Йод. Свойства и применение.

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.

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,

фиолетовый).

Жозеф Луи Гей-Люссак Гэмфри Дэви

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЙОДА

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.

Молекула элементарного йода (J2), как и у прочих галогенов, состоит из двух атомов.

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.

О
н 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.

Так же йод применяется в фотоделе.

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

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ОРГАНИЗМА В ЙОДЕ

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:

Дети до года - 50 мкг.

Дети от 1 года до 6 лет – 90 мкг.

Дети от 7 до 12 лет - 120 мкг.

Подростки от 12 лет до 16 лет – 140 мкг.

Взрослые от 16 до 60 лет – 150 мкг.

Беременные и кормящие женщины – 200 мкг.

Люди старше 60 лет - 100 мкг.

Суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы.

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).

Не забывайте о пользе йода. Регулярно ешьте продукты, богатые йодом. Будьте здоровы!

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.

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 облачк o .

Гэмфри Дэви

Жозеф Луи Гей-Люссак

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,

фиолетовый).

Из имеющихся в природе галогенов йод - самый тяжелый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат.

Молекула элементарного йода (J2), как и у прочих галогенов, состоит из двух атомов.

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.

Йод относится к группе галогенов.

Он химически довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром, а тем более фтор.

Реакция взамодействия магния с йодом

Mg + I2 = MgI2

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, pK с =15.99

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

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 %.

губка

филлофора

фукус

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.

Так же йод применяется в фотоделе.

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

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:

Дети до года - 50 мкг.

Дети от 1 года до 6 лет – 90 мкг.

Дети от 7 до 12 лет - 120 мкг.

Подростки от 12 лет до 16 лет – 140 мкг.

Взрослые от 16 до 60 лет – 150 мкг.

Беременные и кормящие женщины – 200 мкг.

Люди старше 60 лет - 100 мкг.

Суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы.

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).

. 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).

Не забывайте о пользе йода. Регулярно ешьте продукты, богатые йодом. Будьте здоровы!