Histoire du Sélénium
1.Découverte et évolution de la compréhension du Sélénium
Le sélénium a été découvert en 1817 par Jöns Jacob Berzelius, qui l’a isolé à partir de résidus de production d’acide sulfurique.
Cette découverte a permis d’établir la théorie des radicaux en chimie organique et a ouvert la voie à l’étude des propriétés des éléments.
1.1. Découverte et évolution de la compréhension du Sélénium
La découverte du sélénium remonte à 1817, lorsque le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius l’a isolé à partir de résidus de production d’acide sulfurique. Au début, Berzelius crut avoir découvert un nouvel élément tellure, mais il réalisa rapidement qu’il s’agissait d’un élément distinct.
L’étude du sélénium s’est développée au cours du XIXe siècle, avec les travaux de chercheurs tels que Friedrich Wöhler et Robert Bunsen. Ils ont établi les propriétés chimiques du sélénium et ont montré qu’il pouvait former des composés avec d’autres éléments.
Au XXe siècle, les recherches sur le sélénium ont pris un tour nouveau avec la découverte de ses propriétés biochimiques et de son rôle essentiel dans les processus biologiques. Ces découvertes ont conduit à une meilleure compréhension de l’importance du sélénium pour la santé humaine et animale.
1.2. Importance historique du Sélénium dans les sciences
La découverte du sélénium a eu un impact significatif sur l’évolution de la chimie et de la biologie. Elle a permis d’établir la théorie des radicaux en chimie organique, qui a révolutionné la compréhension des réactions chimiques.
De plus, l’étude du sélénium a ouvert la voie à l’investigation des propriétés des éléments et à la découverte de nouveaux éléments. Le sélénium a également joué un rôle clé dans l’émergence de la biochimie et de la nutrition, en raison de son importance pour la santé humaine et animale.
Enfin, les recherches sur le sélénium ont également contribué au développement de nouvelles technologies, telles que les semi-conducteurs et les cellules photovoltaïques, qui sont essentielles pour l’industrie moderne.
Propriétés du Sélénium
Le sélénium est un élément chimique de numéro atomique 34, de masse atomique 78,971 u et de configuration électronique [Ar] 3d10 4s2 4p4.
2.Propriétés chimiques ⁚ états d’oxydation٫ réactions chimiques٫ composés
Le sélénium présente plusieurs états d’oxydation, notamment -2, +2, +4 et +6, et forme des composés tels que le séléniure de sodium et le sélénate de potassium.
2.1. Structure atomique ⁚ numéro atomique, masse atomique, configuration électronique
La structure atomique du sélénium est caractérisée par un numéro atomique de 34, ce qui signifie que l’atome de sélénium possède 34 protons dans son noyau. La masse atomique du sélénium est de 78,971 u, ce qui correspond à la somme des masses des protons et des neutrons présents dans le noyau.
La configuration électronique du sélénium est représentée par [Ar] 3d10 4s2 4p4, ce qui indique que les orbitales électroniques sont remplies selon une certaine séquence. Les électrons de valence du sélénium sont donc situés dans les orbitales 4s et 4p, ce qui influence ses propriétés chimiques.
Ces caractéristiques fondamentales de la structure atomique du sélénium déterminent ses propriétés physiques et chimiques, ainsi que son comportement dans les réactions chimiques.
2.2. Propriétés chimiques ⁚ états d’oxydation٫ réactions chimiques٫ composés
Le sélénium peut adopter plusieurs états d’oxydation, allant de -2 à +6, ce qui lui permet de former une grande variété de composés chimiques. Les états d’oxydation les plus courants sont +4 et +6, correspondant respectivement aux espèces SeO2 et SeO3.
Les réactions chimiques impliquant le sélénium sont souvent complexes et dépendent de l’état d’oxydation initial. Par exemple, le sélénium peut réagir avec l’oxygène pour former du dioxyde de sélénium (SeO2), ou avec les halogènes pour former des halogénures de sélénium.
Les composés chimiques du sélénium sont nombreux et variés, incluant des sels, des oxydes, des halogénures et des composés organoséléniés. Ces composés ont des propriétés chimiques et physiques spécifiques, qui dépendent de l’état d’oxydation et de la nature des ligands.
Structure du Sélénium
Le sélénium est classé comme un métalloïde, situé dans le groupe 16 du tableau périodique, entre le soufre et le tellure.
3.1. Place dans le tableau périodique ⁚ métalloïde ou non-métal
Le sélénium occupe une position particulière dans le tableau périodique, entre le soufre et le tellure, dans le groupe 16. Cette localisation témoigne de ses propriétés chimiques intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux. En effet, le sélénium partage certaines caractéristiques avec les métaux, comme sa conductivité électrique, mais également avec les non-métaux, comme sa faible réactivité.
Cette dualité est reflétée dans sa classification comme métalloïde, terme utilisé pour désigner les éléments qui présentent à la fois des propriétés métalliques et non métalliques. Cette place unique dans le tableau périodique explique les propriétés chimiques et physiques particulières du sélénium.
Production du Sélénium
La production de sélénium repose sur l’extraction de minerais de cuivre, nickel et plomb, suivie d’un raffinage par électrolyse ou précipitation chimique.
4.1; Méthodes de production ⁚ extraction, raffinage
La production de sélénium implique plusieurs étapes complexes. Tout d’abord, le sélénium est extrait de minerais de cuivre, nickel et plomb, où il est présent sous forme de sulfures ou d’oxydes. Les minerais sont broyés et concassés pour libérer les particules de sélénium.
Ensuite, le sélénium est concentré par flottation ou magnétisme, puis traité par électrolyse ou précipitation chimique pour obtenir un produit pur. La méthode d’électrolyse consiste à faire passer un courant électrique à travers une solution contenant des ions de sélénium, ce qui permet de récupérer le métal sous forme de dépôt.
La précipitation chimique, quant à elle, implique l’ajout d’un agent réducteur à la solution, ce qui permet de former des particules de sélénium qui peuvent être collectées et purifiées.
Utilisations du Sélénium
Les utilisations du sélénium sont diverses et variées, allant des applications industrielles comme les semi-conducteurs et les cellules photovoltaïques, à des usages nutritionnels et médicinaux.
5.1. Applications industrielles ⁚ semi-conducteurs, cellules photovoltaïques, fabrication du verre
Le sélénium est utilisé dans diverses applications industrielles en raison de ses propriétés électroniques et optiques uniques. Dans l’industrie des semi-conducteurs, le sélénium est utilisé pour produire des composants électroniques tels que des diodes et des transistors. Les cellules photovoltaïques au sélénium sont également très efficaces pour convertir l’énergie solaire en énergie électrique. Enfin, le sélénium est ajouté au verre pour améliorer ses propriétés optiques et thermiques, ce qui en fait un matériau essentiel pour la fabrication de matériaux optiques et de fibres optiques.
Ces applications industrielles du sélénium nécessitent des quantités importantes de ce métalloïde, ce qui explique pourquoi la production de sélénium est en constante augmentation.
5.2. Valeur nutritionnelle et propriétés antioxydantes ⁚ prévention du cancer, effets sur la santé
Le sélénium est un élément essentiel pour la santé humaine, car il joue un rôle crucial dans la protection des cellules contre les dommages oxydatifs. Les propriétés antioxydantes du sélénium en font un composant important de la défense immunitaire et de la prévention du cancer.
Les études ont montré que les personnes ayant des niveaux élevés de sélénium dans leur organisme ont un risque réduit de développer certaines formes de cancer, comme le cancer de la prostate et le cancer du sein. De plus, le sélénium est impliqué dans la régulation du métabolisme et dans la prévention des maladies cardiovasculaires.
5.3. Impact environnemental ⁚ pollution, gestion des déchets
L’impact environnemental du sélénium est une préoccupation majeure, car il peut entraîner des problèmes de pollution et de gestion des déchets. Les activités minières et les processus de production de sélénium peuvent libérer des quantités importantes de sélénium dans l’environnement, ce qui peut contaminer les sols, les eaux et les airs.
Il est donc essentiel de mettre en place des mesures de contrôle strictes pour minimiser les émissions de sélénium et gérer les déchets de manière responsable. Les gouvernements et les industries doivent travailler ensemble pour développer des stratégies de gestion des déchets et des pratiques durables pour réduire l’impact environnemental du sélénium.