Υδροσελήνιο

Το υδροσελήνιοΓια εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών. είναι ανόργανη δυαδική ομοιοπολική χημική ένωση, που περιέχει υδρογόνο και σελήνιο, με μοριακό τύπο H2Se. Είναι το απλούστερο και πρακτικά το μοναδικό (σχετικά σταθερό) υδρίδιο του σεληνίου. Το χημικά καθαρό υδροσελήνιο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο εύφλεκτο αέριο. Είναι ακόμη μια από τις πιο τοξικές ενώσεις του σεληνίουhttp://www.epa.gov/ttnatw01/hlthef/selenium.html, US Environmental Protection Agency, Air Toxins website με όριο έκθεσης μόλις 0,05 ppm, εντός χρονικού διαστήματος οκτώ (8) ωρώνhttp://www.cdc.gov/niosh/idlh/7783075.html, Documentation of Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations: Hydrogen Selenide, The National Institute for Occupational Safety and Healthhttp://www.cdc.gov/niosh/docs/81-123/pdfs/0336.pdf Occupational Health Guideline for Hydrogen Selenide, The National Institute for Occupational Safety and Health, 1978. Αυτή η ένωση έχει πολύ ερεθιστική οσμή χραίνας σε αποσύνθεση, αλλά και κλούβιων αβγών, όταν βρίσκεαι σε υψηλότερες συγκεντρώσεις.

 Δομή και ιδιότητες 

Το μόριο του υδροσεληνίου υιοθετεί μια γωνιακή δομή, με μια δεσμική γωνία των 91°.
ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των στοιχείων άνθρακα, πυριτίου και υδρογόνου και τις πηγές«Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982»Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςΙσχύς δεσμούSe-Hσ4sp³-1s146 pm3,5% Se- H+276 kJ/molΓωνίεςHSeH91°Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακαSe -0,07H +0,035
Σε συνέπεια μ' αυτήν τη δομή, οι τρεις απορροφήσεις που παρατηρούνται σε φάσματα υπερύθρου του υδροσεληνίου είναι 2358, 2345 και 1034 cm-1.

Οι ιδιότητες του υδροσεληνίου είναι παρόμοιες με αυτές του υδροθείου, αλλά το υδροσελήνιο είναι πιο όξινο, με pKa1 = 3,89 (έναντι 6,89) και pKa2 = 11,0 (έναντι 11,96). Εξαιτίας της αυξημένης οξύτητάς του, το υδροσελήνιο είναι και πιο υδατοδιαλυτό, 7 kg/m³ (έναντι 4 kg/m³).

 Παραγωγή 

Βιοχηχανικά παράγεται με ολική σύνθεση, δηλαδή με επίδραση αέριου υδρογόνου σε στοιχειακό σελήνιο, σε θερμοκρασία πάνω από 300 °C.Bernd E. Langner "Selenium and Selenium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. .:

Ένας αριθμός από μεθόδους παραγωγής υδροσεληνίου έχουν αναφερθεί, κατάλληλες για μεγάλης ή μικρής κλίμακας παραγωγή του. Σε εργαστηριακή κλίμακα χρησιμοποιείται συνήθως η υδρόλυση σεληνιούχου αργιλίου (Al2Se3). Μια παρόμοια αντίδραση περιλαμβάνει όξινη υδρόλυση σεληνιούχου σιδήρου (FeSe)Féher, F. In "Handbook of Preparative Inorganic Chemistry"; Brauer, E., Ed.; Academic: New York, 1963; 1, p 418.:

Σύμφωνα με τη μέθοδο Σονοντά (Sonoda), το υδροσελήνιο παράγεται με αντίδραση ύδατος, μονοξειδίου του άνθρακα και στοιχειακού σεληνίου, παρουσία τριαιθυλαμίνης (Et3N)Sonoda, N.; Kondo K.; Nagano, K.; Kambe, N.; Morimoto, F. Angewandte Chemie, International Edition English 1980, vol. 19, page 308:

Το υδροσελήνιο μπορεί να παραγγελθεί σε ειδικούς κυλίνδρους.

 Αντιδράσεις και εφαρμογές 

Το υδροσελήνιο θερμολύεται στους 180 °C:

Το υδροσελήνιο υφίσταται διάσταση ως ασθενές οξύ, όταν διαλύεται σε νερό:
 (pKa1 = 3,89)
 (pKa2 = 11,0)

Η διάσπαση υδροσεληνίου με διοξείδιο του θείου (SO2) χρησιμοποιείται για την παραγωγή ιδιαίτερα καθαρού στοιχειακού σεληνίου:

Ακόμη, το υδροσελήνιο χρησιμοποιείται συχνά για τη σύνθεση σεληνιούχων ενώσεων, ανόργανων και οργανικών. Δίνει αντιδράσεις προσθήκης σε αλκένια, παράγοντας σεληνόλες (RSeH). Π.χ. για αλκένια τύπου RCH=CH2, έχουμε:

Ένα άλλο παράδειγμα χρήσης υδροσεληνίου είναι η σύνθεση σεληνουριών από νιτρίλια.V.I. Cohen "A Convenient Synthesis of Mono-, N,N′-Di-, and Trisubstituted Selenoureas from Methyl Carbamimidothioates (S-Methylpseudothioureas)" Synthesis, 1980, 60-3 (1980).:
273px|Αντίδραση παραγωγής σεληνουρίας

Τέλος, το υδροσελήνιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ημιαγωγικών προϊόντων με σελήνιο.

Το υδροσελήνιο χρησιμοποιήθηκε ειδικότερα στην εισαγωγή ατόμων σεληνίων για πρόσμειξη σε ημιγωγικά υλικά.

 Ασφάλεια 

Το αέριο υδροσελήνιο είναι βλαβερό, όντας μια από τις πιο τοξικές ενώσεις του σεληνίου και πολύ τοξικότερο από το υδρόθειο.

Ωστόσο, έχει τόσο έντονη και απαίσια οσμή, που απομακρύνει τα υποψήφια θύματά του, ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις του, εφόσον φυσικά μπορούν (να απομακρυνθούν). Η αίσθηση της οσμής του αρχίζει (συνήθως) από τη συγκέντρωση των 50 ppb (50 μg/m³). Όταν η συγκέντρωση υδροσεληνίου φθάσει τα 300 ppb (300 μg/m³), το αέριο αυτό αρχίζει να ερεθίζει τα αναπνευστικά όργανα. Από τα 1,5 ppm (1,5 mg/m³), η οσμή του υδροσεληνίου γίνεται ήδη αφόρητη. Σε ακόμη υψηλότερες συγκεντρώσεις, ακόμη και η έκθεση για λιγότερο από 1 λεπτό προσβάλλει τα μάτια, τις βλεννογόνες μεμβράνες, και προκαλεί βλάβες στο αναπνευστικό σύστημα, προκαλώντας συμπτώματα παρόμοια με αυτά του κρυολογήματος, που διαρκούν τουλάχιστον για αρκετές ημέρες μετά το συμβάν της έκθεσης στο αέριο. Παρά την πολύ υψηλή τοξικότητά του, δεν έχουν αναφερθεί ακόμη θάνατοι ανθρώπων εξαιτίας του. Θεωρείται ότι αυτό συμβαίνει εξαιτίας της τάσης του υδροσεληνίου να οξειδώνεται, σχηματίζοντας ερυθρό σελήνιο (αλλότροπο), στις βλεννογόνες μεμβράνες. Το στοιχειακό σελήνιο είναι λιγότερο τοξικό από ότι οι ενώσεις του, και μάλλον αυτή η οξείδωση σε λιγότερο τοξικό χημικό είδος σώζει (προς το παρόν τουλάχιστον) τη ζωή των υποψήφιων θυμάτων του.

Έχει όριο έκθεσης μόλις 0,05 ppm εντός χρονικής περιόδου οκτώ (8) ωρών. Στη Γερμανία το μέγιστο επιτρεπόμενο όριο συγκέντρωσης υδροσεληνίου στο πόσιμο νερό είναι 8 μg/l, ενώ στις ΗΠΑ 10 μg/l.http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_246700.html , OSHA GENERAL INDUSTRY PEL: 0.05 ppm, 0.2 mg/m3 ,OSHA CONSTRUCTION INDUSTRY PEL: 0.05 ppm, 0.2 mg/m3 TWA.

 Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές 

Κατηγορία:Υδρίδια
Κατηγορία:Ανόργανα οξέα
Κατηγορία:Ενώσεις σεληνίου