Йод

ИОД.

ЙОД (латів. Iodium), I — хімічний елемент VII групи періодичної системи Менделєєва, належить до галогенам (у літературі зустрічається також символ J); атомний номер 53, атомна маса 126,9045; кристали чорно-сірого кольору, з металевим блиском. Природний йод складається з одного стабільного ізотопу з масовим числом 127. Йод відкрив 1811 французький хімік Б. Куртуа. Нагріваючи матковий розсіл золи морських водоростей з концентрованої сірчаної кислотою, спостерігав виділення фіолетового пара (звідси назва йод — від грецького iodes, ioeides — схожий кольором на фіалку, фіолетовий), який конденсировался як темних блискучих пластинчастих кристалів. У 1813 — 1814 французький хімік Ж.Л. Гей-Люссак і англійський хімік Р. Деві довели елементарну природу иода.

Поширення в природе.

Середній вміст йоду в земної корі 4*10−5% щодо маси. У мантії і магмах й у які утворилися їх породах (гранітах, базальтах) сполуки йоду розсіяні; глибинні мінерали йоду невідомі. Історія йоду в земної корі міцно пов’язана із живим речовиною і биогенной міграцією. У біосфері спостерігаються процеси його концентрації, особливо морськими організмами (водоростями, губками). Відомі 8 гипергенных мінералів йоду, які виникають в біосфері, але вони дуже рідкісні. Основним резервуаром йоду для біосфери служить Світовий океан (один літрі загалом міститься 5*10−5 грам йоду). З океану сполуки йоду, розчинені в краплях морської води, потрапляють у атмосферу і переносяться вітрами на континенти. Місцевості, віддалені від океану чи відгороджені від морських вітрів горами, збіднені иодом. Йод легко адсорбируется органічними речовинами грунтів і морських мулів. При ущільнення цих мулів й освіті осадових гірських порід відбувається нього десорбція, частина сполук йоду перетворюється на підземні води. Так утворюються використовувані для видобутку йоду иодо-бромные води, особливо характерні для районів нафтових родовищ (місцями 1 літр цих вод містить понад 100 мг иода).

Фізичні і хімічні свойства.

Щільність йоду 4,94 г/см3, tпл 113,5 °З, tкип 184,35 °З. Молекула рідкого і газоподібного йоду і двох атомів (I2). Помітна дисоціація I2 (2I спостерігається вище 700 °З, і навіть при дії світла. Вже за звичайній температурі йод випаровується, створюючи різко пахне фіолетовий пар. При слабкому нагріванні йод возгоняется, осідаючи у вигляді блискучих тонких платівок; той процес служить очищення йоду в лабораторіях й у промисловості. Йод погано розчинний у питній воді (0,33 г/л при 25 °З), добре — в сероуглероде і органічних розчинниках (бензолі, спирті), соціальній та водних розчинах иодидов.

Конфігурація зовнішніх електронів атома йоду 5s2 5p5. Відповідно до цим виявляє в з'єднаннях зміну валентність (ступінь окислення): -1 (в HI, КI); +1 (в НIO, КIO); +3 (в IСl3); +5 (в НIO3, КIO3); і +7 (в HIO4, KIO4). Хімічно йод досить активний, хоча у меншою мірою, ніж хлор і бром. З металами йод при легкому нагріванні енергійно взаємодіє, створюючи иодиды (Hg + I2 = HgI2). З воднем йод реагує лише за нагріванні не повністю, створюючи йодистий водень. З вуглецем, азотом, киснем йод безпосередньо не з'єднується. Елементарний йод — окислювач, менш сильний, ніж хлор і бром. Сірководень H2S, тіосульфат натрію Na2S2O3 та інші відновники відновлюють його I- (I2 + H2S = P. S + 2НI). Хлор та інші сильні окислювачі у водних розчинах переводять їх у IO3-. При розчиненні у питній воді йоду частково реагує із нею; у гарячих водних розчинах лугів утворюються йодид і иодат. Адсорбируясь на крохмалі, йод забарвлює їх у темно-синій колір; це використовують у иодометрии і якісному аналізі щоб виявити иода.

Пари йоду отруйні і дратують слизові оболонки. На шкіру йод надає припікальне і обеззараживающее дію. Плями від йоду змивають розчинами соди чи тиосульфата натрия.

Набуття та применение.

Сировиною для промислового отримання йоду у Росії служать нафтові бурові води; там — морські водорості, і навіть маткові розчини чилійської (натриевой) селітри, містять до 0,4% йоду як иодата натрію. Для вилучення йоду з нафтових вод (містять зазвичай 20 — 40 мг/л йоду як иодилов) ними спочатку діють хлором чи азотистої кислотою. Выделившийся йод або адсорбируют активним вугіллям, або видувають повітрям. На йод, адсорбированный вугіллям, діють їдкою лугом чи сульфитом натрію. З продуктів реакції вільний йод виділяють дією хлору чи сірчаної кислоти і окислювача, наприклад дихромата калію. При выдувании повітрям йод поглинають сумішшю двоокису сірки з водяником парою й потім витісняють йод хлором. Сирий кристалічний йод очищають возгонкой.

Йод та його сполуки застосовують головним чином медицині та в аналітичної хімії, соціальній та органічному синтезі і фотографії. У промисловості застосування йоду поки незначно за обсягом, але дуже перспективне. Так, на термічному розкладанні иодидов грунтується отримання високочистих металлов.

Йод в организме.

Йод — необхідний тварин і людини мікроелемент. У грунтах і рослинах таежно-лесной нечорноземної, сухостепной, пустельній і народу гірських біогеохімічних зон. Йод міститься у недостатній кількості або збалансований деякими іншими мікроелементами (З, Мn, Сu); з цим пов’язано поширення цих зонах эндемического зоба. Середній вміст йоду у ґрунтах близько 3*10−4%, в рослинах близько 2*10−5%. У поверхневих питних водах йоду мало (від 10−7 до 10−9%). У приморських областях кількість йоду один м3 повітря може становити 50 мкг, в континентальних і гірських — становить 1 і навіть 0,2 мкг.

Поглиненна йоду рослинами залежить від вмісту у грунтах його сполук і південь від виду рослин. Деякі організми (звані концентратори йоду, наприклад морські водорості - фукус, ламінарія, филлофора, накопичують до 1% йоду, деякі губки — до 8,5% (в скелетном речовині спонгине). Водорості, концентрирующие йод, исиспользуются щодо його промислового отримання. У тваринний організм йод надходить із їжею, водою, повітрям. Основне джерело йоду — рослинні продукти і корми. Всмоктування йоду відбувається у передніх відділах тонкого кишечника. У людини накопичується від 20 до 50 мг йоду, зокрема в м’язах близько 20 — 25 мг, в щитовидної залозі гаразд 6 — 15 мг. З допомогою радіоактивного йоду (131I і 125I) показано, що у щитовидної залозі йод накопичується в мітохондріях епітеліальних клітин та входить до складу які виникають у яких дииоді моноиодтирозинов, які конденсуються в гормон тетрайодтиронин (тироксин). Виділяється йод з організму переважно через нирки (до70 — 80%), молочні, слинні і потові залози, частково з жёлчью.

У різних біогеохімічні провінції зміст йоду в добовому раціоні коливається (в людини від 20 до 240 мкг, для вівці від 20 до 400 мкг). Потреба тварини йоду залежить з його фізіологічного стану, пори року, температури, адаптації організму до змісту йоду серед. Добова потреба у иоде людини і тварин — близько 3 мкг на 1 кг маси (зростає при вагітності, посиленому зростанні, охолодженні). Введення у організм йоду підвищує основний обмін, посилює окисні процеси, тонізує м’язи, стимулює статеву функцию.

У зв’язку з перемінним недоліком йоду в їжі і воді застосовують йодування кухонної солі, що містить зазвичай 10 — 25 р йодистого калію на 1 тонну солі. Застосування добрив, містять йод, може подвоїти і потроїти його вміст у сільськогосподарських культурах.

Йод в медицине.

Препарати, містять йод, мають антибактериальными і противогрибковыми властивостями, вони багатодітній родині і протизапальний вплив і що відволікає дію; їх застосовують зовнішньо для знезараження ран, підготовки операційного поля. Під час прийому всередину препарати йоду надають впливом геть обмін речовин, посилюють функцію щитовидної залози. Малі дози йоду (микроиод) гальмують функцію щитовидної залози, діючи освіту тиреотропного гормону передніх часткою гіпофізу. Оскільки йод впливає білковий і жировій (ліпідний) обмін, знайшла застосування під час лікування атеросклерозу, оскільки знижує зміст холестерину у крові; підвищує також фибринолитическую активність крови.

Для діагностичних цілей використовують рент геноконтрастные речовини, містять йод. При тривалому застосуванні препаратів йоду і за підвищеної чутливості до них можливо поява иодизма — нежить, кропивниця, набряк Квінке, слюноі сльозотеча, угревидная висип (иододерма). Препарати йоду не можна вживати при туберкульозі легких, вагітності, при захворюваннях нирок, хронічної піодермії, геморагічних діатезах, крапивнице.

Йод радиоактивный.

Штучно радіоактивні ізотопи йоду — 125I, 131I, 132I та інші широко використовують у біології і особливо у медицині визначення функціонального стану щитовидної залози і лікування низки її захворювань. Застосування радіоактивного йоду у діагностиці пов’язаний із здатністю йоду вибірково накопичуватися в щитовидної залозі; використання у лікувальних цілях грунтується на здібності (-випромінювання радиоизотопов йоду руйнувати секреторні клітини залози. При загрязнениях довкілля продуктами ядерного розподілу радіоактивні ізотопи йоду швидко входять у біологічний круговорот, потрапляючи, зрештою, в молоко і, отже, у організм людини. Особливо небезпечно їх насичення організм дітей, щитовидна залоза ктотрых удесятеро менше, ніж в дорослих покупців, безліч при цьому має більшої радиочувствительностью. З метою зменшення відкладення радіоактивних ізотопів йоду в щитовидної залозі рекомендується застосовувати препарати стабільного І. (по 100 — 200 мг на прийом). Радіоактивний йод швидко й цілком всмоктується в желудочнокишковому тракті і вибірково відкладають у щитовидної залозі. Його поглинання залежить від функціонального стану залози. Щодо високі концентрації радиоизотопов йоду виявляються й у слинних і молочної кайданах і слизуватої шлунково-кишкового тракту. Не цілком зайнятий щитовидної залозою радіоактивний йод майже зовсім та порівняно швидко виділяється з мочой.