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Selen

 

[zu griechisch sele̅́nē »Mond« (so benannt wegen der Verwandtschaft mit dem Element Tellur, zu lateinisch tellus »Erde«)] das, -s, chemisches Symbol Se, ein chemisches Element aus der sechsten Hauptgruppe des Periodensystems der chemischen Elemente. Ähnlich wie der in der gleichen Gruppe über ihm stehende Schwefel kommt Selen in mehreren Modifikationen vor. Die thermodynamisch stabilste Form ist das hexagonal kristallisierende, in Schwefelkohlenstoff unlösliche graue Selen (metallische Selen). Dieses zeigt die Eigenschaften eines Halbleiters; es leitet im Dunkeln den elektrischen Strom nur sehr wenig, doch nimmt die Leitfähigkeit bei Belichtung auf etwa das Tausendfache zu. Neben dem grauen Selen sind mehrere rote und schwarze, nichtmetallische, nicht leitende Modifikationen des Selens bekannt. Bei der Gewinnung des Selens durch Reduktion der selenigen Säure mit Schwefeldioxid fällt in der Kälte rotes amorphes Selen, in der Hitze schwarzes amorphes Selen aus. Aus der Lösung des roten amorphen Selens in Schwefelkohlenstoff lassen sich zwei rote, monoklin kristallisierende Formen unterschiedlicher Dichte auskristallisieren (α-Selen, Dichte 4,48 g/cm³, und β-Selen, Dichte 4,40 g/cm³; daneben ist eine weitere kristalline Modifikation, γ-Selen, bekannt). Durch rasches Abkühlen von geschmolzenem Selen wird (dunkelbraunes bis) schwarzes glasiges Selen gewonnen; dieses beginnt beim Erhitzen bei etwa 50 ºC zu erweichen, es wird zunächst elastisch, bei höherer Temperatur plastisch. Alle Modifikationen gehen beim Erhitzen in die stabile graue Form über. Während alle metastabilen Modifikationen des Selens (ähnlich wie die Tieftemperaturformen des Schwefels) aus Se₈-Ringmolekülen bestehen, liegen beim grauen Selen lange, parallele, schraubenförmige Ketten mit jeweils mehreren hundert Se-Atomen in einer Kette vor. In der Dampfphase spalten sich diese Moleküle zu immer kleineren Molekülaggregaten auf; oberhalb von 900 ºC liegen fast nur noch Se₂-Moleküle, oberhalb von 2 000 ºC Se-Atome vor. Auch in seinen chemischen Reaktionen verhält sich Selen ähnlich wie Schwefel. An der Luft und im Sauerstoffstrom verbrennt Selen mit bläulicher Flamme zu Selendioxid, SeO₂.

 

Vorkommen

 

und Gewinnung: Selen kommt in der Natur nur sehr selten in Form reiner Selenidminerale vor, z. B. als Kupferselenid (Berzelianit) und Quecksilberselenid (Tiemannit). Daneben finden sich Selenide als geringe isomorphe Beimengungen in vielen sulfidischen Schwermetallerzen; das Selen reichert sich daher bei deren Verarbeitung in mehreren Nebenprodukten an, u. a. in den beim Abrösten von Metallsulfiden entstehenden Flugstäuben, in dem bei der Schwefelsäuregewinnung anfallenden Bleikammerschlamm sowie besonders in dem bei der Erzeugung von Elektrolytkupfer (Kupfer) anfallenden Anodenschlamm. Zur Isolierung aus dem Anodenschlamm wird das in Form von Seleniden vorliegende Selen zunächst z. B. durch Erwärmen mit Salpetersäure zu seleniger Säure, H₂SeO₃, oxidiert und dann durch Einleiten von Schwefeldioxid, SO₂, wieder zu elementarem Selen reduziert. Beim Abrösten der Metallsulfide werden die darin enthaltenen Selenide durch den Luftsauerstoff in Selendioxid übergeführt, das durch das gleichzeitig gebildete Schwefeldioxid zu elementarem Selen reduziert wird. Dieses wird mit dem Flugstaub abgeschieden und durch chemische Reinigungsverfahren in gediegener Form gewonnen.

 

Verwendung

 

findet graues Selen wegen seiner Halbleitereigenschaften u. a. in der Elektrofotografie, zur Herstellung von Photozellen, Gleichrichtern, photoelektrischen Belichtungsmessern und elektronischen Bauteilen. In geringen Mengen dient Selen als korrosionsvermindernder Legierungszusatz, z. B. bei Chromstählen. In der Glas- und Keramikindustrie werden Selen und Selenverbindungen als Färbemittel verwendet; mit Selen dotierte Gläser sind leuchtend rosa bis rubinrot gefärbt und eignen sich für Warnlichter und Signalanlagen. Das Radionuklid ⁷⁵Se, ein Gammastrahler, dient der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung.

 

Wirtschaft:

 

Weltweit wurden (1996) 2 050 t Selen produziert. Haupterzeugerländer waren Japan (550 t), Kanada (550 t), die USA (350 t) und Belgien (250 t). Da mehr als ein Drittel des gewonnenen Selens im wachsenden Fotokopierbereich eingesetzt werden, ist trotz technologischen Verbesserungen mit einer steigenden Nachfrage zu rechnen. Selen wird zunehmend in der Röntgentechnologie und der Glasherstellung verwendet.

 

Physiologie:

 

Selen ist ein unentbehrliches Spurenelement für Mensch und Tier. Es ist Bestandteil der Glutathionperoxidase und trägt dadurch zur Inaktivierung gefährlicher so genannter reaktiver Sauerstoffarten (z. B. Hydroxylradikale, Peroxide) bei. Als tägliche Aufnahmemenge werden 75 μg empfohlen. Die in einigen Regionen Chinas mit ausgeprägtem Selenmangel auftretende charakteristische Form der Herzmuskelinsuffizienz (Keshan-Krankheit) und eine in jungen Jahren verzeichnete Entzündung der Kniegelenke (Kaschin-Beck-Syndrom) können durch Selengabe gebessert werden. Erniedrigte Selenkonzentrationen werden auch bei Tumorpatienten gefunden. - Selen wurde 1817 von J. J. Berzelius im Bleikammerschlamm der Schwefelsäureherstellung entdeckt.