Ácido selenídrico (H2Se): estrutura, propriedades e usos

O ácido selenhídrico ou seleneto de hidrogénio é um composto inorgânico com a fórmula química H 2 Se. É de natureza covalente e, sob condições comuns de temperatura e pressão, é um gás incolor; mas com um cheiro forte reconhecível por sua presença mais baixa. Quimicamente, é um calcogeneto, portanto o selênio tem uma valência de -2 (Se 2- ).

De todos os selenetos, o H 2 Se é o mais tóxico, porque sua molécula é pequena e seu átomo de selênio tem menos impedimento estérico no momento da reação. Por outro lado, seu cheiro permite que aqueles que trabalham com ele o detectem no local em caso de vazamento fora da cobertura do laboratório.

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seleneto de hidrogénio podem ser sintetizados por combinação directa de dois elementos: hidrogénio molecular, H 2 , e de metal de selénio. Também pode ser obtido dissolvendo compostos ricos em selênio, como seleneto de ferro (II), FeSe, em ácido clorídrico .

Por outro lado, o ácido selenídrico é preparado dissolvendo o seleneto de hidrogênio na água; isto é, o primeiro é dissolvido em água, enquanto o segundo consiste em moléculas gasosas.

Seu principal uso é ser fonte de selênio na síntese orgânica e inorgânica.

Estrutura de seleneto de hidrogênio

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Molécula de seleneto de hidrogênio. Fonte: Ben Mills [Domínio público]

Na imagem acima, observa-se que a molécula de H 2 Se é de geometria angular, embora seu ângulo de 91 ° faça com que pareça mais um L que um V. Nesse modelo de esferas e barras, os átomos de hidrogênio e as do selênio são as esferas branca e amarela, respectivamente.

Essa molécula, como mostrado, é a da fase gasosa; isto é, para seleneto de hidrogênio. Quando dissolvido em água, ele libera um próton e em solução você tem o par HSe H 3 O + ; Este par de iões é o ácido selenhídrico, denotado como H 2 SE (ac) para diferenciar o seleneto de hidrogénio H 2 Se (g).

Portanto, as estruturas entre H 2 Se (ac) e H 2 Se (g) são muito diferentes; o primeiro é cercado por uma esfera aquosa e possui cargas iônicas e o segundo consiste em um aglomerado de moléculas da fase gasosa.

Moléculas de H 2 dificilmente pode interagir com cada outro por forças dipolo-dipolo fracos. O selênio, embora menos eletronegativo que o enxofre, concentra maior densidade de elétrons “arrancando-o” dos átomos de hidrogênio.

Comprimidos de Hidreto de Selênio

Se as moléculas de H 2 foi submetido a uma pressão extraordinária (centenas de GPa), teoricamente, eles são forçados para solidificar através da formação de ligações de H-Se-Se; Estes são links de três centros e dois elétrons (3c-2e) em que o hidrogênio participa. Portanto, as moléculas começam a formar estruturas poliméricas que definem um sólido.

Sob essas condições, o sólido pode ser enriquecido com mais hidrogênio, o que modifica completamente as estruturas resultantes. Além disso, a composição passa a ser do tipo H n Se, onde n varia de 3 a 6. Assim, os hidretos de selênio comprimidos por essas pressões e na presença de hidrogênio têm fórmulas químicas H 3 Se a H 6 Se.

Estima-se que esses hidretos de selênio enriquecidos com hidrogênio tenham propriedades supercondutoras.

Propriedades

Aparência física

Gás incolor que cheira a rabanete podre e ovos podres a baixas temperaturas, se a concentração aumentar. Seu cheiro é pior e mais intenso que o do sulfeto de hidrogênio (que já é bastante desagradável). No entanto, isso é bom, pois ajuda na detecção fácil e diminui os riscos de contato prolongado ou inalação.

Quando queima, emite um produto de chama azulada das interações eletrônicas nos átomos de selênio.

Massa molecular

80,98 g / mol.

Ponto de ebulição

-41 ° C.

Ponto de fusão

-66 ° C.

Pressão de vapor

9,5 atm a 21 ° C.

Densidade

3.553 g / L.

pK a

3,89.

Solubilidade em água

0,70 g / 100 mL. Isto confirma o facto do selénio átomo de H 2 não podem formar ligações de hidrogénio apreciáveis com moléculas de água.

Solubilidade em outros solventes

-Solúvel em CS 2 , o que não é surpreendente por causa da analogia química entre selênio e enxofre.

-Solúvel em fosgênio (a baixas temperaturas, pois ferve a 8 ° C).

Nomenclatura

Como já foi explicado nas secções anteriores, o nome do presente composto varia dependendo se H 2 O está na fase gasosa ou dissolvido em água. Quando está na água, falamos sobre o ácido selenídrico, que nada mais é do que uma hidrazida em termos inorgânicos. Ao contrário das moléculas gasosas, seu caráter ácido é maior.

No entanto, como gás ou dissolvido em água, o átomo de selênio mantém as mesmas características eletrônicas; por exemplo, sua valência é -2, a menos que sofra uma reação de oxidação. Esta valência de -2 é a razão pela qual Seleni chamado uro seleneto de hidrogénio como o anião é é 2- ; que é mais reactiva e reduzindo o S 2- sulfureto.

Se a nomenclatura sistemática for usada, o número de átomos de hidrogênio no composto deve ser especificado. Assim, o H 2 é chamado: seleneto de di hidrogénio.

Seleneto ou hidreto?

Algumas fontes se referem a ele como um hidreto. Se fosse realmente, selénio seria +2 carga positiva, de carga negativa e hidrogénio -1: SEH 2 (Sé 2+ , F ). O selênio é um átomo mais eletronegativo que o hidrogênio e, portanto, acaba “acumulando” a maior densidade de elétrons na molécula de H 2 Se.

No entanto, como tal, a existência de hidreto de selênio não pode ser teoricamente descartada. De fato, com a presença de ânions H , facilitaria as ligações Se-H-Se, responsáveis ​​por estruturas sólidas formadas a enormes pressões, de acordo com estudos computacionais.

Usos

Metabólico

Embora pareça contraditório, apesar da grande toxicidade do H 2 Se, é produzido no organismo pela via metabólica do selênio. No entanto, assim que as células são produzidas, elas o utilizam como intermediário na síntese de proteínas de selênio ou acabam sendo metiladas e excretadas; Um dos sintomas disso é o sabor do alho na boca.

Industrial

O H 2 é utilizado principalmente para adicionar átomos de selénio para estruturas sólidas, tais como materiais semicondutores; a moléculas orgânicas, tais como alcenos e nitrilos para a síntese de selenetos orgânicos; ou a uma solução para precipitar selenetos metálicos.

Referências

  1. Wikipedia (2018). Seleneto de hidrogênio Recuperado de: en.wikipedia.org
  2. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica (Quarta edição). Mc Graw Hill
  3. Atomistry (2012). Selenieto de hidrogénio, H 2 Se. Recuperado de: selenium.atomistry.com
  4. Tang Y. & col. (2017). Gás Dopante de Seleneto de Hidrogênio (H 2 Se) para Implantação de Selênio. 21ª Conferência Internacional sobre Tecnologia de Implantação de Íons (IIT). Tainan, Taiwan
  5. Formulação química (2018). Selênio hidrogênio. Recuperado de: formulacionquimica.com
  6. PubChem (2019). Seleneto de hidrogênio Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Zhang, S. et al. (2015). Diagrama de fases e supercondutividade em alta temperatura de hidretos de selênio comprimido.Sci. Rep. 5, 15433; doi: 10.1038 / srep15433.
  8. Acids.Info. (2019). Ácido selenídrico: propriedades e aplicações desta hidrazida. Recuperado de: acidos.info/selenhidrico

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