सिलिनियम

सिलिनियम : धात्वाभ (धातुसदृश) मूलद्रव्य, रासायनिक चिन्ह Se अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) ३४ अणुभार ७८·९६ आवर्त सारणीमधील उभ्या स्तंभातील गंधक व टेल्यूरियम यांमध्ये स्थान घनता ४·२८ ग्रॅ./ सेंमी.^३ (अस्फटिकी रुप) ४·८० ग्रॅ./ सेंमी.^३ (करडी धातू) व वितळबिंदू २१७^° से. (करडी धातू) ५०^° से. (अस्फटिकी रुप) उकळबिंदू ६८५^° से. असतो. सिलिनियमाची नैसर्गिक रीत्या आढळणारी सहा समस्थानिके [अणुक्रमांक तोच परंतु द्रव्यमानांक (प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांची संख्या) भिन्न असलेल्या त्याच मूलद्रव्याचे प्रकार] पुढीलप्रमाणे आहेत (कंसामध्ये प्रतिशत प्रमाण) : Se⁷⁴ (०·८७), Se⁷⁶ (९·०२), Se⁷⁷ (७·५८), Se⁷⁸ (२३·५३), Se⁸⁰ (४९·८२) आणि Se⁸² (९·१९). यांपैकी ७४, ७६, ७७, ७८ आणि ८० हे द्रव्यमानांक असलेली समस्थानिके स्थिर आहेत, तर सिलिनियम (८२) हे समस्थानिक किरणोत्सर्गी असून त्याचा अर्धायुकाल (किरणोत्सर्गी मूलद्रव्याची मूळची क्रियाशीलता निम्मी होण्यास लागणारा काल) १०^२० वर्षे आहे. सिलिनियमाची इतर कृत्रिम किरणोत्सर्गी समस्थानिके असून त्यांचे द्रव्यमानांक ७२(K), ७३(β⁺, Kγ), ७५ (K, γ), ७९(β^–, γ), ८१(β-, γ), ८३(β -, γ), ८४(β-) आहेत. विद्युत् विन्यास (अणुकेंद्राभोवतील विविध कक्षांमधील इलेक्ट्रॉनांची संख्या) २, ८, १८, ६. याच्या −२, + ४ व + ६ या ऑक्सिडीकरण अवस्था आहेत. या मूलद्रव्याचे रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्मांच्या बाबतीत गंधक व टेल्यूरियम यांच्याशी साम्य आढळून येते.

इतिहास : इ. स. १८१७ मध्ये स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ यन्स याकॉप बर्झीलियस यांनी (जे. सी. गान यांच्यासमवेत) सिलिनियम मूलद्रव्याचा शोध लावला. त्यावेळी ते गंधकाम्ल तयार करण्याच्या पद्घतींचा अभ्यास करीत होते. गंधकाम्लाच्या उत्पादनक्रियेत लाल रंगाचा गाळ उरत असे. त्यामध्ये बर्झीलियस यांना एक अज्ञात मूलद्रव्य आढळून आले. हे संशोधन करीत असतानाच बर्झीलियस यांनी गंधक, टेल्यूरियम व हा लाल रंगाचा गाळ यांचे गुणधर्म तपासले. त्यांच्यातील गुणधर्मांच्या साधर्म्यावरुन ह्या तीनही मूलद्रव्यांचा त्यांनी एक गट तयार केला. टेल्यूरियम हे नाव पृथ्वीविषयक ग्रीक संज्ञेवरुन तयार केले आहे. पृथ्वीबरोबर चंद्र असतो म्हणून टेल्यूरियमाच्या जोडीला असणाऱ्या या मूलद्रव्यास चंद्र या अर्थाच्या सिलिन या ग्रीक शब्दावरुन सिलिनियम हे नाव दिले.

आढळ : भूकवचात दर दशलक्ष भागात सु. ०·०९ भाग सिलिनियम आढळते. विपुलतेने आढळणाऱ्या मूलद्रव्यांत त्याचा चाळीसावा क्रमांक लागतो. अमेरिकेतील वायोमिंग राज्यात ज्वालामुखी राखेच्या घनीभवनाने तयार झालेल्या चुऱ्याच्या (टफच्या) दर दहा लाख भागांत दीडशे भाग आणि आयडाहो राज्यातील कृष्णवर्णी शेल खडकांच्या दर टनामागे ०·४५ किग्रॅ. या प्रमाणात सिलिनियम आढळते. तसेच सिलिनियम जड मूलद्रव्यांची सिलिनाइडे म्हणूनही आढळते. सिलिनाइड खनिजांपैकी बर्झेलिअनाइट (Cu₂Se), युकॅराइट (AgCuSe), नॉमनाइट (Ag₂Se), जर्‌मॉइट [ As (S, Se)₂], क्यूकेअराइट [(AgCu)₂ Se], झोर्माइट [(ZnCu)₂ Se], क्रूकसाइट व क्लॉस्थालाइट ही प्रमुख खनिजे होत.

निर्मिती : सिलिनियम सल्फाइड खनिजे भाजल्यानंतर सिलिनियम मिळते. तांब्याचे विद्युत् विच्छेदन प्रक्रियेने परिष्करण केले असता हे एक उपउत्पादन म्हणून मिळते. सल्फ्यूरिक अम्लाचे उत्पादन करीत असताना उरलेल्या गाळामध्ये ८-९% सिलिनियम असते. या गाळावर सोडा ॲशच्या प्रक्रियेने सिलिनियमाचे सोडियम सिलिनेटामध्ये रुपांतर केले जाते.

गुणधर्म : कार्बन व गंधक यांच्याप्रमाणेच सिलिनियम बहुरुपांत आढळते. त्यांपैकी तीन अस्फटिकी व तीन स्फटिकी रुपे निश्चितपणे माहीत झालेली आहेत. सिलिनियम लाल, काळे व काचेसारखे अशा तीन अस्फटिकी रुपांत आढळते. सिलिनियम अम्लापासून अस्फटिकी सिलिनियम मिळविले जाते. हा प्रक्रार लाल विटकरी रंगाचा आणि बारीक भुकटीच्या स्वरुपात असतो. त्यास सावकाश तापविल्यास सु. ३०^° से. तापमानास त्याचे रुपांतर काळ्या अस्फटिकी रुपात होते. हा ४०— ५०^° से. तापमानाला मृदू बनतो आणि वितळबिंदूच्या तापमानास (२१७^° से.) पूर्णपणे प्रवाही बनतो. हा द्रव जलद गतीने थंड केला असता काचसदृश रुप घेतो. तो ठिसूळ व काळपट तपकिरी रंगाचा असून त्यामध्ये घर्षणजन्य विद्युत् निर्मिती होते. काचसदृश सिलिनियम मंद गतीने १००— २००^° से. पर्यंत तापविल्यास व नंतर सावकाश थंड केल्यास धातुरुप सिलिनियम मिळते. ह्या प्रकाराचे १२०^° से. तापमानाला षट्‌कोनी धातुरुप सिलिनियमामध्ये रुपांतर होते.

सिलिनियमाचे आल्फा एकनताक्ष (घनता ४·३९ ग्रॅ./ सेंमी.^३), बीटा एकनताक्ष (घनता ४·४ ग्रॅ./ सेंमी.^३) आणि करडे ट्रायगोनल (घनता ४·८२ ग्रॅ./सेंमी.^३) असे तीन स्फटिकी प्रकार आढळतात. ही तीन रुपे सर्वांत महत्त्वाची आहेत. या मूलद्रव्याच्या कार्बन डाय-सल्फाइड विद्रावाचे स्फटिकीकरण केल्यास एकनताक्ष रुपे तयार होतात. २१७^° से. या वितळबिंदूपेक्षा कमी तापमानाला एकनताक्ष रुपे तापविल्यास त्यांचे रुपांतर करड्या ट्रायगोनल रुपांत होते. आल्फा व बीटा एकनताक्ष रुपे करड्या ट्रायगोनल रुपापेक्षा कमी स्थिर असतात.

सिलिनियम हवेत तापविले असता प्रखरतेने, फिकट निळ्या रंगाच्या ज्योतीने जळते आणि सिलिनियम डाय-ऑक्साइड (SeO₂) तयार होते. हे संयुग पांढरे, घन, बहुवारिक पदार्थासारखे आणि कार्बनी रसायनशास्त्रात महत्त्वाचा विक्रियाकारक आहे. हे पाण्यात विरघळते आणि त्यापासून सिलिनिअस अम्ल (H₂SeO₃) व पुढे तीव्र असे सिलिनिक अम्ल (H₂SeO₄) तयार होते. सिलिनियमाचे वाफाळणाऱ्या नायट्रिक किंवा सल्फ्यूरिक अम्लाच्या साहाय्याने सावकाश ऑक्सिडीकरण होऊन सिलिनिअस अम्ल तयार होते. याचे संहत सल्फ्यूरिक अम्लाबरोबर हिरव्या रंगाचे द्रावण तयार होते. ह्या द्रावणाचा उपयोग मूलद्रव्ये शोधून काढणाऱ्या वर्णामापन तंत्रामध्ये करतात.

 सिलिनियम हे गंधक व टेल्यूरियम यांच्याबरोबर कोणत्याही प्रमाणात मिसळते आणि हॅलोजनाबरोबरही याची विक्रिया होते. सिलिनियमाच्या साहाय्याने हायड्रोजन आयोडाइडाचे अपघटन होऊन हायड्रोजन सिलिनाइड तयार होते व आयोडीन मुक्त होतो. क्षारकीय द्रावणाबरोबर याची सिलिनाइडे, सिलिनाइटे व सिलिनेटे तयार होतात. याची अल्कली धातू सायनाइडांबरोबर सिलिनोसायनेटे (MSeCN) आणि सल्फाइटांबरोबर सिलिनोसल्फाइटे (M₂SeSO₃) तयार होतात (M म्हणजे + १ ऑक्सिडीकरण अवस्था असलेली धातू).

कार्बनी रसायनशास्त्रात ॲलिसायक्लिक संयुगांमध्ये हायड्रोजननिरासाची आणि हायड्रोजनीकरणाची क्रिया करण्यासाठी तसेच कार्बनी संयुगे तयार करण्यासाठी सिलिनियम वापरतात.

संयुगे : सिलिनियमाचे हायड्रोजन सिलिनाइड (H₂Se) हे एक महत्त्वाचे संयुग असून ते अस्थिर, रंगहीन, ज्वलनशील व वायुरुप आहे. तसेच त्याला उग्र दर्प असून हायड्रोजन सल्फाइडापेक्षा ते विषारी आहे. धातू सिलिनाइडांवर (उदा., ॲल्युमिनियम सिलिनाइड) पाणी वा अम्ल यांची क्रिया करुन हे संयुग तयार करतात.

हायड्रोजन हॅलाइडांची किंवा हॅलोजनांची सिलिनियमाबरोबर सरळपणे विक्रिया केल्यास सिलिनियम हॅलाइडे तयार होतात. ही संयुगे सहसंयुजी व बाष्पनशील आहेत. सिलिनियम मोनोआयोडाइड हे द्रवरुप अवस्थेत असते. मोनोब्रोमाइड व मोनोक्लोराइड गडद लाल रंगाचे द्रव असून सिलिनियमासाठी द्रावक म्हणून वापरतात. यांचे जलीय विच्छेदन केले असता सिलिनियम व सिलिनिअस ही अम्ले तयार होतात. सिलिनियम डायक्लोराइड व डायब्रोमाइड ही संयुगे वायुरुप अवस्थेत असतात. सिलिनियम टेट्राआयोडाइड हे द्रवरुप अवस्थेत आढळते. सिलिनियमाची फ्ल्युओरिनाबरोबर विक्रिया घडून आली असता टेट्राफ्ल्युओराइड तयार होते. हेक्झाफ्ल्युओराइड स्थिर संयुग असून सिलिनियमाची फ्ल्युओरिनाबरोबर विक्रिया झाली असता ते तयार होते. याचे जलीय विच्छेदन केले असता हायड्रोफ्ल्युओरिक व सिलिनिक अम्ल तयार होते. तसेच अमोनियाबरोबर २००^० से. तापमानाला विक्रिया केली असता नायट्रोजन, सिलिनियम व हायड्रोफ्ल्युओरिक अम्ल तयार होते.

टेट्राहॅलाइडांची सिलिनियम डाय-ऑक्साइडाबरोबर विक्रिया केल्यास सिलिनियम ऑक्सिक्लोराइड (SeOCl₂) आणि सिलिनियम ऑक्सिब्रोमाइड (SeOBr₂) तयार होतात. शुष्क सिल्व्हर अथवा मर्क्युरी फ्ल्युओराइडाची ऑक्सिक्लोराइडाबरोबर किंवा डाय-ऑक्साइडाची क्लोरोफ्ल्युओराइडाबरोबर विक्रिया केली असता सिलिनियम ऑक्सिफ्ल्युओराइड (SeOF₂) तयार होते. ही संयुगे द्रवरुप असून त्यांचे हायड्रोजनीकरण त्वरित होते. त्यांस उष्णता दिल्यास अपघटन होऊन ऑक्सिहॅलाइडे, मोनोहॅलाइडे, डाय-ऑक्साइडे आणि हॅलोजने तयार होतात. ऑक्सिहॅलाइडे क्लोरिनीकरण व ऑक्सिडीकरणासाठी वापरतात.

सिलिनियम डाय-ऑक्साइड (SeO₂) व सिलिनियम ट्राय-ऑक्साइड (SeO₃) ही सिलिनियमाची महत्त्वाची ऑक्साइडे आहेत. घनरुप डाय-ऑक्साइड रंगहीन तर द्रवरुप डाय-ऑक्साइड नारिंगी-पिवळ्या रंगाचे असते. डाय-ऑक्साइडाची व ट्राय-ऑक्साइडाची पाण्याबरोबर विक्रिया होऊन अनुक्रमे सिलिनिअस व सिलिनिक अम्ले तयार होतात.

सिलिनियम वा त्याचे डाय-ऑक्साइड यांचे ऑक्सिडीकरण केल्यास सिलिनिअस अम्ल तयार होते. हे अम्ल रंगहीन व स्फटिकरुप असून पाण्यात विरघळते. हे संयुग ऑक्सिडीकारक म्हणून वापरतात. ह्या अम्लाचे फ्ल्युओरीन, ओझोन, हायड्रोजन पेरॉक्साइड किंवा परमँगॅनेट इत्यादींच्या साहाय्याने ऑक्सिडीकरण केल्यास सिलिनिक अम्ल तयार होते. सिलिनियम डाय-ऑक्साइड, सिलिनिअस अम्ल, सिलिनाइट इत्यादींच्या ऑक्सिडीकरणानेही सिलिनिक अम्ल मिळते. हे घनरुप असून सल्फ्यूरिक अम्लापेक्षा तीव्र अम्ल आहे. हे अम्ल क्लोराइड आयन, गंधक, सिलिनियम, फॉस्फरस आणि हायड्रोक्लोरिक, हायड्रोब्रोमिक व हायड्रोआयोडिक अम्ल यांचे ऑक्सिडीकरण करण्यासाठी वापरतात.

उपयोग : सिलिनियमाच्या पृष्ठभागावर प्रकाश पडल्यानंतर त्याची विद्युत् संवाहकता वाढते. तसेच ते प्रकाश ऊर्जेचे रुपांतर विद्युत् ऊर्जेत करीत असल्यामुळे सौर विद्युत् घट, प्रकाशविद्युत् घट व छायाचित्रीय प्रकाशमापक यांमध्ये वापरतात. सिलिनियम प्रत्यावर्ती प्रवाहाचे रुपांतर एकदिश विद्युत् प्रवाहात करते म्हणून ते एकदिशकारक तयार करण्यासाठी वापरतात. चूर्णरुप सिलिनियमाचे बारीक पातळ पत्रे क्ष-किरण कॅमेऱ्यांमध्ये वापरतात.

सिलिनियम छायाचित्रीय मुद्रणामध्ये टोनर म्हणून वापरतात. ते कृष्णधवल छायाचित्रांची सुबकता आणि टिकाऊपणा वाढविते. सिलिनियम मृत्तिकाशिल्पांचे तांबडे एनॅमल (लुकण) तयार करण्यासाठी तसेच काच उद्योगातही काचेला तांबडा रंग व चकाकी आणण्यासाठी आणि काचेतील अनावश्यक रंग घालविण्यासाठी वापरतात. पोलाद उद्योगातही याचा वापर होतो. व्हल्कनीकरण प्रक्रियेमध्ये रबराची अपघर्षण रोधक्षमता वाढविण्यासाठी सिलिनियम वापरतात.

ऑर्‍गॅनोसिलिनियम रसायनशास्त्रात आणि विविध रासायनिक विक्रियांमध्ये सिलिनियम उत्प्रेरक (प्रत्यक्ष विक्रियेत भाग न घेता तिची गती बदलणारा पदार्थ) म्हणून वापरतात. प्रथिने व न्यूक्लिइक अम्ले यांची क्ष-किरण स्फटिकविज्ञानाच्या साहाय्याने संरचना निश्चित करण्यासाठीच्या तंत्रात सिलिनियम वापरतात.

केशधावकामध्ये (शाम्पूमध्ये) सिलिनियम डायसल्फाइड (SeS₂) हे संयुग एक महत्त्वाचे क्रियाशील घटक म्हणून वापरतात. टाळूवरील कातडीमध्ये जमा होणारी व जिच्यामुळे कोरड्या त्वचेचे बारीक तुकडे तयार होऊन ते गळतात अशा मॅलॅशिझीया  बुरशीचा नाश करण्यासाठी सिलिनियम डायसल्फाइड वापरतात. मसाज, धावन द्रव बनविण्यासाठी हे वापरतात. मानवाच्या आणि इतर सस्तन प्राण्यांच्या आहारात सिलिनियम प्रमाणापेक्षा जास्त किंवा प्रमाणापेक्षा कमी असल्यास गंभीर आजार उद्‌भवतात. म्हणून पोषण आहारामध्ये तसेच काही जीवनसत्त्वे तयार करण्यासाठी योग्य प्रमाणात सिलिनियम वापरतात.

दीक्षित, रा. ज्ञा. जमदाडे, ज. वि.

“