03.com.ua- свободная медицинская энциклопедия. Каждый зарегистрированый участник может редактировать статьи

Иод

Материал из 03.com.ua
Перейти к: навигация, поиск

Шаблон:Химический элемент Иод, йод (новолат. iodum от др.-греч. ἰοειδής, iodes — фиолетовый) — 53 элемент периодической системы элементов.

В медицине и биологии данное вещество обычно называют йодом (например «раствор йода»), в таблице Менделеева и химической литературе употребляется название иод.

Содержание

История

Иод был открыт в 1811 году французским химиком Бернардом Куртуа, который извлекал соду и поташ из золы морских водорослей. Однажды он прилил концентрированную серную кислоту к остатку маточного раствора. К его удивлению, при этом наблюдалось выделение фиолетовых паров какого-то нового вещества (назван по цвету паров: др.-греч. ἰοειδής, iodesфиолетовый). В 1813-14 годах Ж. Л. Гей-Люссак и Г. Дэви доказали, что это новое простое вещество, которому соответствует неизвестный ранее химический элемент.

Также существует легенда о том, что на самом деле иод был «открыт» котом Куртуа, который случайно столкнул на пол бутылки с вышеназванными реагентами. Бутылки разбились, и их содержимое смешалось, после чего начали выделяться пары фиолетового цвета.


Символ J был заменен на I относительно недавно, в 195? году.

Нахождение в природе

Иод — очень редкий элемент земной коры. Его содержание в ней оценивается всего в 1,4·10−5% (60-е место среди всех элементов). Так как иод химически достаточно активен, в свободном виде в природе он не встречается. Вместе с тем, соединения иода отличает высокая рассеяность — их микропримеси находят повсеместно. В круговороте иода в природе важную роль играет биогенная миграция. В небольших количествах иод содержится в буровых водах нефтяных и газовых скважин (откуда его и извлекают в промышленности), присутствует в морской воде (0,4—0,5·10−5 %). Собственные минералы иода — иодаргирит AgI, лаурит Са(IO3)2 и дитцеит 7Са(IO3)2·8CaCrO4 — довольно редки. Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на о. Вулкано (Италия). Запасы природных иодидов оценваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии. В настоящее время в этих странах ведётся интенсивная добыча иода, например, чилийская Atacama Minerals производит свыше 720 тонн иода в год.

Получение

При получении иода разбавленные водные иодсодержащие растворы сначала обрабатывают для перевода иода в форму I2 нитритом натрия NaNO2, а выделившийся свободный иод отделяют экстракцией. Для очистки иода используют его способность легко сублимировать.

Физические свойства

Кристаллическая решётка иода ромбическая. Температура плавления 113,5°C, температура кипения 184,35 °C.

Важная особенность иода — способность сублимироваться (переходить из твёрдого в парообразное состояние) уже при комнатной температуре. Плотность иода 4,930 кг/см³.

В парах, в расплаве, в кристаллах существует в виде двухатомных молекул I2. Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном спирте.

Химические свойства

Иод плохо растворим в воде, причём протекает обратимая реакция:

I2 + H2O = HI + HIO.

Хорошо растворим иод в большинстве органических растворителей (сероуглерод, углеводороды, ССl4, СНСl3, бензол, спирты, диэтиловый эфир и другие). Растворимость иода в воде увеличивается, если в воде имеются иодид-ионы I, так как молекулы I2 образуют с иодид-ионами комплексные ионы I3−.

По реакционной способности иод — наименее активный из галогенов (кроме астата). Из неметаллов реагирует напрямую без нагревания только с фосфором (образуется РI3) и мышьяком (образуется AsI3), а также с другими галогенами. Так, с бромом иод реагирует практически без нагревания, причём образуется соединение состава IBr. При нагревании реагирует с водородом Н2 с образованием газообразного HI. Металлы реагируют с иодом обычно при нагревании. Протеканию реакции способствует наличие паров воды или добавление жидкой воды. Так, порошок алюминия вступает в реакцию с иодом, если к порошку добавить каплю воды. Интересно, что со многими металлами иод образует соединения не в высшей степени окисления атома металла, а в низшей. Так, с медью иод образует только соединение состава CuI, с железом — состава FeI2. Все иодиды металлов, кроме иодидов AgI, CuI и Hg2I2, хорошо растворимы в воде.

Кислоты

Раствор иодистого водорода НI в воде — сильная (иодистоводородная) кислота, по свойствам похожая на соляную кислоту. Иодноватистая кислота HIO — кислота очень слабая, существует только в разбавленных водных растворах. Также неустойчивы и её соли — гипоиодиты.

Иодноватая кислота HIO3 представляет собой твёрдое вещество, в растворах ведёт себя как сильная кислота. Соли этой кислоты — иодаты. Наиболее известен иодат калия KIO3, используемый в аналитической химии.

Степени окисления +7 иода отвечает иодная кислота НIO4, которая из растворов выделяется в виде дигидрата НIO4·2Н2О. Интересно, что все 5 атомов водорода в этом соединении могут быть замещены катионами металла. Например, известен периодат серебра состава Ag5IO6.

Для обнаружения иода в водных растворах используют чрезвычайно чувствительную иодкрахмальную реакцию. Синяя окраска крахмала в растворе различна и появляется, если к раствору добавить ничтожное количество иода — 1 мкг и даже менее.

Применение

Иодидное рафинирование металлов

Иод применяют для получения высокочистого титана, циркония, гафния, ниобия и других металлов. При иодидном рафинировании исходный металл с примесями переводят в форму летучих иодидов, а затем полученные иодиды разлагают на раскалённой тонкой нити. Нить изготовлена из заранее очищенного металла, который подвергают рафинированию. Её температуру подбирают такой, чтобы на нити могло происходить разложение только иодида очищаемого металла, а остальные иодиды оставались в паровой фазе.

Источники света

Используют иод и в иодных (или галогенных) лампах накаливания, имеющих вольфрамовую спираль и характеризующихся большим сроком службы. Как правило, в таких лампах пары иода находятся в среде буферного инертного газа (обычно ксенона) и реагируют с атомами вольфрама, испаряющимися с нагретой спирали. Образуется летучий в этих условиях иодид, который рано или поздно оказывается вновь вблизи спирали. Происходит немедленное разложение иодида, и освободившийся вольфрам вновь оказывается на спирали.

Прочие области применения

Иод применяют также в пищевых добавках, красителях, катализаторах, в фотографии, в аналитической химии, в качестве спиртового раствора в медицине.

Производство аккумуляторов

Иод используется в качестве положительного электрода (окислителя) в литиево-иодных аккумуляторах для электромобилей.

Лазерный термоядерный синтез

Некоторые иодорганические соединения применяются для производства сверхмощных газовых лазеров на возбужденных атомах иода (исследования в области лазерного термоядерного синтеза и промышленность).

Радиоэлектронная промышленность

В последние годы резко повысился спрос на иод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.

Динамика потребления иода

Мировое потребление иода в 2005 составило 25,5 тыс. тонн.

Биологическая роль

Йод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, или ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % иода. Иод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей. У животных и человека иод входит в состав гормонов щитовидной железы — тироксина и трииодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 12-20 мг иода, суточная потребность составляет около 0,2 мг.

Йод в медицине

В медицине используют «йодную настойку», обладающую дезинфицирующим действием. Следует иметь в виду, что обрабатывать иодной настойкой можно только небольшие раны, так как иод может вызвать омертвение ткани, что при больших ранах увеличит сроки их заживления.

Выпущен также противовоспалительный препарат Йокс на основе йода в виде аэрозоля и раствора для наружного применения; используется для лечения ангины, тонзиллита, фарингита, стоматита, гриппа.

Микроколичества иода жизненно необходимы человеку, дефицит иода в организме приводит к заболеванию щитовидной железыэндемическому зобу, встречающемуся в местностях с низким содержанием иода в воздухе, почве, водах. Обычно это высокогорья и области, удалённые от моря. Для того, чтобы обеспечить поступление в организм необходимых количеств иода, используют иодированную поваренную соль.

Искусственные радионуклиды иода — 125I, 131I, 132I и другие — применяются для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы. Однако избыточное накопление радионуклида 131I в щитовидной железе (что, в частности, стало возможным после аварии на Чернобыльской АЭС) может привести к онкологическому заболеванию. Для предотвращения накопления 131I в щитовидной железе в организм вводят немного обычного (стабильного) иода. Щитовидная железа, поглотив этот иод, им насыщается и захватывать радионуклид иод-131 более уже не в состоянии. Так что даже если затем 131I и попадет в организм, он будет из него быстро выведен. Для того, чтобы полностью «заблокировать» щитовидную железу от накопления в ней 131I, врачи рекомендуют раз в неделю выпивать стакан молока, в который добавлена одна капля иодной настойки. Следует помнить, что иод токсичен и в виде I2, и в виде иодидов.

Ссылки

Шаблон:Периодическая система элементовaf:Jodium ar:يود be:Ёд bg:Йод bn:আয়োডিন bs:Jod ca:Iode co:Iodiu cs:Jód da:Jod de:Iod el:Ιώδιο en:Iodine eo:Jodo es:Yodo et:Jood fi:Jodi fr:Iode fur:Jodi gl:Iodo (elemento) he:יוד hr:Jod ht:Yòd hu:Jód hy:Յոդ id:Yodium io:Iodo is:Joð it:Iodio ja:ヨウ素 jbo:zirkliru ko:아이오딘 la:Iodium lb:Iod lt:Jodas lv:Jods (ķīmiskais elements) mk:Јод mr:आयोडिन nds:Jod nl:Jodium nn:Jod no:Jod oc:Iòde pl:Jod pt:Iodo qu:Yudu ro:Iod scn:Iodiu sh:Jod simple:Iodine sk:Jód sl:Jod sq:Jodi sr:Јод sv:Jod tg:Йод th:ไอโอดีน tr:İyot uk:Йод uz:Yod vi:Iốt zh:碘 zh-yue:碘