Selênio, nas fotocélulas e no corpo humano

O selênio é um elemento químico classificado como não metal, com número atômico 34 e símbolo químico Se. Pertence ao grupo 16, dos calcogênios, o mesmo do oxigênio, enxofre e telúrio. O selênio é insolúvel em água e álcool, mas solúvel em éter e ligeiramente solúvel em dissulfeto de carbono.

O telúrio foi isolado em 1782, poucos anos depois da descoberta do oxigênio, e seu nome vem do latim tellus, ou terra. O selênio foi isolado 35 anos depois, e como se parecia com o telúrio, seu nome derivou da palavra grega selene, ou lua. A descoberta foi em 1817 pelos químicos suecos Jons Jacob Berzelius, o mesmo que descobriu o silício, o cério e o tório, e Johan Gottlieb Gahn, descobridor do manganês. Eles observaram um depósito avermelhado ao queimar enxofre obtido em piritas de cobre da mina de Falun, na Suécia, e comprovaram que aquele era um novo elemento.

O selênio ocorre associado aos minérios do grupo dos sulfetos e de outros elementos como Pb (PbSe), Hg (Hg2Se), Cu (CuSe, Cu2Se e Cu3Se2, Cu e Ag (CuAgSe) e Cu e Th (CuThSe), claustalita, naumanita, klockmanita, berzelianita e umangita, eucairita e crooksita, respectivamente.

Na natureza, o selênio é um elemento amplamente distribuído e é encontrado no ambiente na forma de selenatos (SeO42- ), selenitos (SeO32- ) e selenetos (Se2- ) e raramente como elemento selênio (Se0), em sua forma orgânica é encontrado em quantidades traços na maioria das plantas e tecidos animais.
O selênio apresenta seis isótopos naturais, sendo cinco deles estáveis: 74Se, 76Se, 77Se, 78Se, 80Se (mais abundante, com 49,61% de ocorrência). O outro isótopo natural, 82Se, apesar de radioativo, é considerado, na prática, estável, uma vez que seu tempo de meia-vida é substancialmente alto (≈ 1020 anos). O selênio ainda apresenta outros 24 isótopos radioativos, cujos tempos de meia-vida variam de 20 ms (milissegundos, 10-3 segundo) a 295 000 anos.

Produção e usos

Historicamente, o principal uso do selênio foi na indústria eletrônica na forma de triseleneto de arsênio, usado como fotorreceptor para fotocopiadoras. Por causa das suas propriedades condutiva e elétrica, o selênio também é usado em medidores de luz, células fotoelétricas e solares, semicondutores e em alguns tipos de eletrodos. Outros usos do selênio são como agentes colorizantes e de descoloração para vidro, e também para reduzir a passagem de calor solar em vidros utilizados na construção civil.

O elemento também é utilizado na agricultura, como aditivo em fertilizantes; em ligas de cobre, chumbo e aço para ampliar a maquinabilidade; e em produtos químicos da composição de borracha atuando como agente vulcanizante.
A resistência do selênio ao fluxo de eletricidade é afetada pelo total de luz que incide sobre ele. Quanto mais clara a luz, melhor a condução de eletricidade pelo selênio. Esta propriedade tornou o selênio útil em aparelhos que respondem à intensidade da luz, como fotocélulas, medidores de luz para câmeras e copiadoras (leia mais no box Xerografia). O selênio também pode produzir eletricidade diretamente do sol, e por isso é utilizado em células solares. Como é semicondutor, é empregado em alguns tipos de eletrônicos transistorizados, bem como em retificadores, equipamentos que convertem a corrente elétrica alternada em corrente contínua.

O sulfeto de selênio é usado como ingrediente ativo em alguns xampus anticaspa. O efeito do ingrediente ativo é matar o fungo Malassezia que causa a queda de fragmentos de pele ressecada do couro cabeludo. O ingrediente também é utilizado em loções corporais para tratar Tinea versicolor instalada após a infecção por diferentes espécies do fungo Malassezia.

O selênio forma poucos compostos inorgânicos, e nenhum deles tem importância comercial. Eles incluem o ácido selenioso (HsSeO3), dicloreto de selênio (SeCl2) e oxidicloreto de selênio (SeOCl2).

A produção mundial de selênio em 2022 foi de 3.200 toneladas. Os maiores produtores mundiais foram China, Japão, Alemanha e Rússia. As reservas mundiais são estimadas em 81 mil toneladas considerando-se o selênio contido nas reservas de cobre.

Obtenção

Sendo um elemento-traço, a concentração de selênio no solo é muito baixa, ficando na faixa de 90 a 100 partes por bilhão (mg/ton).
Embora ocorra naturalmente no solo, o selênio pode ter sua concentração aumentada por conta de insumos agrícolas ou subprodutos utilizados com finalidade corretiva ou nutricional na agricultura.

A principal forma comercial de obtenção do selênio ocorre no processo de refino de cobre. Isso porque esse composto está presente nos constituintes do anodo de cobre que não são solubilizados durante o processo de refino. O selênio, inclusive, tem a capacidade de substituir o enxofre na formulação de minerais sulfetados. Esses constituintes não solubilizados, em aspecto de lama ou lodo, possuem de 5 a 25% em massa de selênio. Nessa lama pode ser adicionado hidróxido de sódio ou ácido sulfúrico e por aquecimento formar óxidos de selênio, os quais podem ser reduzidos para formar o selênio elementar.

Existem diferentes formas alotrópicas do selênio, as quais diferem quanto às propriedades físicas. A forma amorfa, também conhecida como vítrea, apresenta coloração preta na forma de pó e vermelha na forma maciça. As outras formas alotrópicas são cristalinas, sendo cristalina monoclínica de coloração vermelha e cristalina hexagonal, termodinamicamente mais estável, de cor cinza metálica ou até mesmo preta.

O selênio elementar é praticamente não tóxico e é considerado um oligoelemento essencial; entretanto, o seleneto de hidrogênio e outros compostos de selênio são extremamente tóxicos e se assemelham ao arsênio em suas reações fisiológicas.

Papel biológico

O selênio é um mineral traço, o que significa que o corpo humano necessita de uma pequena quantidade. Ele é encontrado naturalmente em alimentos ou como suplemento. É um componente essencial para várias enzimas e proteínas, chamadas selenoproteínas, que ajudam a produzir o DNA e protegem contra os danos nas células e as infecções; essas proteínas também estão envolvidas na reprodução e no metabolismo dos hormônios da tireoide. A maior parte do selênio no corpo é armazenada nos tecidos musculares, embora a glândula tireoide guarde a maior concentração de selênio em função das várias selenoproteínas que participam da função tireoidiana.

O corpo humano contém cerca de 14 miligramas do elemento, e cada célula contém mais de 1 milhão de átomos de selênio.
Pouco selênio no organismo pode causar problemas de saúde, mas excesso de selênio também é perigoso, sendo carcinogênico e teratogênico, ou seja, altera o desenvolvimento de embriões e fetos.

O selênio tem diversas aplicações como micronutriente para a manutenção da saúde e fortalecimento da imunidade. É um antioxidante, ou seja, reage prontamente com o oxigênio e radicais livres, impedindo o efeito deles nas células, assim diminuindo o estresse oxidativo e o envelhecimento precoce. Vale lembrar que o estresse oxidativo pode ser a causa de diversas doenças, como Parkinson, Alzheimer, aterosclerose, entre outras. Ele também é eficiente no controle metabólico dos hormônios da tireoide.

Os alimentos podem ter teores variados de selênio dependendo do percentual de selênio nos solos em que são cultivados. E o percentual deste elemento no solo tem grandes variações, de acordo com a região. Os vegetais obtêm selênio do solo, que afeta a quantidade de selênio nos animais que se alimentam dessas plantas.

Alimentos proteicos de origem animal são geralmente boas fontes de selênio. Frutos do mar, carnes e castanhas-do-pará são os alimentos mais ricos em selênio.
O selênio pode estar presente nos alimentos, tais como: feijão, arroz, farinha de trigo, fubá de milho, farinha de mandioca, frutas, leguminosas, cereais, produtos panificados, macarrão, carnes, hortaliças, raízes, tubérculos, ovos e laticínios.

A Organização Mundial da Saúde recomenda uma ingestão diária de 55 microgramas de selênio por dia, não podendo ultrapassar, para um adulto, o teor de 800 μg por dia. O selênio elementar não é considerado tóxico, mas os seus compostos sim. O seleneto de hidrogênio, H2Se, é intolerável para o ser humano em uma concentração de 1,5 ppm (mg/kg). O excesso dele pode causar diarreia, fadiga, náusea, queda de cabelo, dor nas articulações, descoloração e enfraquecimento das unhas. A ingestão de 5 mg por dia pode ser fatal.

Com base nesses dados, estima-se que consumir apenas 1 castanha do pará por dia seja suficiente para suprir as necessidades diárias do organismo, embora existam grandes variações entre as quantidades de selênio presentes em frutos nos diversos estados brasileiros.

Xerografia   A invenção da xerografia por Chester Carlson, nos Estados Unidos, entre 1934 e 1942, significou o coroamento dos esforços em busca de um processo rápido, barato e realizado a seco para copiar documentos diretamente, sem o uso de um negativo ou de papéis fotográficos. A descoberta de que o selênio amorfo ou vítreo era o fotocondutor ideal para a xerografia foi feita no Battelle Memorial Institute, em Ohio, Estados Unidos, em 1948. O sucesso desse processo foi constatado pelo vasto número de máquinas copiadoras existentes no mundo. Mas as primeiras máquinas copiadoras não eram automáticas. Modelos disponíveis em 1951 se tornaram populares ao produzir cópias offset, e as máquinas xerográficas rotativas foram introduzidas em 1959. Mas somente a partir da comercialização da copiadora Xerox 914, no início de 1960, a eletrofotografia ganhou o mundo inteiro. O baixo custo, a facilidade e a conveniência da xerografia para cópia de documentos levaram a seu rápido desenvolvimento comercial, em uma escala colossal em todo o mundo. A palavra xerografia deriva de duas palavras gregas: xero, ou seco, e grafia, escrita.

Referências

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-LEE, J.D., Química Inorgânica não tão Concisa, 3ª edição, Editora Edgard. Blücher ltda, 1999.

Texto produzido pela jornalista Mari Elizabeth Menda da Gerência de Relações Institucionais
do CRQ-SP e revisado pela Profa. Márcia Guekezian, Coordenadora do curso de
Engenharia Química da Faculdade de São Bernardo do Campo – FASB