電子伏特。硒在空氣中燃燒發出藍色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。也能直接與各種金屬和非金屬反應,包括氫和鹵素。不能與非氧化性的酸作用,但它溶於濃硫酸、硝酸和強鹼中。溶於水的硒化氫能使許多重金屬離子沉澱成為微粒的硒化物。硒與氧化態為+1的金屬可生成兩種硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。正的鹼金屬和鹼土金屬硒化物的水溶液會使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),與硫能形成多硫化物相似。
資源概況
硒礦硒在地殼中的含量為0.05 X 10^-6,通常極難形成工業富集.硒的賦存狀態大概可分為3類:一類以獨立礦物形式存在,其次以類質同像形式存在,第三以黏土礦物吸附形式存在。其中以獨立硒礦物產出的要相對少得多,這是因為硒在地殼中的豐度比硫低上千倍,硒與硫同屬氧族元素,二者某些地球化學性質,如離子半徑(S 一為0.184 nm,Se 一為0.191 nm)、離子電位(S 一為一1.09 eV,Se 一為一1.05 eV)、晶格能(S 一為1.15,Se。一為1.10)等十分相似,硒易取代硫化物中的硫而不易形成硒化物.到目前為止,已發現硒礦物百餘種,其中首次在中國發現的僅兩種:即硒銻礦(antimonselite,Sb2Se3)和單斜藍硒銅礦 (CuSeO3·2H20).由於硒形成獨立礦物的條件非常有限,過去認為僅僅在岩漿期後的熱液活動階段並且硫逸度低的條件下,才可以形成大量硒的獨立礦物.近年來發現硒在某些黑色岩系建造中有富集現象.例如在中國的興山白果園銀釩礦床(產于震旦系陡山沱組)中發現了硒銀礦、輝硒銀礦和富硒硫鍺銀礦;西 秦嶺拉爾瑪一邛莫金一硒礦床中發現了硒硫銻礦、硒硫銻銅礦、灰硒鉛礦和硒鎳礦等及湖北恩施漁塘壩硒礦床中發現了硒鐵銅礦硒銅藍、藍硒銅礦和方硒銅礦等。
硒礦床可以分為以下幾種類型:
①岩漿岩型(銅一鎳硫化物)礦床,為最主要的一種伴生硒礦床類型,其儲量約占全國的1/2,硒礦物主要存在於硫化物中;
② 斑岩型(銅)礦床、Pb—zn礦床和錫石一硫化物礦床,這些都是含硒的熱液礦床,除此以外,還有含se和Te的金銀礦床及含硒化物的瀝青鈾礦礦床;
③火山及火山沉積成因礦床,很多火山成因的硫礦床中常含有Se,有時可達百分之幾,而黃鐵礦型礦床也是提取硒的來源之一;
④沉積型獨立硒礦床,如釩、鉀、鈾礦床,黑色頁岩、碳質矽質、煤、磷塊岩等礦床.硒是煤中除S、N、F、CI、Br、Hg外,極易揮發的微量元素,是煤中潛在的有毒微量元素之一,也是燃煤的元素之一,煤中硒大部分分布於黃鐵礦中。用同步輻射X射線螢光光譜分析發現,英國煤中黃鐵礦中硒為0-1250 ppm,平均為97ppm,白鐵礦中為2-452ppm,平均為108 ppm,同時發現硒在黃鐵礦中分布具有隨機性.對歐美部分煤中礦物分析後,發現黃鐵礦中硒含量明顯高於高嶺石、伊利石和石英,原因在於有機岩作為還原劑易於。
將Se自循環水中析出,因此煤中可以存有大量的Se,與已知許多煤中的Ge和As含量相似。等估算燃煤排放硒,火電工業為108×10 775×10kg/a,其他工業及民用燃煤排放為792×10 1980×10 kg/a,占全球人為硒排放量的50% 以上.美國煤燃燒引起的大氣硒排放量占總量的62% ,而加拿大僅占25%。
工業生產
工業提取硒的主要原料(90%)是銅電解精煉所產生的陽極泥,其餘來自鉛、鈷、鎳精煉產出的焙砂以及硫酸生產的殘泥等。由於銅電解陽極泥中硒是以硒化合物形式與貴金屬共生,硒含量約5%~25%(質量分數)所以工藝上一般是先回收貴金屬金、銀,然後再回收硒,也可以採用先從陽極泥中回收硒,再產出金銀合金的方法。目前,國內外處理陽極泥的工藝主要有三大類:一是全濕法工藝流程.主要過程為:銅陽極泥一加壓浸出銅、碲一氯化浸出硒、金一鹼浸分鉛一氨浸分銀一金銀電解;二是以濕法為主,火法、濕法相結合的半濕法工藝流程,為國內目前大多數廠家所採用。主幹流程為:銅陽極泥一硫酸化焙燒蒸硒一稀酸分銅一氯化分金一亞鈉分銀一金銀電解;三是以火法為主,濕法、火法相結合的火法流程,主幹流程為:銅陽極泥一加壓浸出銅、碲一火法熔煉、吹煉一銀電解一銀陽極泥處理金。
工業生產硒的方法主要有兩種:一種是將陽極泥氧化焙燒和SeO2蒸餾,過程是將氣態SeO2焙燒氣體在洗滌塔用溶液捕獲,然後在SO2作用下在酸性介質中或用鹼液沉澱硒;另一種是在氧化氣氛中加純鹼燒結陽極泥,使硒轉化為硒化鈉或硒酸鈉水溶性溶液,過程是在燒結條件下使硒與硒化物氧化為易溶於水的亞硒酸鈉或硒酸鈉,再通過吹洗從溶液中分離出硒。
營養意義
缺乏症狀
①. 硒有抗癌作用。人體缺硒易患肝癌、肺癌、胃癌、食管癌、腎癌、前列腺癌、膀胱癌、宮頸癌、白血病等。
②. 硒有抗氧化作用。硒是最好的抗衰老物質,如果人體缺少了硒就會“不再年輕”, 會導致未老先衰;
③. 硒能夠增強人體免疫力。缺硒使人體的免疫能力下降。
④. 硒有拮抗有害重金屬的作用。缺硒易引發鉛、砷、鎘等重金屬中毒症狀。
⑤. 硒能夠調節維生素A、維生素C、維生素E、維生素K的吸收與利用。缺硒能引發近視、白內障、視網膜病、眼底疾病、老年黃斑變性等疾病。
⑥. 硒有調節蛋白質的合成的功能。缺硒能引發蛋白質能量缺乏性營養不良,染色體損害等。
⑦. 硒能夠增強生殖功能。缺硒能引發射精受阻,精子活力低下、發生畸形,受胎率降低,子宮炎發病率升高等等症狀。
硒元素是精漿中過氧化物酶的必需組成成份,當精液中硒含量減低時,這個酶的活性降低,不能抑制精子細胞膜質過氧化反應,造成精子損傷,死精增多,活力下降。
⑧. 硒是肌肉的功能的重要成分,缺硒會使骨骼肌萎縮和呈灰白色條紋,發生心肌受損,心肌細胞緻密性變化,脂質增多,鈣質沉積,導致疾病發生。
所以,男性更需要補硒,因為供給體內的硒大部分集中在生殖器官中,並可與精液一起排出體外。特別是生活在高污染地區的居民,生活在貧硒地區的居民,更需要補充硒。
由於人體內硒不存在長期貯藏硒的器官,機體所需的硒應該不斷從飲食中得到足夠量的硒,硒濃度的平衡對許多器官、組織的生理功能有著重要的保護作用和促進作用。
當硒缺乏的時候,就很容易導致人體免疫能力下降,威脅人類健康和生命的四十多種疾病都與人體缺硒有關,如癌症、心血管病、肝病、白內障、胰臟疾病、糖尿病、生殖系統疾病等症狀。
正常來說,每人每日的總需要量,中國成年人每日食物外補硒25微克以上有保健作用;缺硒成年人每日食物外補硒50微克或75微克以上。由於中國72%的土壤中缺硒,在天然食品中,作為主要糧食作物的小麥、大米、玉米等穀類作物硒含量均低於40 μg/kg,國人日常的硒攝入量低於世界衛生組織推薦的50 μg的最低攝入量,日硒攝入量只有30~45 μg,低於日本、加拿大、美國等國家。而富硒大米、100微克(富硒玉米粉)、動物內臟、魚類、海鮮、蘑菇、雞蛋、大蒜、銀杏等含硒元素都比較高,缺硒的人群可以適當增加這方面的食物。
硒的缺乏與過量
缺硒是發生克山病的重要原因,缺硒也被認為是發生大骨節病的重要原因。大骨節病是一種地方性、多發性、變形性骨關節病。它主要發生於青少年,嚴重地影響骨發育和日後勞動生活能力。
過量的硒可引起中毒。表現為頭髮變乾變脆、已易脫落,指甲變脆、有白斑及縱紋、易脫落,皮膚損傷及神經系統異常,嚴重者死亡。
含硒比較多的食物及其含硒量如下(微克/100克)
食物來源
人體自身不能合成硒,食物中的硒才是主要來源,根據中外科學工作者對食物含硒量的測定數據,可以發現如下規律:蛋白質高的食品含硒量>蛋白質低的食品,其順序為動物臟器>海產品>魚>蛋>肉>蔬菜>水果。硒主要存在於天然食物中,海鮮以及植物種子,尤其是芝麻子中含有大量的硒。大多數抗氧化營養增補劑中也含有硒。
動物器官的肉中常含有豐富的硒,與穀類相似。大多數水果和蔬菜中硒含量較低,最高的是大蒜,每 100g中含14μg硒。
食物中硒含量測定值變化很大,如(μg/g鮮重):內臟和海味品0.4~1.5;肌肉0.1~0.4;穀物