Йод

Москва 2005 год.

Содержание. 1.Название элемента. 2.Характеристика химического элемента. 3.Физические и химические свойства. 4.Получение. 5.Применение. Иод (лат. Iodum ), I, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам (в литературе встречается также символ J); атомный номер 53, атомная масса 126,9045; кристаллы черно-серого цвета с металлическим блеском.

Природный И. состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127. И. открыл в 1811 французский химик Б. Куртуа . Нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой, он наблюдал выделение фиолетового пара (отсюда назв. И. - от греч. i des , ioeid s - похожий цветом на фиалку, фиолетовый), который конденсировался в виде тёмных блестящих пластинчатых кристаллов. В 1813-1814 французский химик Ж. Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви доказали элементарную природу Иода . Иод реагирует с фтором, при нагревании – с водородом, кремнием, многими неметаллами, в присутствии влаги – с металлами. В воде частично гидролизируется . Физические и химические свойства.

Плотность И. 4,94 г/см 3 , t пл 113,5 °C , t кип 184,35 ?C. Молекула жидкого и газообразного И. состоит из двух атомов (I 2 ). Заметная диссоциация наблюдается выше 700°C , а также при действии света. Уже при обычной температуре И. испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании И. возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки И. в лабораториях и в промышленности. И. плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °C ), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте и др.), а также в водных растворах иодидов.

Конфигурация внешних электронов атома И. 5 2 s 5 5 p .В соответствии с этим И. проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): - 1 , + 1 , + 3 , + 5 и + 7 . Химически И. довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами И. при лёгком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды ( Hg + I 2 = HgI 2 ). С водородом И. реагирует только при нагревании и не полностью, образуя иодистый водород. С углеродом, азотом, кислородом И. непосредственно не соединяется.

Элементарный И. - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром.

Сероводород H 2 S, тиосульфат натрия Na 2 S 2 O 3 и др. восстановители восстанавливают его до I - (I 2 + H 2 S = S + 2HI). Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO 3 - (5Cl 2 + I 2 + 6H 2 O = 2HIO 3 + 10HCl). При растворении в воде И. частично реагирует с ней в горячих водных растворах щелочей образуются иодид и иодат (3I 2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO 3 + 3H 2 O). Адсорбируясь на крахмале, И. окрашивает его в тёмно-синий цвет; это используется в иодометрии и качественном анализе для обнаружения И. Получение . Сырьём для промышленного получения И. в СССР служат нефтяные буровые воды; за рубежом - морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% И. в виде иодата натрия. Для извлечения И. из нефтяных вод (содержащих обычно 20-40 мг/л И. в виде иодилов ) на них сначала действуют хлором (2NaI + Cl 2 = 2NaCl + I 2 ) или азотистой кислотой (2NaI + 2NaNO 2 + 2H 2 SO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2NO + I 2 + 2H 2 O). Выделившийся И. либо адсорбируют активным углём, либо выдувают воздухом. На И., адсорбированный углём, действуют едкой щёлочью или сульфитом натрия (I 2 + Na 2 SO 3 + H 2 O = Na 2 SO 4 + 2HI). Из продуктов реакции свободный И. выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия (K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6NaI = K 2 SO 4 + 3Na 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3I 2 ). При выдувании воздухом И. поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром (2H 2 O + SO 2 + I 2 = = H 2 SO 4 + 2HI) и затем вытесняют И. хлором (2HI + Cl 2 = 2HCl + I 2 ). Сырой кристаллический И. очищают возгонкой.

Применение. Иод и его соединения применяют главным образом в медицине и в аналитической химии , а также в органическом синтезе и фотографии. В промышленности применение И. пока незначительно по объёму, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении иодидов основано получение высокочистых металлов. Иод в медицине.

Препараты, содержащие И., обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, она оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приёме внутрь препараты И. оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы И. ( микроиод ) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза.

Поскольку И. влияет на белковый и жировой (липидный) обмен, он нашёл применение при лечении атеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает также фибринолитическую активность крови. Для диагностических целей используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие И. При длительном применении препаратов И. и при повышенной чувствительности к ним возможно появление иодизма - насморк, крапивница, отёк Квинке , слюно - и слезотечение, угревидная сыпь ( иододерма ) и пр.

Препараты И. нельзя принимать при туберкулёзе лёгких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице. Иод радиоактивный.

Искусственно радиоактивные изотопы И. - 125 I, 131 I, 132 I, и др. широко используются в биологии и особенно в медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда её заболеваний.

Применение радиоактивного И. в диагностике связано со способностью И. избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности b-излучения радиоизотопов И. разрушать секреторные клетки железы. При загрязнениях окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы И. быстро включаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счёте, в молоко и, следовательно, в организм человека.

Особенно опасно их проникновение в организм детей, щитовидная железа которых в 10 раз меньше, чем у взрослых людей, и к тому же обладает большей радиочувствительностью . С целью уменьшения отложения радиоактивных изотопов И. в щитовидной железе рекомендуется применять препараты стабильного И. (по 100-200 мг на приём). Радиоактивный И. быстро и полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно откладывается в щитовидной железе. Его поглощение зависит от функционального состояния железы.