Йод

ИОД ИОД лат. Iodium , I - химический элемент VIIгруппы периодическойсистемы Менделе ева, относится к галогенам влитературе встречается также символ J атомный номер 53, атомная масса 126,9045 кри сталлы черно-серогоцвета с металлическим блеском. Природный иодсостоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127. Иод открыл в 1811французский химик Б. Куртуа.Нагревая маточныйрассол золы морских водорослей с концентриро ваннойсерной кислотой, оннаблюдал выде ление фиолетового пара отсюда название иод - от греческого iodes, ioeides - похожий цветом на фиалку,фиолетовый , который конденсировалсяв виде темных блестя щих пластинчатых кристаллов.

В 1813 - 1814 французский химик Ж.Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви доказали элементар ную природу иода.Распространение в природе.Среднее содержание иода в зем нойкоре 4 10-5 по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах гранитах,базальтах соединения иода рассеяны глубинныеминералы иода неизвестны.История иода в земнойкоре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией.

В биосференаблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организма ми водорослями, губками . Изве стны 8гипергенных минералов иода, обра зующихся вбиосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром иода для биосферы служитМировой океан в 1литре в среднем содержится 5 10-5 граммиода . Из океанасоединения иода, растворенные в каплях морскойводы, попадают в ат мосферу и переносятся ветрами на конти ненты.Местности,удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены иодом.

Иод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. Приуплотнении этих илов и обра зовании осадочныхгорных пород проис ходит десорбция, часть соединений иода переходит в подземныеводы.Так обра зуются используемые для добычи иода иодо-бромныеводы, особенно характер ные для районов нефтяных месторожде ний местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг иода .Физические и химические свойства.Плотность иода 4,94 г см3,tпл 113,5 С, tкип 184,35 С. Молекула жидкого и газообразногоиода состоит из двух атомов I2 . Заметная диссоциация 2I наблюдается выше 700 С, атакже при действии света.

Уже при обычной температуре иод испаряется, обра зуярезко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании иод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок этот процесс служит для очистки иода в лабора торияхи в промышленности.Иод плохо растворим в воде 0,33 г л при25 С , хорошо - в сероуглероде иорганических растворителях бензоле, спирте , а также в водных растворахиодидов.Конфигурация внешних электроноватома иода 5s2 5p5.В соответствии с этим про являет в соединениях переменную валентность степеньокисления -1 в HI, КI 1 в НIO, КIO 3 в IСl3 5 в НIO3, КIO3 и 7 в HIO4, KIO4 . Химически иод довольно активен,хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами иод при легкомнагревании энергич но взаимодействует,образуя иодиды Hg I2 HgI2 . С водородом иод реа гирует только при нагревании ине пол ностью, образуя йодистый водород.

С углеродом, азотом, кислородом иоднепосредственно не соединяется. Элемен тарный иод - окислитель, менее сильный,чем хлор и бром. Сероводород H2S, тио сульфат натрияNa2S2O3 и другие восстано вители восстанавливают его до I- I2 H2S S 2НI . Хлор и другие сильные окислителив водных растворах переводят его в IO3 Прирастворении в воде иода частично реагирует с ней в горячих водных растворахщелочей образуются иодид и иодат. Адсорбируясь на крахмале, иод окра шивает егов темно-синий цвет это используется в иодометрии и качествен ном анализе дляобнаружения иода.Пары иода ядовиты и раздражают сли зистыеоболочки.

На кожу иод оказывает прижигающее и обеззараживающее дей ствие.

Пятнаот иода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.Получение и применение.Сырьем для промышленного полученияиода в России служат нефтяные буровые воды за рубежом - морские водоросли, а также маточные растворы чилийской натриевой селитры, содержащие до 0,4 иода в виде иодата натрия.

Для из влечения иода из нефтяных вод содержа щихобычно 20 - 40 мг л иода в виде иодилов на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выде лившийся иод либо адсорбируютактивным углем, либо выдувают воздухом.На иод, адсорбированный углем, действуют ед кой щелочью илисульфитом натрия. Из продуктов реакциисвободный иод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия.

При выдувании воздухом иод по глощают смесьюдвуокиси серы с водя ным паром и затем вытесняют иод хлором. Сырой кристаллическийиод очищают возгонкой.Иод и его соединения применяютглавным образом в медицине и в аналитической химии, а также в органическом синтезе ифотографии. В промышленности применение иода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложениииодидов основано получение высокочистых металлов.Иод в организме.Иод - необходимый для животных ичеловека микроэлемент.

В почвах и растениях таежно-лесной нечерноземной,сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон. Иод содержится в недостаточномколичестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами Со, Мn,Сu с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее со держаниеиода в почвах около 3 10-4 , в растениях около 2 10-5 . В поверхност ныхпитьевых водах иода мало от 10-7до 10-9 . В приморскихобластях количество иода в 1 м3воздуха может достигать 50 мкг, вконтинентальных и горных - состав ляет 1 или даже 0,2мкг.Поглощение иода растениями зависитот содержания в почвах его соединений и от вида растений.

Некоторые организмы так называемые концентраторы иода, например морские водо росли - фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1 иода, некоторые губки - до 8,5 в скелетном веществе спонгине . Водоросли, концентрирующие иод, ис используются для его промышленного получения.В животный организм иодпоступает с пи щей, водой, воздухом.

Основной источник иода - растительныепродукты и корма.Всасы вание иода происходит в передних отделах тонкогокишечника. В организме чело века накапливается от 20 до 50 мг иода, в томчисле в мышцах около 10 - 25 мг, в щито виднойжелезе в норме 6 - 15 мг. С по мощьюрадиоактивного иода 131I и 125I по казано, что в щитовидной железеиод на капливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующих сяв них дииод- и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормонтетраиодтиронин тироксин . Выделяется иод из организма преимущественно черезпочки до 70 - 80 , молочные, слюнные и потовые же лезы, частично с ж лчью.В различных биогеохимических про винцияхсодержание иода в суточном ра ционе колеблется для человека от 20 до 240мкг, для овцы от 20 до 400 мкг . Потребность животного в иода зависитот его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптацииорганизма к содер жанию иода в среде.

Суточная потребность в иоде человека иживотных - около 3 мкг на 1 кг массы возрастает при беремен ности, усиленном росте, охлаждении . Введение ворганизм иода повышает основ ной обмен, усиливает окислительные процессы,тонизирует мышцы, стимулирует поло вую функцию.В связи с большим или меньшим недо статкомиода в пище и воде применяют иодирование поваренной соли, содержа щей обычно 10 - 25 г йодистого калия на 1тонну соли. Применение удобрений, содер жащих иод,может удвоить и утроить его содержание в сельскохозяйственных культурах.Иод в медицине.Препараты, содер жащие иод, обладают антибактериальны мии противогрибковыми свойствами, они оказывают такжепротивовоспалительное и отвлекающеедействие их применяют наружно дляобеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приеме внутрь препаратыиода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы.Малые дозы иода микроиод тормозят функцию щитовидной железы, действуя наобразование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку иод влияетна белковый и жировой липидный обмен, он нашел применение при леченииатеросклероза, так как снижает содержание холестерина в кро ви повышает такжефибринолитическую активность крови.Для диагностических целей используютрент геноконтрастные вещества, содержащие иод. При длительном применениипрепаратов иода и при повышенной чувствительности к ним возможно появлениеиодизма - насморк, крапивница, отекКвинке, слюно- и слезотечение, угревидная сыпь иододерма . Препараты иоданельзя принимать при туберкулезе легких, бе ременности, при заболеваниях почек,хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.Иод радиоактивный.Искус ственно радиоактивные изотопыиода - 125I, 131I, 132I и другие широко используются в биологии и особенно вмедицине для опре деления функционального состояния щи товидной железы илечения ряда е забо леваний. Применение радиоактивного иода в диагностикесвязано со способностью иода избирательно накапливаться в щитовид ной железе использование в лечебных це лях основано на способности b-излучениярадиоизотопов иода разрушать секретор ные клетки железы.

При загрязненияхокружающей среды продуктами ядер ного деления радиоактивные изотопы иода быстровключаются в биологический круго ворот, попадая, в конечном счете, в моло ко и,следовательно, в организм человека.

Особенно опасно их проникновение в ор ганизмдетей, щитовидная железа ктотрых в 10 разменьше, чем у взрослых людей и к тому же обладает большей радио чувствительностью.С целью уменьше ния отложения радиоактивных изотопов иода в щитовидной железерекомендуется применять препараты стабильного И. по 100 - 200 мг на прием . Радиоактив ный иод быстро и полностьювсасывается в желудочно-кишечном тракте и избира тельно откладывается вщитовидной же лезе. Его поглощение зависит от функ ционального состоянияжелезы. Отно сительно высокие концентрации радио изотопов иода обнаруживаютсятакже в слюнных и молочной железах и слизис той желудочно-кишечноготракта.

Не поглощенный щитовиднойжелезой ра диоактивный иод почти полностью и срав нительно быстро выделяется смочой.