Йод - это известный всем химический элемент. Но большинство людей знакомы только с его спиртовым раствором, который применяется в медицине. В последнее время также часто говорят о его недостатке в организме при заболевании щитовидной железы. Редко кому известны физические и химические свойства йода. А это довольно своеобразный элемент, который широко распространен в природе и важен для человеческой жизнедеятельности.
Даже в быту можно использовать химические свойства йода, например, для определения наличия крахмала в продуктах. Кроме того, в последнее время рекламируется много народных методов применения этого микроэлемента для лечения многих заболеваний. Поэтому каждому нужно знать, какими свойствами он обладает.
Общая характеристика йода
Это довольно активный микроэлемент, относящийся к неметаллам. В периодической таблице Менделеева он находится в группе галогенов вместе с хлором, бромом и фтором. Обозначается йод символом I и имеет порядковый номер 53. Название этот микроэлемент получил в 19 веке из-за фиолетового цвета паров. Ведь по-гречески йод переводится, как «фиалковый, фиолетовый».
Именно так был обнаружен йод. Химик Бернар Куртуа, работающий на фабрике по производству селитры обнаружил это вещество случайно. Кот перевернул пробирку с серной кислотой, и она попала на золу водорослей, из которой тогда получали селитру. При этом выделился газ, имеющий фиолетовый цвет. Это заинтересовало Бернара Куртуа, и он начал изучать новый элемент. Так в начале 19 века стало известно о йоде. В середины 20 века этот элемент химики стали называть «йодом», хотя до сих пор более распространено старое обозначение.
Химические свойства йода
Уравнения, показывающие активность химических реакций этого элемента, ничего не говорят обычному человеку. Только те, кто разбирается в химии, понимают, что с их помощью описываются его химические свойства. Это самый активный элемент из всех неметаллов. Йод может вступать в реакцию с множеством других веществ, образуя кислоты, жидкие и летучие соединения. Хотя среди галогенов он наименее активен.
Кратко химические свойства йода можно рассмотреть на примере его реакций. С разными металлами йод реагирует даже при небольшом нагревании, при этом образуются йодиды. Наиболее известны йодиды калия и натрия. С водородом он реагирует только частично, а с некоторыми другими элементами вообще не соединяется. Он несовместим с азотом, кислородом, аммиаком или эфирными маслами. Но наиболее известным химическим свойством йода является его реакция с крахмалом. При добавлении его к веществам, содержащим крахмал, они синеют.
Физические свойства
Из всех микроэлементов йод считается самым противоречивым. Большинство людей не знают о его особенностях. Физические и химические свойства йода кратко изучаются в школе. В основном распространен этот элемент в виде изотопа с массой 127. Это самый тяжелый из всех галогенов. Есть еще радиоактивный йод 125, который получается при распаде урана. В медицине же чаще применяются искусственные изотопы этого элемента с массой 131 и 133.
Из всех галогенов йод единственный, который в естественном состоянии твердый. Он может быть представлен темно-фиолетовыми или черными кристаллами или пластинками с металлическим блеском. Они имеют слабый характерный запах, хорошо проводят электрический ток и немного похожи на графит. В таком состоянии этот микроэлемент плохо растворяется в воде, но очень легко переходит в газообразное состояние. Он может превратиться в фиолетовый пар уже при комнатной температуре. Эти физико-химические свойства йода используются для его получения. Нагревая микроэлемент под давлением, а потом охлаждая, его очищают от примесей. Растворяют йод в спирте, глицерине, бензоле, хлороформе или сероуглеродах, получая бурые или фиолетовые жидкости.
Источники йода
Несмотря на важность этого микроэлемента для жизнедеятельности многих организмов, йод довольно сложно обнаружить. В земной коре его содержится меньше, чем самых редких элементов. Но все равно считается, что йод широко распространен в природе, так как в небольших количествах он присутствует почти везде. В основном сконцентрирован он в морской воде, водорослях, почве, некоторых растительных и животных организмах.
Химические свойства йода объясняют то, что он не встречается в чистом виде, только в форме соединений. Чаще всего его добывают из золы морских водорослей или из отходов производства натриевой селитры. Так йод добывают в Чили и Японии, являющимися лидерами в добыче этого элемента. Кроме того, его можно получить из вод некоторых соленых озер или нефтяных вод.
В организм человека йод поступает из пищи. Он присутствует в почвах и растениях. Но в нашей стране распространены почвы, бедные йодом. Поэтому чаще всего используются йодосодержащие удобрения. Для профилактики заболеваний, связанных с недостатком йода, элемент добавляют в соль и некоторые распространенные продукты питания.
Его роль в жизнедеятельности организма
Йод относится к тем микроэлементам, которые участвуют во многих биологических процессах. В небольших количествах он присутствует во многих растениях. Но в живых организмах он очень важен. Йод используется при производстве тиреоидных гормонов щитовидной железы. Они регулируют процессы жизнедеятельности организма. При недостатке йода у человека увеличивается щитовидная железа, возникают различные патологии. Они характеризуются снижением работоспособности, слабостью, головными болями, снижением памяти и настроения.
Применение в медицине
Наиболее распространен 5 % спиртовой раствор йода. Его применяют для дезинфекции кожи вокруг повреждений. Но это довольно агрессивный антисептик, поэтому в последнее время применяются более мягкие растворы йода с крахмалом, например, «Бетадин», «Йокс» или «Йодинол». Часто применяются согревающие свойства йода для устранения болей в мышцах или патологий суставов, делают йодную сетку после инъекций.
Применение в промышленности
Большое значение имеет также этот микроэлемент в промышленности. Особые химические свойства йода позволяют применять его в разных отраслях. Например, в криминалистике его используют для выявления отпечатков пальцев на бумажных поверхностях. Широко применяют йод в качестве источника света в галогеновых лампах. Используют его в фотографии, кинопромышленности, при обработке металлов. А в последнее время этот микроэлемент стали использовать в жидкокристаллических дисплеях, при создании стекол с затемнением, а также в области лазерного термоядерного синтеза.
Опасность для человека
Несмотря на важность йода в процессах жизнедеятельности, в больших количествах он токсичен для человека. Всего 3 г этого вещества приводят к серьезному поражению почек и сердечно-сосудистой системы. Сначала человек чувствует слабость, головную боль, у него появляется понос, учащается сердцебиение. Если же вдыхать пары йода, возникает раздражение слизистых оболочек, ожоги глаз, отек легких. Без лечения отравление йодом приводит к смертельному исходу.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Йод - пятьдесят третий элемент Периодической таблицы. Обозначение - I от латинского «iodum». Расположен в пятом периоде, VIIA группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 53.
Йод относится к редким (рассеянным) элементам, однако в природе его все-таки можно встретить в свободном состоянии в виде минерала (термальные источники вулкана Везувия). Значительное количество йода содержится в морской воде в виде солей йодидов или в земной коре в составе нефтяных буровых вод.
В виде простого вещества йод представляет собой кристаллы черно-серого (темно-фиолетового) цвета (рис. 1) с металлическим блеском и резким запахом. Пары йода, также, как и его растворы в органических растворителях, окрашены в фиолетовый цвет.
Рис. 1. Йод. Внешний вид.
Атомная и молекулярная масса йода
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительной атомной массой элемента называют отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода.
Относительная атомная масса безразмерна и обозначается A r (индекс «r» — начальная буква английского слова relative, что в переводе означает «относительный»). Относительная атомная масса атомарного йода равна 126,9044 а.е.м.
Массы молекул, также как массы атомов выражаются в атомных единицах массы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительной молекулярной массой вещества называют отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.
Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Известно, что молекула йода двухатомна - I 2 . Относительная молекулярная масса молекулы йода будет равна:
M r (I 2) = 126,9044 × 2 ≈ 254.
Изотопы йода
Известно, что в природе йод может находиться в виде единственного стабильного изотопа 127 I. Массовое число равно 127, ядро атома изотопа содержит пятьдесят три протона и семьдесят четыре нейтрона.
Существуют искусственные нестабильные изотопы йода с массовыми числами от 108-ми до 144-х, а также семнадцать изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 129 I с периодом полураспада равным 1,57×10 7 лет.
Ионы йода
На внешнем энергетическом уровне атома йода имеется семь электронов, которые являются валентными:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 5 .
В результате химического взаимодействия йод отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион либо принимает электроны от другого атома, т.е. является их акцептором и превращается в отрицательно заряженный ион:
I 0 -1e → I + ;
I 0 -3e → I 3+ ;
I 0 -5e → I 5+ ;
I 0 -7e → I 7+ ;
I 0 +1e → I — .
Молекула и атом йода
В свободном состоянии йод существует в виде двухатомных молекул I 2 . Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу йода:
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
ПРИМЕР 2
| Задание | При взаимодействии хлора с иодидом калия был получен йод массой 50,8 г. Определите объем хлора, измеренный при нормальных условиях, который потребовался для этого. |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия хлора с иодидом калия:
Медицинский 5% раствор йода Йод очень популярное средство для обеззараживания различных повреждений кожи (ссадины, царапины, порезы и т.д.). Еще одно его распространенное применение — йодная сетка, я уверен многие испытали это на себе в детстве. А вы знаете из чего делают йод? Почему одни его растворы коричневые, а другие фиолетовые? Йод при нормальных условиях - это кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском. В медицине мы используем чаще всего 5% раствор йода в спирте.
Как добывают йодЙод крайне редко встречается в природе как минерал, чаще всего он находится в виде иодидов в морской воде, в живых организмах. Запасы природных иодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии. Существует несколько способов получения йода:  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 иода из такого сырья. Применение йодаОдно из важнейших применени йода — в медицине. 5% спиртовой раствор иода используется для дезинфекции кожи вокруг различных ран. При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка. Это необходимо для того, чтобы быстрее рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.
Пример йодной сетки В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.
В криминалистике пары иода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах. Иод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-иодных аккумуляторах для автомобилей. В галогеновых лампах йод используется в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё.
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. Изначально кристаллы йода не разделяются на медицинские и технические – этот статус они получают в процессе дальнейшей обработки. Какова роль йода для нашего организма? Многие из нас привыкли видеть этот лекарственный препарат как антисептическое средство фармакологической индустрии. На самом деле он относится к группе полезных микроэлементов, которые отвечают за огромное количество функций в нашем организме. Низкий уровень данного вещества влечет за собой появление гормонального дисбаланса. Это сказывается на эмоциональном и физическом состоянии человека. Состав и показания к применениюСостав препарата состоит из калия йодида и этанола. Данные компоненты представляют собой твердую молекулярную решетку. Жидкость имеет фиолетовый оттенок и резкий запах. При наружном нанесении он обладает антисептическим эффектом, в результате которого уничтожается до 95% патогенной микрофлоры. Применение йода внутрь положительно сказывается на работе щитовидной железы. Состав помогает усилить процессы диссимиляции, стимулирует выработку гормона терротоксина, а также запускает процессы тканевого метаболизма. Неправильно подобрана дозировка может спровоцировать чрезмерное накопление радиоактивного вещества в тканях щитовидной железы. Здесь отмечают нарушенную выработку жизненно важных гормонов. Это влечет за собой развитие патологических процессов, которые могут стать причиной дисфункции яичников или гипофиза. ЧЕМ ПОЛЕЗЕН ЙОД ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА?Препарат предназначен для пациентов со следующей симптоматикой:
ВАЖНО: «Перед началом терапевтического лечения, рекомендуется обратиться за помощью к медицинскому врачу. Специалист подберет оптимальную дозировку исходя из клинических показаний и медицинских анализов. Неправильно подобранная доза может спровоцировать возникновение новых патологических очагов в организме». Как добывают и получают йодИз чего получают микроэлементы йода? На сегодняшний день известно несколько способов для получения йодида калия в промышленных масштабах. Каждый их отличается своей технологией и полученным объемом. КАК ДОБЫВАЮТ ЙОД? Различают несколько методов добычи полезного микроэлемента. К ним относят: Переработка природного сырья. Здесь используются морскую ламинарию. Научно доказано, что 1 т высушенных водорослей содержит в себе до 6 кг йода, в то время как морская вода насыщена всего лишь 50 мг. До конца 70 – х годов ХIХ века такой способ получения природного микроэлемента считался одним из лучших; Получение йода из селитряных отходов. В них содержатся до 0,5 % йодированных минералов и йодида калия. Данный метод получения микроэлементов начал использоваться с середины 1867 года. Главное преимущество такого метода заключалось в его минимальной стоимости. В результате этого он получил широкую популярность среди производителей всего мира; Добыча из природных растворов. Для этого используют соленую морскую воду или жидкость из нефтяных отстойников. В данных растворах содержится до 50 мг /л йодида. В нефтяных растворах фиксируют до 100 мг /л жидкости; Ионитное иодирование. Такой способ добычи основан на химических реакциях, в результате которых отмечают избирательное поглощение йодированных молекул. Противопоказания и побочные действияВыделяют ряд медицинских противопоказаний к применению данного препарата. Например, сухой йод часто вызывает индивидуальную непереносимость одного из составляющих состава. В результате этого у человека возникает сильная аллергическая реакция в виде покраснения и высыпаний. Употреблять йод с водой запрещено людям со следующими заболеваниями.К ним относят:
Неправильное применение радиоактивного раствора йода может спровоцировать возникновение побочных реакций в организме.К ним относят:
При обнаружении подобной симптоматики необходимо как можно раньше обратиться за соответствующей помощью. Где содержится химический элементВ таблице Менделеева йод располагается по 53 номером. Эта химическая разновидность неметалла при нормальных условиях представляет собой темно – фиолетовые кристаллы, которые имеют резкий и специфический запах. Данное вещество относят к группе активных коллагенов. Сегодня получить суточную дозу вещества можно из продуктов питания. В некоторых из них содержание йода может достигать предельно допустимый уровень. Избыточное содержание этого микроэлемента сказывается на психоэмоциональном состоянии человека. Он становится слишком раздражительным или, наоборот, пассивным. К продуктам с высоким содержанием йодидов относятся:
К продуктам, не содержащим йод можно отнести:
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. Историяйод 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
Физические свойствайод 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 свойствайод относится к группе галогенов. 2. С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород: 3. Атомарный йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H 2 S , Na 2 S 2 O 3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I - : 4. При растворении в воде йод частично реагирует с ней:  
|
