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Sélénium

Selenium

Une espèce de Minéral

Le sélénium est l'élément chimique de numéro atomique 34, de symbole Se. Ce troisième élément du groupe VI A (groupe des chalcogènes) est un non-métal. La chimie du corps simple et de ses principaux composés présente une grande analogie avec celle du soufre, mais aussi avec celle du tellure.

Dureté:

Densité:

4.809 g/cm³

Infos générales sur Sélénium

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Propriétés physiques de Sélénium

Couleurs

Gris à noir grisâtre, gris rougeâtre, rouge

Trait

rouge

Dureté

2 , Extrêmement doux

Densité

4.809 g/cm³, Poids manifestement lourd

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Propriétés chimiques de Sélénium

Formule

Éléments répertoriés

Impuretés courantes

Risque pour la santé de Sélénium

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Quels sont les risques liés à Sélénium ?

Bien que le sélénium soit un oligo-élément essentiel, il est toxique s'il est pris en excès. Le dépassement de la dose maximale tolérable de 400 microgrammes par jour peut entraîner une sélénose. Cette dose maximale tolérable de 400 µg est basée principalement sur une étude de 1986 sur cinq patients chinois qui présentaient des signes manifestes de sélénose et sur une étude de suivi sur les cinq mêmes personnes en 1992. L'étude de 1992 a en fait révélé que l'apport alimentaire maximal en Se était environ 800 microgrammes par jour (15 microgrammes par kilogramme de poids corporel), mais a suggéré 400 microgrammes par jour pour éviter de créer un déséquilibre des nutriments dans l'alimentation et pour s'accorder avec les données d'autres pays. En Chine, les personnes qui ont ingéré du maïs cultivé dans du charbon pierreux extrêmement riche en sélénium (schiste carboné) ont souffert de la toxicité du sélénium. Il a été démontré que ce charbon avait une teneur en sélénium aussi élevée que 9,1%, la plus forte concentration de charbon jamais enregistrée. Les signes et symptômes de la sélénose comprennent une odeur d'ail sur la respiration, des troubles gastro-intestinaux, la perte de cheveux, la desquamation des ongles, la fatigue, l'irritabilité et des dommages neurologiques. Les cas extrêmes de sélénose peuvent présenter une cirrhose du foie, un œdème pulmonaire ou la mort. Le sélénium élémentaire et la plupart des séléniures métalliques ont des toxicités relativement faibles en raison de leur faible biodisponibilité. En revanche, les sélénates et les sélénites ont un mode d'action oxydant similaire à celui du trioxyde d'arsenic et sont très toxiques. La dose toxique chronique de sélénite pour l'homme est d'environ 2400 à 3000 microgrammes de sélénium par jour. Le séléniure d'hydrogène est un gaz corrosif extrêmement toxique. Le sélénium est également présent dans des composés organiques, tels que le séléniure de diméthyle, la sélénométhionine, la sélénocystéine et la méthylsélénocystéine, qui ont tous une biodisponibilité élevée et sont toxiques à fortes doses. Le 19 avril 2009, 21 poneys de polo sont morts peu de temps avant un match à l'Open de polo des États-Unis. Trois jours plus tard, une pharmacie a publié une déclaration expliquant que les chevaux avaient reçu une dose incorrecte de l'un des ingrédients utilisés dans un composé de supplément de vitamines / minéraux qui avait été mal préparé par une pharmacie de préparation. L'analyse des taux sanguins de composés inorganiques dans le supplément a indiqué que les concentrations de sélénium étaient 10 à 15 fois plus élevées que la normale dans les échantillons sanguins et 15 à 20 fois plus élevées que la normale dans les échantillons hépatiques. Le sélénium a été confirmé plus tard comme étant le facteur toxique. Un empoisonnement au sélénium des systèmes d'eau peut survenir chaque fois que de nouveaux ruissellements agricoles traversent des terres normalement sèches et non développées. Ce processus lessive les composés de sélénium solubles naturels (tels que les sélénates) dans l'eau, qui peuvent ensuite être concentrés dans de nouvelles «zones humides» lorsque l'eau s'évapore. La pollution par le sélénium des cours d'eau se produit également lorsque le sélénium est lessivé des cendres de charbon, de l'exploitation minière et de la fusion des métaux, du traitement du pétrole brut et des décharges. Les niveaux élevés de sélénium qui en résultent dans les cours d'eau provoquent des troubles congénitaux chez les espèces ovipares, y compris les oiseaux et les poissons des zones humides. Des niveaux élevés de méthylmercure dans l'alimentation peuvent amplifier les méfaits de la toxicité du sélénium chez les espèces ovipares. Chez les poissons et autres animaux sauvages, le sélénium est nécessaire à la vie, mais toxique à fortes doses. Pour le saumon, la concentration optimale de sélénium est d'environ 1 microgramme de sélénium par gramme de poids corporel total. Bien en dessous de ce niveau, les jeunes saumons meurent de carence; bien au-dessus, ils meurent d'un excès toxique. L'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) a fixé la limite légale (limite d'exposition autorisée) pour le sélénium sur le lieu de travail à 0,2 mg / m sur une journée de travail de 8 heures. Le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) a fixé une limite d'exposition recommandée (REL) de 0,2 mg / m sur une journée de travail de 8 heures. À des niveaux de 1 mg / m, le sélénium est immédiatement dangereux pour la vie et la santé.

Caractéristiques de Sélénium

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Caractéristiques de Sélénium

Du fait de son utilisation comme photoconducteur dans les détecteurs de rayons X à écran plat (voir ci-dessous), les propriétés optiques des couches minces de sélénium amorphe (α-Se) ont fait l'objet d'intenses recherches.

Formation de Sélénium

Le sélénium natif (c'est-à-dire élémentaire) est un minéral rare, qui ne forme généralement pas de bons cristaux, mais, quand c'est le cas, ce sont des rhomboèdres raides ou de minuscules cristaux aciculaires (ressemblant à des cheveux). L'isolement du sélénium est souvent compliqué par la présence d'autres composés et éléments. Le sélénium se produit naturellement sous un certain nombre de formes inorganiques, y compris le séléniure, le sélénate et le sélénite, mais ces minéraux sont rares. Le sélénite minéral commun n'est pas un minéral sélénium et ne contient pas d'ion sélénite, mais plutôt un type de gypse (sulfate de calcium hydraté) nommé comme le sélénium pour la lune bien avant la découverte du sélénium. Le sélénium est le plus souvent trouvé sous forme d'impureté, remplaçant une petite partie du soufre dans les minerais sulfurés de nombreux métaux. Dans les systèmes vivants, le sélénium se trouve dans les acides aminés sélénométhionine, sélénocystéine et méthylsélénocystéine. Dans ces composés, le sélénium joue un rôle analogue à celui du soufre. Un autre composé organosélénium naturel est le séléniure de diméthyle. Certains sols sont riches en sélénium et le sélénium peut être bioconcentré par certaines plantes. Dans les sols, le sélénium se présente le plus souvent sous des formes solubles telles que le sélénate (analogue au sulfate), qui est très facilement lessivé dans les rivières par ruissellement. L'eau de l'océan contient des quantités importantes de sélénium. Les sources anthropiques de sélénium comprennent la combustion du charbon et l'extraction et la fusion de minerais sulfurés.

Signification culturelle de Sélénium

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Utilisations de Sélénium

De petites quantités de composés organosélénium ont été utilisées pour modifier les catalyseurs utilisés pour la vulcanisation pour la production de caoutchouc. La demande de sélénium par l'industrie électronique est en baisse. Ses propriétés photovoltaïques et photoconductrices sont toujours utiles en photocopie, photocellules, photomètres et cellules solaires. Son utilisation en tant que photoconducteur dans les copieurs à papier ordinaire était autrefois une application de premier plan, mais dans les années 1980, l'application des photoconducteurs a décliné (même si elle était encore une grande utilisation finale) à mesure que de plus en plus de copieurs passaient aux photoconducteurs organiques. Bien qu'autrefois largement utilisés, les redresseurs de sélénium ont pour la plupart été remplacés (ou sont en train d'être remplacés) par des dispositifs à base de silicium. L'exception la plus notable concerne la protection contre les surtensions CC, où les capacités énergétiques supérieures des suppresseurs de sélénium les rendent plus souhaitables que les varistances à oxyde de métal. Le séléniure de zinc a été le premier matériau pour les LED bleues, mais le nitrure de gallium domine ce marché. Le séléniure de cadmium était un composant important des points quantiques. Des feuilles de sélénium amorphe convertissent les images radiographiques en motifs de charge en xéroradiographie et dans des caméras à rayons X à écran plat à semi-conducteurs. Le sélénium ionisé (Se + 24) est l'un des milieux actifs utilisés dans les lasers à rayons X. Le sélénium est un catalyseur dans certaines réactions chimiques, mais il n'est pas largement utilisé en raison de problèmes de toxicité. En cristallographie aux rayons X, l'incorporation d'un ou plusieurs atomes de sélénium à la place du soufre aide à la dispersion anormale à plusieurs longueurs d'onde et à la mise en phase de dispersion anormale à une seule longueur d'onde. Le sélénium est utilisé dans le virage des tirages photographiques et il est vendu comme toner par de nombreux fabricants photographiques. Le sélénium intensifie et étend la gamme tonale des images photographiques en noir et blanc et améliore la permanence des impressions. Le Se est utilisé comme source gamma en radiographie industrielle.

L'histoire de Sélénium

Le sélénium (du grec σελήνη selene signifiant « Lune ») a été découvert en 1817 par Jöns Jacob Berzelius et Johan Gottlieb Gahn. Les deux chimistes possédaient une usine de chimie près de Gripsholm, en Suède, produisant de l'acide sulfurique par le procédé des chambres de plomb. La pyrite de la mine de Falun a créé un précipité rouge dans les chambres de plomb qui était supposé être un composé d'arsenic, de sorte que l'utilisation de la pyrite pour produire de l'acide a été abandonnée. Berzelius et Gahn voulaient utiliser la pyrite et ont également observé que le précipité rouge dégageait une odeur de raifort lorsqu'il était brûlé. Cette odeur n'était pas typique de l'arsenic, mais une odeur similaire était connue des composés de tellure. Ainsi, la première lettre de Berzelius à Alexander Marcet indiquait qu'il s'agissait d'un composé de tellure. Cependant, l'absence de composés de tellure dans les minéraux de la mine de Falun a finalement conduit Berzelius à réanalyser le précipité rouge, et en 1818, il a écrit une seconde lettre à Marcet décrivant un nouvel élément similaire au soufre et au tellure. En raison de sa similitude avec le tellure, nommé pour la Terre, Berzelius a nommé le nouvel élément d'après la Lune. En 1873, Willoughby Smith a constaté que la résistance électrique du sélénium gris dépendait de la lumière ambiante. Cela a conduit à son utilisation comme cellule pour la détection de la lumière. Les premiers produits commerciaux utilisant le sélénium ont été développés par Werner Siemens au milieu des années 1870. La cellule au sélénium a été utilisée dans le photophone développé par Alexander Graham Bell en 1879. Le sélénium transmet un courant électrique proportionnel à la quantité de lumière qui tombe sur sa surface. Ce phénomène a été utilisé dans la conception des photomètres et dispositifs similaires. Les propriétés de semi-conducteur du sélénium ont trouvé de nombreuses autres applications dans l'électronique. Le développement des redresseurs au sélénium a commencé au début des années 1930, et ceux-ci ont remplacé les redresseurs à oxyde de cuivre car ils étaient plus efficaces. Ils ont duré dans les applications commerciales jusqu'aux années 1970, après quoi ils ont été remplacés par des redresseurs en silicium moins chers et encore plus efficaces. Le sélénium a attiré l'attention médicale plus tard en raison de sa toxicité pour les travailleurs industriels. Le sélénium a également été reconnu comme une toxine vétérinaire importante, observée chez les animaux ayant consommé des plantes à haute teneur en sélénium. En 1954, les premières indications de fonctions biologiques spécifiques du sélénium ont été découvertes chez les micro-organismes par la biochimiste Jane Pinsent. Il a été découvert comme essentiel à la vie des mammifères en 1957. Dans les années 1970, il a été montré qu'il était présent dans deux ensembles d'enzymes indépendants. Cela a été suivi par la découverte de la sélénocystéine dans les protéines. Pendant les années 1980, il a été montré que la sélénocystéine était codée par le codon UGA. Le mécanisme de recodage a été élucidé d'abord chez les bactéries puis chez les mammifères (voir l'élément SECIS).

Questions fréquentes posées

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