Триоксид селена (13768-86-0) Физико-химические свойства
Триоксид селена
Неорганический окислительный реагент, поставляемый в виде гигроскопичного кристаллического порошка, используемый для производства специальных материалов, поверхностной обработки и в применениях фотогальванических компонентов.
| Номер CAS | 13768-86-0 |
| Класс | Неорганические оксиды |
| Типичная форма | Порошок или кристаллическое твердое вещество |
| Стандартные сорта | EP |
Триоксид селена — это неорганический молекулярный оксид селена в степени окисления +6; он классифицируется как кислотный оксид (оксид селена(VI)) и как сильный неорганический окислитель. Твердое вещество существует в виде гигроскопичного кристаллического материала с плотной полимерной/олигомерной сетью в твердом состоянии; формальный молекулярный состав в записях молекулярных дескрипторов представлен как \(\ce{O3Se}\) (обычно записывается как \(\ce{SeO3}\)), нейтральный ковалентный оксид селена. В электронном отношении селен в этом оксиде находится в высокой степени окисления (+6), и молекула содержит три атома кислорода, способных принимать электронную плотность — что отражается в рассчитанной топологической полярной площади поверхности 51.2 Ų и трёх акцепторных центрах водородных связей в таблицах дескрипторов.
С химической точки зрения триоксид селена функционирует как ангидрид кислоты: он реагирует с водой с образованием сильнокислой селеновой кислоты \(\ce{H2SeO4}\). На практике этот оксид ведет себя как мощный окислитель и как материал, активно реагирующий с водой; контакт с водой приводит к образованию селеновой кислоты и селенат-ионов, образующих сильнокислые растворы и выделяющих тепло при быстром гидролизе. Токсичность и экологические профили соответствуют свойствам высоковалентного неорганического селена: соединение может быть коррозионно-активным, легко всасывается при ингаляции или проглатывании в виде частиц, а водные выбросы вредны для водной биоты.
В общепринятой коммерческой классификации для данного вещества указан сорт: EP.
Основные физические свойства
Плотность
Экспериментально зарегистрированные значения плотности указывают на высокую удельную массу кристаллического твердого вещества. Плотность указана как \(3.6\) при \(68\,^\circ\mathrm{F}\) (плотнее воды; тонуть будет) и в виде \(3.6\,\mathrm{г}\,\mathrm{см}^{-3}\). Высокая плотность соответствует плотной неорганической оксидной решетке и присутствию тяжелого халькогена (селена) в формуле \(\ce{O3Se}\).
Температура плавления или разложения
Температура плавления указана как \(244\,^\circ\mathrm{F}\) (соответствует \(118\,^\circ\mathrm{C}\) по тому же источнику). Термическое разложение отмечено при \(180\,^\circ\mathrm{C}\). Пользователям следует учесть, что зарегистрированные тепловые эффекты могут отражать начало плавления кристаллической фазы и последующее разложение при более высокой температуре; твердые образцы также могут подвергаться частичному разложению или сублимации в зависимости от истории образца и атмосферы.
Растворимость в воде
Растворимость в воде описывается качественно как «очень хорошая». Практически \(\ce{SeO3}\) активно реагирует с \(\ce{H2O}\), образуя селеновую кислоту, поэтому наблюдаемая высокая растворимость сопровождается химическим превращением, а не простым физическим растворением.
pH раствора (качественное поведение)
Контакт с водой приводит к образованию сильнокислых растворов, так как \(\ce{SeO3}\) гидролизуется с образованием селеновой кислоты \(\ce{H2SeO4}\). Следовательно, водные растворы являются сильно кислыми (низкое \(\mathrm{pH}\)) и по кислотно-основным и коррозионным свойствам ведут себя как растворы сильной кислоты/окислителя.
Химические свойства
Кислотно-основное поведение
Триоксид селена является ангидридом селеновой кислоты и проявляет классическое поведение кислотного оксида: он гидролизуется до \(\ce{H2SeO4}\) при контакте с водой и реагирует с основаниями с образованием селенатных солей, содержащих \(\ce{SeO4^{2-}}\). Как оксид неметалла в высокой степени окисления он не является основанием; в негазовой среде служит акцептором электронов и источником протонов при гидролизе.
Реакционная способность и стабильность
Соединение классифицируется как сильный окислитель и реактивно с водой. Оно энергично реагирует с водой и способно окислять органические и неорганические восстановители; реакции с восстановителями (включая многие органические вещества, металлы, цианиды, эфиры и тиоцианаты) могут быть экзотермическими и приводить к выделению газообразных продуктов или возникновению пожара/взрыва при инициации. Твердое вещество гигроскопично и при нагревании или разложении может выделять коррозионно-активные и токсичные газы. Контроль пыли, избегание контакта с горючими материалами и исключение восстановительных примесей критически важны для обеспечения стабильности.
Молекулярные и ионные параметры
Формула и молекулярная масса
Основные вычисленные молекулярные формулы указывают состав как \(\ce{O3Se}\) (эквивалентно \(\ce{SeO3}\)). Зарегистрированные молекулярные массы и точные массы из вычисленных дескрипторов: - Молекулярная масса: \(126.97\,\mathrm{г}\,\mathrm{моль}^{-1}\) - Точная/моноизотопная масса: \(127.90127\)
Другие вычисленные дескрипторы: топологическая полярная площадь поверхности 51.2, количество доноров водородных связей 0, количество акцепторов водородных связей 3, количество вращающихся связей 0, формальный заряд 0.
Идентификаторы SMILES и InChI (встроенный код):
- SMILES: O=[Se](=O)=O
- InChI: InChI=1S/O3Se/c1-4(2)3
- InChIKey: VFLXBUJKRRJAKY-UHFFFAOYSA-N
Составляющие ионы
В чистом твердом состоянии триоксид селена является нейтральным ковалентным молекулярным оксидом (формальный заряд 0). В водной среде он превращается в селеновую кислоту \(\ce{H2SeO4}\) и, в зависимости от pH, в селенат-ион \(\ce{SeO4^{2-}}\). В безводном твердом состоянии устойчивых простых ионных компонентов нет; ионная формация происходит в растворе вследствие гидролиза и диссоциации кислоты.
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- CAS RN: 13768-86-0
- EC (номера Европейского сообщества): 237-385-1
- UN номер (транспортный справочный): 3283
- ID вещества DSSTox: DTXSID50895004
- ICSC номер: 0949
- Nikkaji номер: J43.597J
- Wikidata идентификатор: Q6070
Также зарегистрированы InChI и InChIKey (см. раздел "Молекулы").
Синонимы и распространённые названия
Зарегистрированные синонимы и альтернативные наименования включают (выборка по предоставленным идентификаторам): - Триоксид селена - Оксид селена (SeO3) - селенонилиденоксидан - ангидрид селеновой кислоты - Триоксид, селена - триоксид селена(VI) - O3Se
Использование этих синонимов в документах закупок и технических спецификациях следует сверять с регистрационными номерами для избегания неоднозначностей.
Промышленные и коммерческие применения
Функциональные роли и отрасли применения
Триоксид селена используется в промышленности как прекурсор оксида и источник селеновой кислоты для применений, требующих соединений селена в высокой степени окисления. Документировано его применение при производстве фотоэлектрических элементов и солнечных энергетических устройств, где применяются соединения селена или тонкопленочные производные селена. В более общем плане материалы данного класса используются как окислители или прекурсоры селенатных солей, применяемые в специализированных производственных процессах.
Типичные примеры применения
Чётко задокументированное применение: производство фотоэлектрических элементов и устройств солнечной энергетики. На практике данное вещество выбирают, когда требуется высоковалентный селеноокислитель или источник селеновой кислоты; выбор обусловлен его окислительной способностью и лёгкостью превращения в \(\ce{H2SeO4}\) или селенатные виды. В текущем контексте данных отсутствует дополнительное краткое резюме по применению; на практике вещество выбирают на основе общих свойств, описанных выше.
Обзор безопасности и обращения
Опасности для здоровья и окружающей среды
Триоксид селена является остро и хронически токсичным при вдыхании, проглатывании или контакте с кожей. Воздействие может вызвать раздражение дыхательных путей, бронхоспазм, пневмонит, желудочно-кишечные симптомы и характерный запах изо рта, напоминающий чеснок. Повторяющееся или длительное воздействие может вызвать системные эффекты (включая селеноз с изменениями волос и ногтей, неврологические симптомы и возможное влияние на репродуктивные параметры). Вещество является коррозионно активным для кожи, глаз и дыхательных путей, может вызывать тяжёлые ожоги при контакте. Минимальный уровень риска хронического перорального воздействия, зафиксированный в токсикологических сводках, составляет \(0.005\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\,\mathrm{day}^{-1}\). С экологической точки зрения, водные выбросы вредны для водных организмов; окисляющие свойства и высокая подвижность селенатных соединений требуют внимания к мерам локализации и очистке сточных вод.
В экстренных случаях стандартные рекомендации включают удаление из зоны воздействия, дезактивацию обильным орошением водой (глаза/кожа), обеспечение дыхательной поддержки при вдыхании и избегание вызова рвоты после проглатывания; необходимо срочно обратиться за медицинской помощью.
Требования к хранению и обращению
Обращаться как с сильным окислителем, реагирующим с водой, коррозионно активным твердым веществом. Основные меры предосторожности: - Хранить в сухом, хорошо вентилируемом помещении, отдельно от горючих, восстановительных и органических материалов. - Предотвращать образование пыли и контролировать воздушные взвеси; использовать местную вытяжную вентиляцию. - Применять соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ): респираторную защиту от пыли/аэрозолей, химически стойкие перчатки, защиту глаз/лица и спецодежду. - Избегать контакта с влагой; не допускать соприкосновения с горючими абсорбентами (например, опилками). - При разливах: изолировать территорию, предотвращать попадание в окружающую среду, не использовать горючие абсорбенты; собирать в соответствующую тару для утилизации в соответствии с местным законодательством. Для получения подробной информации о рисках, перевозке и нормативном регулировании следует обращаться к специфицированному Паспорт безопасности (SDS) и местному законодательству.
