Curu kada će se udati i studenta kada će diplomirati ne valja pitati, kaže narod. Ne valja pitati ni znanstvenika zbog čega istražuje ono što istražuje. Istina, znanstvenik može o budućim rezultatima istraživanja imati očekivanja (a još je važnije da očekivanja imanju njegovi podupiratelji), no što će na kraju od svega ispasti nitko ne može znati. Ponekad istraživanje završi bez pozitivnog rezultata, a pokatkad krene u neočekivanom smjeru pa se primjena nađe tamo gdje joj se nitko ne bi nadao. Znanost je tapkanje u mraku, ona se kreće u području neznanja: kako se može znati nešto o nečemu o čemu se ne zna? Tako je bilo i s otkrićem selenija, kemijskog elementa za kojeg kemičari nisu ni slutili da postoji – jer se postojanje nepoznatih kemijskih elemenata moglo predvidjeti tek od 1869. godine, kada je Mendeljejev objavio svoju prvu tablicu.
Priča nas vodi na početak 19. stoljeća, u godinu 1816. Švedska kemijska tvornica u Gripsholmu je upravo, nakon stečaja, promijenila vlasnika. Novi vlasnik, kemičar Johan Gottlieb Gahn odmah se povezao s najvećim švedskim, ako ne i europskim kemičarem toga doba, Jönsom Jakobom Bezeliusom. Tvornica je, uz ocat i alkohol, proizvodila sumpornu kiselinu postupkom olovnih komora…
Postupak olovnih komora? Stari, odavno napušen postupak proizvodnje sumporne kiseline u kojem se sumporov dioksid oksidara dušikovim oksidima u sumporov trioksid da bi se potom od njega, u komorama obloženim olovnim pločama (jer H2SO4 ne razjeda olovo) od njega dobila sumporna kiselina. Ne očekujem da je itko od čitatelja za taj postupak čuo, čak ne vjerujem da mlađi kemičari za njega znaju. Za našu priču međutim nije važan sam postupak, važno je jedno opažanje bivšeg vlasnika tvornice M. Bjuggrena.
Sumporov dioksid se u toj tvornici, kao i u mnogim drugim tvornicama koje su proizvodile sumpornu kiselinu, dobivao prženjem minerala pirita, FeS2. Ono što je zaokupilo znatiželju bivšeg vlasnika tvornice bila je činjenica da se je na dnu olovnih komora zaostajao crvenkasti mulj, ali samo onda ako je pirit za dolazio iz rudnika u Falunu. Berzelius se prihvatio analize toga mulja, ali ne tako da ga je uzimao sa dna olovnih komora. Umjesto toga je sam pržio pirit i nakon što je dobio 200 kilograma sumpora, iz njega je uspio izdvojiti samo tri grama crvenog taloga. Što bi u tom talogu moglo biti?
Isprva je Berzelius sumnjao da bi se u njemu mogao nalaziti telurij, kemijski element koji je otkriven 1784. godine. Kada je talog reducirao ugljenom, dobio je elementarnu tvar koja je – poput telurija – gorjela azurnim plamenom i ispuštala dim koji je mirisao na hren. No ubrzo se razuvjerio. To nije bio telurij nego „još nepoznato, zapaljivo mineralno tijelo, koje sam nazvao selenij, prema selenē, (grčki) mjesec, u namjeri da ukažem na njegovo srodstvo s telurijem.“ Tako je element koji je ime dobio po Zemlji, telurij, dobio brata, selenija, koji je dobio ime po mjesecu. (Naš će jezikoslovac Bulcsú László predložiti hrvatska imena za ta dva elementa, lunik i zemik.) I tako je početkom 1818. godine, 27. siječnja, otkriće novog kemijskog elementa bilo objelodanjeno.
No tu nije bio priči kraj, nego početak. Neumorni laboratorijski radnik, kakav je već bio, Berzelius se potrudio da što prije upozna što više spojeva novog elementa. Izmjerio je množinski udio selenija u SeO2: Berzeliusov se rezultat (71,261 %) neznatno razlikuje od današnje vrijednosti (71,162 %). Otkrio je da selenij gradi kemijske spojeve analogne spojevima sumpora. Naročito ga je dojmio selenovodik, H2Se, zbog sličnosti sa sumporovodikom: „Plin je imao miris osumporenog vodika (H2S) kada je bio razrijeđen zrakom; ali ako se udiše slabije razrijeđen, on izaziva bol u nosu i jaku upalu koja završava s katarom, koji dugo ne prolazi.“ Sasvim precizno zapažanje za jednog liječnika, što je Berzelius bio po osnovnoj naobrazbi. To ga je međutim stajalo zdravlja, jer je dugo poslije toga imao smetnje s disanjem (očito je H2Se napao pluća, a ne samo nos). Ipak, bolest ga nije spriječila da dalje istražuje, pa je već krajem 1818. godine mogao opisati 60 spojeva novog elementa!
Što reći o seleniju? On umnogome nalikuje sumporu. I on se, poput sumpora, pojavljuje u više alotropskih modifikacija, u tri crvene i dvije crne. Od crnih modifikacija jedna je staklasta, pa je to navelo Berzeliusa da selenij isprva proglasi metalom (zbog metalnog sjaja). Sumpor gradi prsten od osam članova (S8) dok selenij gradi prsten ne samo od osam (Se8), nego i od mnogo više, pa i tisuću atoma. Kao i sumpor on gradi kiseline, selenovu (H2SeO4) i selenastu (H2SeO3). Soli ove potonje kiseline zovu se seleniti – kao i mitski stanovnici Mjeseca (Seleniti)!
Selenij i njegovi spojevi se primjenjuju u elektrotehnici. Selenijevi halogenidi pokazuju poluvodička svojstva pa se koriste za strujne ispravljače, a od selenija su se izrađivale i prve fotoćelije. Selenij se nalazi i na bubnju laserskog printera jer se fotoelektrični sloj na njemu nabija osvjetljivanjem da bi potom statičkim elektricitetom privukao čestice tonera.
Selenij je i biogeni element. Dnevno ga treba unijeti u tijelo samo 55 μg (0,000055g). Naročito ga mnogo ima u janjetini: 50 grama janjećeg mesa dnevno dovoljno je da zadovolji sve potrebe za selenijem. Oni koji ne vole janjetinu, mogu umjesto nje dnevno jesti 160 grama ribe (skuše) ili 200 grama kruha. Nedostatak se selenija u prehrani vrlo rijetko događa: uravnoteženom se prehranom unosi naime 70 do 100 μg selenija dnevno, a to je više nego što je tijelu potrebno.
Selenij se pojavljuje u organizmu prvenstveno u obliku aminokiseline selenocisteina, cisteina u kojem je sumpor zamijenjen selenijem: formula cisteina (Cys) je H2NCH(CH2SH)COOH, a selenocisteina (SeCys) H2NCH(CH2SeH)COOH. Ta aminokiselina ima isto djelovanje kao i vitamin E: ona štiti stanicu od oksidativnog stresa, od pogubnog djelovanja slobodnih radikala. SeCys se ugrađuje u proteine po potrebi, kada se stanica nađe u opasnosti od slobodnih radikala. Treba li popis od 20 aminokiselina koje izgrađuju proteine nadopuniti još jednim članom, selenocisteinom?
Rekao bih da treba, jer selenocistein ne nastaje kemijskom modifikacijom pobočnog lanca aminokiseline u polipeptidnom lanacu, nego se izravno u njega izgrađuje, prilikom sinteze molekule bjelančevine na ribosomu. Ugradnju SeCys kodira kodon UGA (na molekuli RNA) kada primi odgovarajući signal iz stanice. U ekspresiji gena nije sve jednostavno poput jednostavne sheme DNA→ RNA → protein.
Čudan je, zagonetan je taj element selenij kao što je bio zagonetan i crveni mulj olovnih komora. Ali to je draž posla znanstvenika: razotkrivanje tajni prirode koje ona ljubomorno čuva.
Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik časopisa Priroda i urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Piše za časopis Čovjek i svemir, te mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug-online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, od kojih treba izdvojiti „Kemijski leksikon u stripu“, „Metali života – metali smrti“ te „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.
