Seleeni(VI)oksidi (SeO3) eli seleenitrioksidi — rakenne ja ominaisuudet

Seleeni(VI)oksidi (SeO3) — seleenitrioksidin rakenne, ominaisuudet, hapetusaste +6, reaktiivisuus ja käyttötarkoitukset selkeästi ja ytimekkäästi.

Seleenitrioksidi, joka tunnetaan myös nimillä seleeni(VI)oksidi ja seleenioksidi, on kemiallinen yhdiste. Sen kemiallinen kaava on SeO₃. Se sisältää seleeniä sen +6 hapetusasteessa. Se sisältää myös oksidi-ioneja.

Rakenne

SeO₃ on rakenteeltaan läheistä sukua rikkitrioksidille (SO₃). Kaasu- tai matalalämpötilamuodossa sen perusyksikkö on monomeerinen SeO₃, jossa seleeni on kolmikoordinoitunut ja ympärillä on kolme happiatomia sitoutuneina, muodostaen kolmiomaisen (trigonaalisen) ympäristön. Kiinteässä muodossa SeO₃ voi polymeroitua eli muodostaa pidempiä ketjuja tai oligomeereja, jolloin happiatomit toimivat siltoina vierekkäisten Se-keskusten välillä. Sidokset Se–O ovat osittain kaksoissidosta muistuttavia resonanssirakenteen vuoksi; elektronien delokalisaatio vähentää selkeiden yksittäis- tai kaksoissidosten luonnetta.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

• Kemiallinen kaava: SeO₃
• Moolimassa: noin 126,96 g·mol⁻¹
• Luonne: voimakas hapetin ja happoanhydridi
• Vesiliukoisuus: reaktiivinen veden kanssa — SeO₃ reagoi nopeasti vesimolekyylien kanssa muodostaen selenihappoa (H₂SeO₄).
• Sähkökemiallinen käyttäytyminen: seleeni +6 voi pelkistyä helpommin kuin rikin +6, minkä vuoksi SeO₃ on vahva hapetin ja kemiallisesti reaktiivinen.

Valmistus

SeO₃ voidaan valmistaa useilla tavoilla, joista tavallisia ovat:

• kuivattamalla (dehydraattamalla) seleni- tai selenihappoa (H₂SeO₄) esimerkiksi fosforipentoksidin (P₂O₅) tai muun voimakkaan kuivaimen avulla;
• seleeni(dio)ksidin (SeO₂) hapettaminen vahvalla hapettimella — huolellinen kontrolli on tarpeen, koska ylilämpö tai väärät olosuhteet voivat johtaa muiden seleniumyhdisteiden muodostumiseen tai hajoamiseen.

Reaktiot ja rooli kemiallisena lähtöaineena

• Happoanhydridi: SeO₃ on H₂SeO₄:n (seleni-hapon) happoanhydridi: SeO₃ + H₂O → H₂SeO₄.
• Happoverkkoinen hapettaja: toimii vahvana hapettimena ja voi oksidoida monia orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä.
• Polymeroituminen: kiinteässä muodossa esiintyvä polymeroituminen vaikuttaa fysikaalisiin ominaisuuksiin ja reaktiivisuuteen verrattuna kaasumaiseen monomeeriin.

Käyttö

Seleenitrioksidia käytetään pääasiassa laboratorio- ja teollisuuskemian synteesivaiheissa, esimerkiksi selenihapon valmistuksessa tai hapettavina reagensseina valikoiduissa reaktioissa. Käyttö on kuitenkin rajoitettua sen reaktiivisuuden ja turvallisuusriskien vuoksi verrattuna yleisempiin oksideihin kuten SO₃.

Turvallisuus ja ympäristö

SeO₃ on voimakas hapetin ja ärsyttävä, mahdollisesti myrkyllinen aine. Se reagoi vesipitoisten materiaalien kanssa vapauttaen lämmön ja muodostaen seleni-happoa, joka on korrosoiva. Altistuminen hengitysteitse, ihokosketus tai silmäkosketus voi aiheuttaa vakavia vammoja. Säilytys ja käsittely tulee suorittaa kuiviin, suljettuihin ja inertteihin olosuhteisiin (esim. typpi- tai argonilma), erillään helposti syttyvistä ja pelkistävistä aineista. Hävittäminen on tehtävä paikallisten määräysten mukaisesti vaarallisen jätteenä.

Huomioi myös, että vaikka seleeni on hivenaineena elintärkeä pieninä määrinä, monet seleeniyhdisteet (erityisesti korkeat oksidaationasteet kuten Se(VI)) ovat biologisesti haitallisia ja ekotoksisia suurina pitoisuuksina.

Vertailu rikkitrioksidin (SO3) kanssa

SeO₃ muistuttaa kemiallisilta ominaisuuksiltaan SO₃:ia: molemmat ovat happoanhydrideja (muodostavat vastaavat hapon hydratoituina) ja toimivat vahvoina hapettimina. Kuitenkin seleeniyhdisteet ovat usein kemiallisesti herkempiä pelkistymiselle ja niiden käytössä on lisäksi huomioitava seleenin toksisuus.

Hae kirjaimella