Йод относится к группе металлов

Йод (Jodum), I (в литературе встречается также символ J) — химический элемент VII группы периодической системы Д. И. Менделеева, относящийся к галогенам (от греч. halos — соль и genes — образующий), к которым также относятся фтор, хлор, бром и астат.

• Порядковый (атомный) номер йода — 53, атомный вес (масса) — 126,9.
• Из всех существующих в природе элементов йод является самым загадочным и противоречивым по своим свойствам.
• Плотность (удельный вес) йода — 4,94 г/см3, tnl — 113,5 °С, tKn — 184,35 °С.
• Бернар Куртуа

Йод был открыт в 1811 году французским химиком технологом Бернаром Куртуа (1777-1838), сыном известного селитровара. Бернар Куртуа стал изучать золу морских водорослей, из которой тогда добывали соду. Он заметил, что медный котел, в котором выпаривались зольные растворы, разрушается слишком быстро.

Проделывая серию опытов, Куртуа взял две колбы, в одну из которых поместил серную кислоту с железом, а в другую — золу морских водорослей со спиртом. На плече у ученого во время опытов сидел его любимый кот. Однажды он неожиданно спрыгнул, опрокинув колбы, содержимое их смешалось.

Куртуа увидел, что над лужицей, которая образовалась при падении сосудов, поднимается фиолетовое облачкo.

Впоследствии специально нагревая маточный (неразбавленный) раствор золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой, он наблюдал выделение «паров великолепного фиолетового цвета», которые осаждались в виде темных блестящих пластинчатых кристаллов. «Удивительная окраска, неизвестная и невиданная ранее, позволяла сделать вывод, что получено новое вещество», — писал Куртуа в своих воспоминаниях.

1. В 1813 году появилась первая научная публикация об этом веществе, его стали изучать химики разных стран, в том числе такие светила науки, как французский химик Жозеф Гей-Люссак и английский химик Гэмфри Дэви. Год спустя эти ученые доказали элементарную природу вещества, открытого Куртуа, а Гей-Люссак назвал новый элемент йодом (от греческого iodes, ioeides — похожий цветом на фиалку, темно-синий,
2. фиолетовый).
4. Жозеф Луи Гей-Люссак Гэмфри Дэви
5. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЙОДА
6. Из имеющихся в природе галогенов йод — самый тяжелый, если, конечно, не считать

радиоактивный короткоживущий астат. Практически весь природный йод состоит из атомов одного стабильного изотопа с массовым числом 127. Радиоактивный 1-125 образуется в результате спонтанного деления урана. Из искусственных изотопов йода важнейшие — 1-131 и 1-123: их используют в медицине.

Фиолетовые растворы йода являются электролитами (проводят электрический ток при наложении разности потенциалов) так как в растворе молекулы J2 частично диссоциируют (распадаются) на подвижные ионы J и J.

Заметная диссоциация J2 наблюдается при t выше 700 °С, а также при действии света.

Йод — единственный галоген, находящийся в твердом состоянии при нормальных условиях, и представляет собой серовато-черные с металлическим блеском пластинки или сростки кристаллов со своеобразным (характерным) запахом .

Отчетливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток — все эти «металлические» свойства характерны для чистого йода.

Однако йод выделяется среди прочих элементов, в том числе отличаясь от металлов, легкостью перехода в газообразное состояние. Превратить йод в пар даже легче, чем в жидкость. Он обладает повышенной летучестью и уже при обычной комнатной температуре испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар.

При слабом нагревании йода происходит его так называемая возгонка, то есть переход в газообразное состояние минуя жидкое, затем оседание в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки йода в лабораториях и в промышленности.

Йод плохо растворим в воде (0,34 г/л при 25 °С, приблизительно 1:5000), зато хорошо растворяется во многих органических растворителях — сероуглероде, бензоле, спирте, керосине, эфире, хлороформе, а также в водных растворах йодидов (калия и натрия), причем в последних концентрация йода будет гораздо выше, чем та, которую можно получить прямым растворением элементарного йода в воде.

Окраска растворов йода в органике не отличается постоянством. Например, йодный раствор в сероуглероде — фиолетовый, а в спирте — бурый.

Конфигурация внешних электронов атома йода — ns2 np5. В соответствии с этим йод проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1; +1; +3; +5 и +7.

• ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
• Йод относится к группе галогенов.
• Он химически довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром, а тем более фтор.

1.С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя бесцветные соли йодиды. Hg + I2 = HgI2

2.С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород I2 + H2 = 2HI.

С некоторыми элементами — углеродом, азотом, кислородом, серой и селеном — йод непосредственно не соединяется. Несовместим он и с эфирными маслами, растворами аммиака, белой осадочной ртутью (образуется взрывчатая смесь).

3.Элементарный йод — окислитель. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до J. Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в JO3.

4.В горячих водных растворах щелочей образуются соли йодид и йодат.

5.При растворении в воде йод частично реагирует с ней:

I2 + H2O ↔ HI + HIO, pKс=15.99

6.Осаждаясь на крахмале, йод окрашивает его в темно-синий цвет; эта реакция используется для обнаружения йода.

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

Основной источник йода – Мировой океан, в 1 л воды содержится около 50 мкг этого элемента. С каплями морской воды йод попадает в атмосферу и переносится по земле в виде дождевых осадков.

Чем ближе к океану, тем больше йода в почвах, а значит, в растениях, плодах, животных. А там, где сушу защищают высокие горы, йода мало.

Часть йода уходит под землю, образуя йодобромные воды, которые обнаруживают в районах нефтяных месторождений.

В одном литре этих вод содержится от 20 до 100 мг йода. В нашей стране из буровых вод и получают сырье для медицинской промышленности.

А за рубежом йод добывают из морских водорослей и чилийской селитры. Селитра – это многовековые залежи помета морских птиц, в котором йод находится благодаря тому, что птицы питались морской рыбой, а рыба, в свою очередь, – водорослями, богатыми йодом.

Вот таким сложным путем приходит к людям йод. Запасы природных иодидов оцениваются 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.

Морские водоросли накапливают примерно 1 % йода. Это всем известная ламинария, а также фукус и филлофора. Но еще больше йода содержат другие морские растения – губки: до 8,5 %.

ЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Йод – необходимый для жизни элемент. Он содержится в щитовидной железе, регулирующей развитие человека.

Если в организм будет поступать недостаточное количество этого элемента, щитовидная железа начинает катастрофически расти, наступает целый ряд расстройств в обмене веществ, работе нервной системы. Впрочем, йод полезен только в очень небольших количествах. Повышение поступления его в организм приводит к другой болезни (даже со смертельным исходом).

Соединения йода добавляют в поваренную соль – это помогает ликвидировать недостаток йода в щитовидной железе. Добавление небольших доз йода в корм скоту увеличивает удой молока у коров, способствует росту шерсти у овец, повышает яйценоскость кур.

Йод является очень сильным антисептическим препаратом. А также используется для изготовления лекарственных препаратов.

В промышленности применение йода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении йодидов основано получение высокочистых металлов.

Сравнительно недавно йод стали использовать в производстве ламп накаливания, работающих по йодо – вольфрамовому циклу. Йод как бы заботится о сохранении вольфрамовой спирали и тем самым значительно увеличивает время работы лампы.

Так же 0,6% йода, добавленного к углеводородным маслам, во много раз снижает трение в подшипниках из нержавеющей стали и титана. Это позволяет увеличить нагрузку на трущиеся детали белее, чем в 50 раз.

Йод применяют для изготовления специального поляроидного стекла. Такое стекло используют в автомобилях. Комбинируя несколько поляроидов или вращая поляроидные стёкла, можно достигнуть исключительно красочных эффектов – это явление используют в кинотехники и в театре.

1. Так же йод применяется в фотоделе.
2. В последние годы резко повысился спрос на йод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.
3. СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ОРГАНИЗМА В ЙОДЕ
4. Поступающий с пищей и водой йод в виде солей иодоводородной кислоты – иодидов, всасывается в верхних отделах тонкого кишечника, откуда переходит в плазму крови и поглощается щитовидной железой. Суточная потребность:
5. Дети до года — 50 мкг.
6. Дети от 1 года до 6 лет – 90 мкг.
7. Дети от 7 до 12 лет — 120 мкг.
8. Подростки от 12 лет до 16 лет – 140 мкг.
9. Взрослые от 16 до 60 лет – 150 мкг.
10. Беременные и кормящие женщины – 200 мкг.
11. Люди старше 60 лет — 100 мкг.
12. Суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы.
13. ПРОДУКТЫ БОГАТЫЕ ЙОДОМ

Йод — незаменимое вещество в нашем организме. Каждый человек ежедневно должен употреблять в пищу продукты, богатые йодом. Ежедневная потребность в йоде у людей равна 150 мкг. Для беременных женщин это значение даже выше. В этой статье мы привели список продуктов, богатых йодом. продуктов, которые каждый день есть в рационе людей, заботящихся о своем здоровье.

Самым лучшим источником йода являются морские водоросли. Сухая ламинария содержит от 26 до180 мг на 100 г, морская капуста – 200-220 мг йода, а морепродукты и морская рыба от 300 до 3000 мг. Это самые богатые йодом продукты, запомните их.

Молочные продукты, мясо, яйца и различные овощи – другие источники йода для

организма человека. Максимальное количество йода из этой группы содержат молочные продукты (само молоко -16 мг, кефир немного меньше – 14 мг, сметана – 8 мг йода, а сливки содержат 9 мг).

Овощи, богатые йодом. На первом месте идет фасоль (12 мг), за ней чеснок на втором месте (9 мг), и далее свекла (7 мг), помидоры (6 мг). Соя, виноград, редис и зеленый салат содержат 8 мг йода, а морковь, картофель и зеленый горошек – 5 мг.

По 2 мг йода содержится в яблоках, апельсинах, вишне и баклажанах, а груши, крыжовник, черная смородина и абрикосы – в два раза меньше. Самой богатой йодом крупой является пшенная.

Она содержит 4,5 мг на 100 г крупы, по убыванию дальше следует гречневая крупа (3,3 мг), пшеничная крупа (1,5 мг) и последняя — рисовая (1,3 мг).

Чтобы восполнить количество йода в организме, употребляйте в пищу богатые йодом морепродукты и овощи. Ешьте чаще креветок, устриц, крабов, морскую капусту, водоросли и рыбу. Не забывайте про овощи.

Для восстановления запасов йода полезны морковь, редька, томаты, картофель, зелень (лук, спаржа, ревень и шпинат), горох, капуста, грибы.

Балуйте себя бананами, свежими ягодами (клубникой, черной смородиной, черноплодной рябиной и черным виноградом).

Полезный совет. Яблочные зерна содержат много йода. Чтобы восполнить суточную потребность, хорошо прожуйте 5 штук и проглотите. Или другой вариант – съедайте не меньше 100-200 г морской капусты в любом виде (консервированную, вареную или сушеную ламинарию).

Йод

Йод (тривиальное (общеупотребительное) название — йод; от греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — химический элемент с атомным номером 53. Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA), находится в пятом периоде таблицы. Атомная масса элемента 126,90447 а. е. м.. Обозначается символом I (от лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов.Простое вещество йод при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Элементарный йод высокотоксичен. Молекула простого вещества двухатомна (формула I2). 

Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰο-ειδής (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например, «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века.

В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например, в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

История

Йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент.

Нахождение в природе

Йод — редкий элемент. Его кларк — всего 400 мг/т. Однако он чрезвычайно сильно рассеян в природе и, будучи далеко не самым распространенным элементом, присутствует практически везде. Йод находится в виде йодидов в морской воде (20—30 мг на тонну морской воды). Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях (2,5 г на тонну высушенной морской капусты, ламинарии). Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на острове Вулькано (Италия). Запасы природных йодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии. В настоящее время в этих странах ведётся интенсивная добыча йода, например, чилийская Atacama Minerals производит свыше 720 тонн йода в год. Наиболее известный из минералов йода — лаутарит Ca(IO3)2. Некоторые другие минералы йода — йодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br), майерсит CuI·4AgI.

Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство йода из такого сырья.

Физические свойства

Жидкий йод на дне химического стакана

Природный йод состоит только из одного изотопа — йода-127 (см. Изотопы йода). Конфигурация внешнего электронного слоя — 5s2p5. В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).

Радиус нейтрального атома йода 0,136 нм, ионные радиусы I−, I5+ и I7+ равны, соответственно, 0,206; 0,058-0,109; 0,056-0,067 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома йода равны, соответственно: 10,45; 19,10; 33 эВ. Сродство к электрону −3,08 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность йода — 2,66, йод принадлежит к числу неметаллов.

Йод при обычных условиях — твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском и специфическим запахом.

Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например, в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном этиловом спирте. Слабо растворяется в воде (0,28 г/л), лучше растворяется в водных растворах йодидов щелочных металлов с образованием трийодидов (например трийодида калия KI3).

При нагревании при атмосферном давлении йод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Жидкий йод можно получить, нагревая его под давлением.

Известны 37 изотопов йода с массовыми числами от 108 до 144. Из них только 127I является стабильным, период полураспада остальных изотопов йода составляет от 103 мкс до 1,57⋅107 лет; отдельные изотопы используются в терапевтических и диагностических целях.

Радиоактивный нуклид 131I распадается с испусканием β-частиц (наиболее вероятные максимальные энергии — 0,248, 0,334 и 0,606 МэВ), а также с излучением γ-квантов с энергиями от 0,08 до 0,723 МэВ.

Химические свойства

• Йод относится к группе галогенов.
• Электронная формула (Электронная конфигурация) йода: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5.
• Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4).
• Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.

• Довольно известной качественной реакцией на йод является его взаимодействие с крахмалом, при котором наблюдается синее окрашивание в результате образования соединения включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry).
• С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:

Hg + I2 → HgI2

• С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:

H2 + I2 → 2HI

• Йод является окислителем, менее сильным, чем фтор, хлор и бром. Сероводород H2S, Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I−:

I2 + H2S → S + 2HII2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

Последняя реакция также используется в аналитической химии для определения йода.

• При растворении в воде йод частично реагирует с ней (По «Началам Химии» Кузьменко: реакция не идёт даже при нагревании, текст нуждается в проверке)

I2 + H2O → HI + HIO ,  pKc=15,99

• Реакция образования нитрида трийода:

3I2 + 5NH3 → 3NH4I + NH3 ⋅ NI3↓

Нитрид трийода в сухом кристаллическом состоянии разлагается с выделением фиолетовых паров йода, что демонстрируется как эффектная химическая реакция.

• Йодиды щелочных металлов очень склонны в растворах присоединять (растворять) молекулы галогенов с образованием полийодидов (перйодидов) — трийодид калия, дихлоройодат I калия:

KI + I2 → KI3

Применение

В медицине

5 % спиртовой раствор йода

«Раствор йода» ссылается сюда. На эту тему нужна отдельная статья.

Основная статья: Раствор Люголя

5-процентный спиртовой раствор йода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците йода в организме. Продукты присоединения йода к крахмалу, другим ВМС (т. н. «Синий йод» — Йодинол, Йокс, Бетадин и др.) являются более мягкими антисептиками.

При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка, — йодом рисуется сетка на площади, в которую делаются инъекции (напр., на ягодицах). Это нужно для того, чтобы быстро рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.

1. Широко рекламируется в альтернативной (неофициальной) медицине, однако его использование без назначения врача в целом мало обосновано и нередко сопровождается различными рекламными заявлениями.
2. В качестве антисептика применяется всё реже и реже, наряду со спиртовым раствором йода используется зелёнка, фукорцин, пиоктанин, растворы перекиси водорода и др.
3. В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.

Йод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы йода (125I, 132I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы.

Изотоп широко применяется при лечении диффузно-токсического зоба (болезни Грейвса), некоторых опухолей.

Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, принятым в России, выписка из клиники пациента, лечившегося с использованием йода-131, разрешается при снижении общей активности этого нуклида в теле пациента до уровня 0,4 ГБк.

В криминалистике

В криминалистике пары йода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.

В технике: рафинирование металлов

Источники света

Йод используется в источниках света:

• галогеновых лампах — в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё.
• металлогалогеновых дуговых лампах — в качестве газовой среды разряда используются галогениды ряда металлов, использование различных смесей которых позволяет получать лампы с большим разнообразием спектральных характеристик.

Производство аккумуляторов

Йод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-ионных аккумуляторах для автомобилей.

Лазерный термоядерный синтез

Некоторые йодорганические соединения применяются для производства сверхмощных газовых лазеров на возбужденных атомах йода (исследования в области лазерного термоядерного синтеза).

Радиоэлектронная промышленность]

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

Динамика потребления йода

Мировое потребление йода в 2005 году составило 25,8 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, ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % йода. Богаты йодом водные растения семейства рясковых. Йод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.

Йод и щитовидная железа

У животных и человека йод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трийодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12—20 мг йода. Суточная потребность человека в йоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза йода составляет 0,15 мг.

Отсутствие или недостаток йода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом йода, с профилактической целью добавляют йодид калия, йодид натрия или йодат калия (йодированная соль).

Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке йода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

Избыток йода в пище обычно легко переносится организмом, однако в отдельных случаях в людях с повышенной чувствительностью этот избыток может также привести к расстройствам щитовидной железы.

Токсичность

Йод токсичен. Смертельная доза (LD50) — 3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров йода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких. При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение. При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче. Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит. Без лечения наступает летальный исход.

ПДК йода в воде 0,125 мг/дм³, в воздухе 1 мг/м³.

Радиоактивный йод-131 (радиойод), являющийся бета- и гамма-излучателем, особенно опасен для организма человека, так как радиоактивные изотопы биохимически не отличаются от стабильных.

Поэтому почти весь радиоактивный йод, как и обычный, концентрируется в щитовидной железе, что приводит к её облучению и дисфункции. Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным йодом являются атомные станции и фармакологическое производство.

В то же время это свойство радиойода позволяет использовать его для борьбы с опухолями щитовидной железы и диагностики её заболеваний (см. выше).

Иод | это… Что такое Иод?

Ио́д[3] (тривиальное (общеупотребительное) название — йод[4]; от др.-греч.

ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), пятого периода, с атомным номером 53.

Обозначается символом I (лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов.

Простое вещество иод (CAS-номер: 7553-56-2) при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Молекула вещества двухатомна (формула I2).

Название и обозначение

Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰώδης, ιώο-ειδης (букв.

«фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой.

В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века.

В современной химической номенклатуре используется наименование иод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

История

Иод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент[5].

Нахождение в природе

Иод

Иод — элемент редкий. Его кларк всего 400 мг/т. Но у иода есть одна особенность — крайняя рассеянность в природе. Будучи далеко не самым распространенным элементом, иод присутствует практически везде. Находится в виде иодидов в морской воде (20 — 30 мг на тонну морской воды). Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях (5 кг на тонну высушенной морской капусты (ламинарии)). Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на о. Вулькано (Италия). Запасы природных иодидов оцениваются 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. Наиболее известный из минералов иода — лаутарит Ca(IO3)2. Некоторые другие минералы иода — иодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br), майерсит CuI·4AgI.

Сырьём для промышленного получения иода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство иода из такого сырья[6].

Физические свойства

Пары иода.

Природный иод состоит только из одного изотопа — иода-127. Конфигурация внешнего электронного слоя 5s2p5. В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).

Радиус нейтрального атома иода 0,136 нм, ионные радиусы I−, I5+ и I7+ равны, соответственно, 0,206; 0,058-0,109; 0,056-0,067 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома иода равны, соответственно: 10,45; 19,10; 33 эВ. Сродство к электрону −3,08 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность иода 2,66, иод принадлежит к числу неметаллов.

Иод при обычных условиях — твердое чёрно-серое вещество с металлическим блеском и специфическим запахом. 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.

Иод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. При нагревании при атмосферном давлении он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении пары иода кристаллизуются, минуя жидкое состояние.

Этим пользуются на практике для очистки иода от нелетучих примесей.

Химические свойства

• Иод относится к группе галогенов.
• Электронная формула (Электронная конфигурация) иода: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5.
• Образует ряд кислот: иодоводородную (HI), иодноватистую (HIO), хлор и бром.

• С металлами иод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды:

• С водородом иод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя иодоводород:

• При растворении в воде иод частично реагирует с ней:

pKc=15.99

Изотопы

Известны 37 изотопов иода с массовыми числами от 108 до 144. Из них только период полураспада остальных изотопов иода составляет от 103 мкс до 1,57·107 лет[7]; отдельные изотопы используются в терапевтических и диагностических целях.

Радиоактивный нуклид 131I распадается с испусканием β-частиц (наиболее вероятные максимальные энергии — 0,248, 0,334 и 0,606 МэВ), а также с излучением γ-квантов с энергиями от 0,08 до 0,723 МэВ[8].

Применение

В медицине

5 % спиртовой раствор йода

5-процентный спиртовой раствор иода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците иода в организме. Продукты присоединения иода к крахмалу, другим ВМС (т. н. «Синий йод» — Йодинол, Йокс, Бетадин и др.) являются более мягкими антисептиками.

1. Широко рекламируется в альтернативной (неофициальной) медицине, однако его использование без назначения врача в основном мало обосновано и нередко сопровождается различными рекламными заявлениями.
2. В качестве антисептика применяется всё реже и реже, наряду со спиртовым раствором иода используется Зелёнка, Фукорцин, Пиоктанин, растворы перекиси водорода и др.
3. В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.

В криминалистике

В криминалистике пары йода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например на купюрах.

В технике

Источники света

• галогеновая лампа
• металлогалогеновая лампа

Производство аккумуляторов

Иод используется в качестве компонента 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

Иод 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.

Иод и щитовидная железа

У животных и человека иод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трииодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12-20 мг иода. Суточная потребность человека в иоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза иода составляет 0,15 мг.[10]

Отсутствие или недостаток иода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом иода, с профилактической целью добавляют иодид калия, иодид натрия или иодат калия (иодированная соль).

Недостаток иода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке иода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

Токсичность

Иод очень ядовит. Смертельная доза 3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров иода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких. При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение.

При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче. Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит. Без лечения наступает летальный исход[11].

ПДК иода в воде 0,125 мг/дм³, в воздухе 1 мг/м³.

См. также

Примечания

1. ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 251. — 671 с. — 100 000 экз.
2. ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Iodine | crystal structures
3. ↑ Такое написание термина зафиксировано в химической номенклатуре, БСЭ и БРЭ.
4. ↑ Такое написание зафиксировано в нормативных словарях русского языка — «Орфографическом словаре русского языка» Б. З. Букчиной, И. К. Сазоновой, Л. К. Чельцовой (6-е издание, 2010; ISBN 978-5-462-00736-1) и «Грамматическом словаре русского языка» А. А. Зализняка (6-е издание, 2009; ISBN 978-5-462-00766-8).
5. ↑ Йод // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
6. ↑ http://chls.web-box.ru/novosti/pochemu-roshal-protiv-joda
7. ↑ G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
8. ↑ WWW Table of Radioactive Isotopes  (англ.). — Энергетические уровни 131I. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 27 марта 2011.
9. ↑ Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
10. ↑ дефицит йода и йоддефицитные заболевания
11. ↑ Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V-VIII групп / под ред. Владимира Филова. — М.: Химия. — С. 400. — 592 с. — 33 000 экз. — ISBN 5-7245-0264-X

Иод

Ио́д (тривиальное (общеупотребительное) название — йод; от др.-греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — элемент 17-й группы перйодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), пятого перйода, с атомным номером 53.

Обозначается символом I (лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество йод (CAS-номер: 7553-56-2) при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом.

Молекула вещества двухатомна (формула I2).

История

йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент.

Название и обозначение

Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰώδης, ιώο-ειδης (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века.

В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

Физические свойства

йод при обычных условиях — твердое чёрно-серое вещество с металлическим блеском и специфическим запахом. 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.

йод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. При нагревании при атмосферном давлении он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние.

Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Химические свойства

йод относится к группе галогенов. Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4). Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. 1. С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:

Hg + I2 = HgI2

2. С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:

I2 + H2 = 2HI

3. Атомарный йод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S , Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I-:

I2 + H2S = S + 2HI 4. При растворении в воде йод частично реагирует с ней:

• I2 + H2O ↔ HI + HIO, pKс=15.99
• Источник: Википедия
• Другие заметки по химии

Йод

ЙОД, I (от греч. iodes — фиолетовый, по цвету паров * а. iodine; н. Jod; ф. iode; и. yodo), — химический элемент VII группы периодической системы элементов Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 53, атомная масса 126,904. В природе известен один стабильный изотоп 127I. Открыт французским химиком Б. Куртуа в 1811.

Свойства йода

При нормальной температуре тёмно-серое кристаллическое вещество с металлическим блеском, при нагревании образует фиолетовые пары.

Плотность 4900 кг/м3; t плавления 113,6°С; t кипения 184°С; температурный коэффициент линейного расширения 93•10-6 град-1; удельная теплоёмкость 54,43 Дж/моль•К; коэффициент теплопроводности 0,42 Вт/м•К. Химическая активность йода — наименьшая в ряду галогенов.

Образует соединения со степенью окисления -1; реже +1, +3, +5, +7. Реагирует с F2, при нагревании с Н2, Si и многими неметаллами, в присутствии влаги с металлами. Хорошо растворим во многих органических растворителях, плохо в воде.

Содержание йода в природе

Жидкий йод хорошо растворяет серу, селен, теллур и йодиды многих металлов, образуя с йодидами комплексные соединения. В воде частично гидролизован, с другими галогенами образует межгалогенные соединения. Пары йода токсичны, раздражают слизистые оболочки. Йод крайне рассеян в природе, его кларк 4 • 10-5%.

Наибольшие концентрации йода в нефтяных водах (3•10-3%) и морской воде (0,06 мг/мл). Собственно йодных минералов мало. Наиболее известные — лаутарит Ca (IO3)2 и йодаргирит AgI.

Минералы йода легко растворимы, поэтому йод легко выщелачивается из горных пород, переносится в моря, где частично накапливается в водорослях ламинарии (в тонне высушенной водоросли 5 кг), а частично испаряется в виде I2. Из океана соединения йода, растворённые в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты.

Таким образом осуществляется круговорот йода в природе. В малых дозах йод необходим человеческому организму, его недостаток вызывает заболевание эндемическим зобом на обширных территориях, удалённых от морей.

Получение

Первоначально йод извлекали из морских водорослей и из отходов селитренного производства. Впоследствии стали использовать различные (йонитные, угольные и др.) методы очистки подземных вод нефтяных и газовых месторождений. Сырой йод очищают возгонкой.

Использование и применение йода

Йод используется для йодидного рафинирования Zr и Ti, Hf и других тугоплавких металлов; в медицине — в качестве антисептика, для лечения болезней щитовидной железы, атеросклероза; в фотографии — для приготовления специальных фотоэмульсий; йодорганические соединения входят в состав красителей; катализатор в производстве каучуков; йодные препараты применяются в качестве сухой смазки для стальных и титановых трущихся соединений; йод используют для получения специальных поляроидных стёкол. Мировое производство (без СССР) свыше 10 тысяч т в год.