Selenid (Se2−): aniont — vlastnosti, vznik a výskyt

Selenid (Se2−): vlastnosti, vznik a výskyt — silné redukční činidlo, srovnání se sulfidy, vznik hydroselenidů a selenovodíku, výskyt v rudách a minerálech.

Selenid je iont. Jeho chemický vzorec je Se^2–. Selenidy jsou podobné sulfidům a obecně vykazují podobné chemické vlastnosti, ale bývají silnějšími redukčními činidly než sulfidy. Ve volné podobě (v suchém stavu nebo v inertním prostředí) jsou selenidy redukční; v roztocích se ale obvykle nevyskytuje volný Se^2–, protože je snadno protonován nebo oxidován.

Vlastnosti

• Stav a chování v roztoku: Selenidový iont je v běžných vodných podmínkách nestabilní. Při méně extrémně zásaditém pH se převážně vyskytuje hydroselenid HSe^- (hydroselenid), zatímco volný Se^2– se tvoří až při velmi zásaditých podmínkách.
• Kyselost a plynný produkt: V kyselém prostředí se z aniontů selenidu vytváří plynný selenovodík (H₂Se). Při silně kyselých podmínkách dochází k úplné protonaci Se^2– na H₂Se; tento proces je nebezpečný, protože H₂Se je vysoce toxický plyn. (Viz také termín kyselých podmínek.)
• Redoxní chování: Selenidy snadno podléhají oxidaci na elementární selen (Se⁰), na selenity (SeO₃²⁻) nebo na selenáty (SeO₄²⁻) v přítomnosti oxidantů. To je důvodem, proč jsou v praxi často silnými redukčními činidly (redukční činidla).
• Podobnost se sulfidy: Chemicky i strukturálně jsou selenidy podobné sulfidům, ale kvůli většímu poloměru Se²⁻ mohou vytvářet odlišné krystalové struktury a mají jiné elektrické a optické vlastnosti.

Vznik a příprava

Selenidové anionty vznikají několika způsoby:

• protonací/deprotonací selenovodíku: H₂Se ⇌ HSe^- ⇌ Se²⁻ (rovnováha závisí na pH);
• chemickou redukcí oxidačních forem selenu (selenitů, selenátů) vhodnými redukčními činidly nebo minerály (např. v prostředí obsahujícím sulfidické minerály dochází k vytěsnění selenu do formy selenidů);
• v laboratorních a průmyslových postupech se selenidy připravují reakcemi kovů nebo zásad s elementárním selenem nebo termickým zpracováním směsí kovů se selenem; některé selenidy (CdSe, PbSe) se také připravují v plynné fázi nebo rozkladem prekurzorů při syntéze polovodičů.

Výskyt a minerály

Selenidové rudy jsou jedním ze zdrojů selenu a často se vyskytují spolu se sulfidy kovů. Selenidy se obvykle mísí se sulfidy v rudách mědi, niklu, olova nebo stříbra. Typické minerály obsahující selen jsou např. naumannit a klausthalit (často uváděné jako naumannit (Ag₂Se) a klausthalit (PbSe)) a řada dalších vzácných selenidů. Selen se v přírodě vyskytuje navíc v organických formách v půdách a v malém množství v biotě.

Využití

• polovodiče a optoelektronika: některé selenidy (např. CdSe, PbSe) mají specifické polovodičové vlastnosti využívané v infračervených detektorech, fotodiodách a kvantových tečkách;
• průmyslové a laboratorní aplikace: selenidy kovů se používají při syntézách a při výrobě pigmentů či speciálních materiálů;
• v geochemii a metalurgii: analýza selenidů pomáhá při průzkumu rud a při zpracování rud obsahujících stopové množství selenu.

Bezpečnost a environmentální aspekty

H₂Se je velmi toxický plyn a má výrazné zápachové účinky; při manipulaci se selenidy a při jejich rozkladu je proto nutné dodržovat přísná bezpečnostní opatření. Některé selenidy těžkých kovů jsou toxické a mohou být nebezpečné pro životní prostředí. Na druhé straně je selen v malých množstvích stopovým prvkem esenciálním pro některé organismy, avšak jeho forma v biochemii je většinou organická (např. selenocystein), nikoli volný Se²⁻.

Stručně řečeno, selenid (Se²⁻) je důležitý aniont s přirozeným i průmyslovým významem, jeho chemie sdílí mnoho rysů se sulfidy, přičemž specifické fyzikálně-chemické vlastnosti selenidů umožňují jejich využití v materiálové vědě, zatímco současně vyžadují opatrný přístup kvůli toxicitě a oxidačnímu chování.

Hledání podle dopisu