Структурная формула йода. Загадочный элемент йод. Латинское название вещества Йод

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.

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.

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

С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя бесцветные соли йодиды.

С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород. 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).

При упоминании йода большинство из нас вспоминает маленький пузырек и ватку. Именно так лечили наши мамы царапины и ссадины в детстве. И сегодня можно найти такой йод, цена в аптеке на него копеечная.

Многие взрослые знают, что йод - это очень важный микроэлемент. Он влияет на работу щитовидной железы и участвует в процессе обмена веществ.Йодсодержащие лекарства будут иметь цену на порядок выше от пузырька для обработки ранок. Из чего делают йод? И почему цена на него такая разная?

Что такое йод?

Йод - это минерал, который находится в неорганических соединениях: воде, грунте, после дождя его можно обнаружить в воздухе. Он также присутствует во многих продуктах питания растительного и животного происхождения. Так, общеизвестно, что йода много в ламинарии, а также других морепродуктах: рыбе, моллюсках, ракообразных.

Йод есть и в обычных продуктах питания, хорошо нам известных: яйцах, говядине, молоке, сливочном масле, обычной капусте, других овощах, зерновых культурах. Вся проблема состоит в том, что его в них недостаточно. Так, к примеру, печень трески (считается, что в ней много йода) содержит 800 мкг минерала, и чтобы удовлетворить суточную норму, нужно ежедневно съедать 180 г этого продукта.

Решая вопрос о том, что лучше - зеленка или йод, мы не задумываемся, как важен йод в повседневной жизни человека.

Взрослому нужно 150 мкг йода в сутки, а беременным - 200 мкг. Норма для младенцев составляет 50 мкг, а для школьника - 120 мкг.

Еще одной проблемой, связанной с доставкой этого вещества в организм человека, будет его разрушение в процессе приготовления. Так, во время варки теряется около 50% этого полезного вещества. А пачка уже через месяц будет содержать только 50% от заявленного количества.

Произрастание растений на почвах, бедных на минерал, значительно сократит его количество в соответствующих продуктах питания.

Здесь решение проблемы можно назвать медицинские цена в аптеке на них, однако зачастую далека от общедоступной.

Медицинское применение йода

Почему так важен для нас этот минерал, содержащийся в очень маленьких количествах в организме человека?

Его всего около 25 миллиграмм, но он играет очень важную роль для обменных процессов. Так, около 15 мг йода находится в щитовидной железе и входит в состав образовываемых ею гормонов трийодтиронина и тироксина. Эти гормоны отвечают за множество функций:

оказывают стимулирующее воздействие на рост и развитие организма в целом;
регулируют энергетический и тепловой обмен;
участвуют в окислении углеводов, жиров и белков;
ускоряют процесс распада холестерина;
без них не обходится регуляция сердечной деятельности;
они препятствуют процессу свертываемости крови и образованию тромбов;
они очень важны для развития центральной нервной системы.

Оставшиеся 10 мг разместились в репродуктивных органах яичниках (у женщин) и предстательной железе (у мужчин), почках, печени, волосах и ногтях.

Недостаток этого вещества в организме ребенка может вызвать задержку его физического и умственного развития, а его избыток приведет к отравлению под названием "йодизм", возможно, к нарушению работы щитовидной железы, грозному заболеванию под названием "гипертиреоз".

Для разных целей фармакологическая промышленность выпускает разные препараты. Сегодня на лекарства, содержащие легкоусвояемый йод, цена высока. И связано это не только с технологическим процессом изготовления лекарства, но также с тем, что сама добыча йода технологически сложна и финансово затратна.

Очень многих интересует простой вопрос о том, что лучше - зеленка или йод при обработке свежих ран? Здесь следует помнить, что йод не только предупредит развитие грибка и уничтожит инфекцию, с этим также хорошо справляется зеленка. Он будет способствовать более быстрому заживлению ранки - и в этом случае йод более предпочтителен.

Промышленное использование минерала

Йод важен не только для обеспечения нормального жизненного цикла человека, его используют во многих отраслях промышленности, он нужен для производства большого количества продукции.

Так, при участии этого вещества делают рентгенологические снимки, изготавливают фотографии, добавляют к маслу для подшипников, с его участием производят стекла для фар и светильники со спецэффектами, он нужен для получения металлов высокой чистоты.

Сегодня развивается новое направление в производстве ламп накаливания, где важную роль играет йод. Применение его позволит значительно продлить срок службы обычных ламп накаливания с вольфрамовой спиралью.

Согласно статистике, 99% известных запасов йода находится в Японии и Чили, они являются основными поставщиками его на мировой рынок. Так, чилийскими компаниями производится свыше 720 тонн йода в год.

Производственные мощности России позволяют вырабатывать до 200 тонн минерала-сырца за год, что меньше потребности страны в 6 раз.

Добыча йода из морских водорослей

Вопрос необходимости промышленной добычи этого вещества возник в 18 веке. Еще тогда было замечено, что морские растения обладают повышенным содержанием этого важного минерала. Первым промышленным производствам была добыча йода из морских водорослей. В России такой завод построили в Екатеринбурге (1915), он производил минерал из филлофлоры (водоросли Черного моря).

Сегодня добыча этого минерала-сырца из водорослей - это наиболее распространенный метод получения йода в промышленных масштабах. Производство строят возле моря, в ходе процесса добывают из золы высушенного морского растения. Наиболее крупные предприятия добывают в год до 300 тонн кристаллического минерала.

Морская ламинария отнесена к основным источникам промышленной добычи йода. Она содержит 0,8-0,16% йода (в сухом веществе).

Выделение минерала из селитряных отходов

Выделение йода из маточных рассолов производства селитры - один из наиболее дешевых промышленных методов. Здесь на вопрос о том, из чего делают йод, ответ будет простым - из отходов.

Было обнаружено, что при производстве или натриевой) в остается до 4 г йодата и йодида натрия на каждый 1 кг рассола (это 0,4%). Метод применяется более 200 лет во всем мире, главное его достоинство - это дешевизна.

Получение йода из рассолов

Еще одним ответом на вопрос о том, из чего делают йод, будет добыча минерала из природного неорганического сырья - природных рассолов.

Дело в том, что при бурении нефтяных скважин в сопутствующих водах было обнаружено значительное количество йода, порой свыше 100 мкг на 1 л, но в основном не выше 40. Эту особенность глубинных вод обнаружил Потылицын А.Л (русский химик) в 1882 году, однако добывать минерал из рассолов было дорого и экономически невыгодно.

Промышленная добыча началась только в советские времена после того, как изобрели угольный метод накопления йода (1930). Уголь способен накапливать до 40 г йода на 1 кг за месяц. Сейчас это один из основных методов добычи кристалла-сырца в России.

Ионитная добыча

Эта методика очень широко используется в Японии. Способ новый и получил широкое применение только в последние десятилетия. Здесь для извлечения сырца используют высокомолекулярные ионообменные смолы.

Однако в России он не используется, так как не дает возможности извлечь весь йод из сырья и оставляет значительное его количество в отходах.

Инновационные методики В. Ганяева

Недавно в профессором В. Ганяевым было разработано уникальную технологию добычи йода из минеральной воды. Летом 2016 года создано специальную установку, и сегодня она успешно проходит испытания.

По подсчетам ученых, новая технология не только экологически чище, но и экономически выгоднее, здесь не используют хлористые соединения и рассолы серной кислоты. При ее использовании количество добываемого минерала-сырца составит 24 г на 1 литр концентрата.

Так что на вопрос о том, из чего делают йод,можно также ответить что в России - из минеральной воды. Хотя ученые считают, что данная технология позволит намного эффективнее использовать сопутствующие нефтедобычи рассолы.

Как производят медицинский йод?

Сегодня хорошо нам известный антисептик - спиртовой 5-процентный йод, применение получает все реже. На смену ему пришли препараты, где йод используется в соединении с крахмалом.

Если рассматривать вопрос о том, есть ли разница в производстве технического йода и медицинского, то тут следует обратить внимание на следующее.

При производстве сырца в промышленных масштабах, его вырабатывают в форме кристаллического минерала с определенным содержанием чистого йода (по таблице Менделеева).
Йод медицинский становится таковым после соединения кристаллов сырца с другими веществами: водой, спиртами, эфирами.

Отсюда вывод: изначально кристаллы йода не разделяются на медицинские и технические - этот статус они получают в процессе дальнейшей обработки.

Цена на препараты йода в аптеках зависит не от основного компонента, а тех дополнительных составляющих, которые войдут в лекарство. В хорошо знакомом нам пузырьке антисептика есть только йод и этиловый спирт, тогда как, например, препараты для лечения гипертиреоза окажутся на 2 порядка дороже. Они содержат множество других компонентов.

Структурная формула

Русское название

Латинское название вещества Йод

Iodum (род. Iodi)

Брутто-формула

I 2

Фармакологическая группа вещества Йод

Нозологическая классификация (МКБ-10)

Код CAS

7553-56-2

Характеристика вещества Йод

Серовато-черные с металлическим блеском пластинки или кристаллы с характерным запахом; летуч, при нагревании возгоняется. Мало растворим в воде, растворим в спирте и в водных растворах йодидов.

Фармакология

Фармакологическое действие - гиполипидемическое, антисептическое, отвлекающее, противомикробное .

Коагулирует белки с образованием йодаминов. Частично всасывается. Абсорбированная часть проникает в ткани и органы, селективно поглощается щитовидной железой. Выделяется почками (главным образом), кишечником, потовыми и молочными железами. Оказывает бактерицидное действие, обладает дубящими и прижигающими свойствами. Раздражает рецепторы кожи и слизистых. Участвует в синтезе тироксина, усиливает процессы диссимиляции, благоприятно действует на липидный и белковый обмен (снижение уровня холестерина и ЛПНП).

Применение вещества Йод

Воспалительные и другие заболевания кожи и слизистых оболочек, ссадины, порезы, микротравмы, миозиты, невралгии, воспалительные инфильтраты, атеросклероз, сифилис (третичный), хронический атрофический ларингит, озена, гипертиреоз, эндемический зоб, хронические отравления свинцом и ртутью; дезинфекция кожи операционного поля, краев ран, пальцев хирурга.

Противопоказания

Гиперчувствительность; для приема внутрь — туберкулез легких, нефрит, фурункулез, угревая сыпь, хроническая пиодермия, геморрагический диатез, крапивница; беременность, детский возраст (до 5 лет).

Применение при беременности и кормлении грудью

Побочные действия вещества Йод

Йодизм (насморк, кожные высыпания по типу крапивницы, слюнотечение, слезотечение и др.).

Взаимодействие

Фармацевтически несовместим с эфирными маслами, растворами аммиака, белой осадочной ртутью (образуется взрывчатая смесь). Ослабляет гипотиреоидное и струмогенное влияние препаратов лития.

Передозировка

При вдыхании паров — поражение верхних дыхательных путей (ожог, ларингобронхоспазм); при попадании концентрированных растворов внутрь — тяжелые ожоги пищеварительного тракта, развитие гемолиза, гемоглобинурии; смертельная доза составляет около 3 г.

Лечение: промывают желудок 0,5% раствором натрия тиосульфата, в/в вводится натрия тиосульфат 30% — до 300 мл.

5. Щитовидной железе йод необходим для выработки гормонов тироксина и трийодтиронина. Недостаток йода ведет к опуханию щитовидной железы. Недостаточность йода считается главной причиной задержки умственного развития. Симптомы при избытке йода подобны возникающим при недостаточности этого элемента. Йод более токсичен для людей с дефицитом селена.

6. Йод образует двухатомные молекулы с химической формулой I2.

7. Йод активно используется в медицине. У некоторых людей есть химическая чувствительность к йоду. При нанесении им на кожу йода может образовываться сыпь. В редких случаях использование йода может привести к анафилактическому (аллергическому) шоку.

8. Естественным источником йода в рационе человека являются морепродукты, ламинарии (морская капуста), растущие в богатых йодом морских водах. Калиевый йод нередко добавляют в столовую соль. Так получается известная многим кулинарам йодированная соль.

9. Атомное число йода — 53. Это означает, что каждый атом йода содержит 53 протона.

Энциклопедия Британника рассказывает о том, как человечеством был обнаружен йод. В 1811 году французский химик Бернар Куртуа, нагревая золу морских водорослей в серной кислоте, увидел фиолетовый пар. Конденсировавшись, этот пар стал черной кристаллической субстанцией, которую назвали «веществом X». В 1813 году британский химик сэр Гемфри Дэви, будучи по пути в Италию проездом в Париже, предположил, что «вещество X» является химическим элементом, сходным с хлором и предложил назвать его йодином (англ. «iodine» — «йод») за фиолетовый цвет его газообразной формы.

Йод никогда не встречается в природе в свободном состоянии и не концентрируется в достаточных для формирования самостоятельного минерала количествах. Йод содержится в , но в небольших количествах в качестве иона I− в составе соли йодистоводородной кислоты (йодида). Содержание йода — примерно 50 миллиграмм на одну метрическую тонну (1000 килограммов) морской воды. Он также находится в морских водорослях, устрицах и печени трески, . Человеческий организм содержит йод в составе гормона тироксина, вырабатываемого щитовидной железой.

Единственным естественным изотопом йода является стабильный йод-127. Активно используется радиоактивный изотоп йод-131 с периодом полураспада восемь дней. Он применяется в медицине для проверки функций щитовидной железы, для лечения зоба и рака щитовидной железы. А также для локализации опухолей мозга и печени.

Какие богатые йодом морепродукты известны вам? Считаете ли вы морскую кулинарию не только полезной, но и вкусной? Считается, что водоросли нори, которые используются в приготовлении суши, содержат слишком много йода, и поэтому вредны для человека. Как эта информация влияет на ваше отношение к модной нынче японской кухне и влияет ли вообще?