Структурна формула йоду. Загадковий елемент йоду. Латинська назва речовини Йод

Йод (Jodum), I (у літературі зустрічається також символ J) - хімічний елемент VII групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, що відноситься до галогенів (від грец. halos - сіль і genes - утворює), до яких також відносяться фтор, хлор , бром та астат.

Порядковий (атомний) номер йоду – 53, атомна вага (маса) – 126,9.

З усіх існуючих у природі елементів йод є загадковим і суперечливим за своїми властивостями.

Щільність (питома вага) йоду – 4,94 г/см3, tnl – 113,5 °С, tKn – 184,35 °С.

З наявних у природі галогенів йод - найважчий, якщо, звичайно, не брати до уваги радіоактивний короткоживучий астат. Практично весь природний йод складається з атомів одного стабільного ізотопу з масовим числом 127. Радіоактивний 1-125 утворюється в результаті спонтанного поділу урану. Зі штучних ізотопів йоду найважливіші - 1-131 і 1-123: їх використовують у медицині.

Молекула елементарного йоду (J2), як і інших галогенів, складається з двох атомів. Фіолетові розчини йоду є електролітами (проводять електричний струм при накладенні різниці потенціалів) так як у розчині молекули J2 частково дисоціюють (розпадаються) на рухомі іони J та J. Помітна дисоціація J2 спостерігається при t вище 700 ° С, а також при дії світла. Йод - єдиний галоген, що знаходиться в твердому стані за нормальних умов, і є сірувато-чорними з металевим блиском пластинки або зростки кристалів зі своєрідним (характерним) запахом.

Виразно виражена кристалічна будова, здатність проводити електричний струм - усі ці "металеві" властивості характерні для чистого йоду.

Однак йод виділяється серед інших елементів, у тому числі, відрізняючись від металів, легкістю переходу в газоподібний стан. Перетворити йод на пару навіть легше, ніж на рідину. Він має підвищену леткість і вже при звичайній кімнатній температурі випаровується, утворюючи фіолетовий пар, що різко пахне. При слабкому нагріванні йоду відбувається його так звана сублімація, тобто перехід у газоподібний стан минаючи рідке, потім осідання у вигляді блискучих тонких пластинок; цей процес служить для очищення йоду в лабораторіях та промисловості.

Йод погано розчинний у воді (0,34 г/л при 25 °С, приблизно 1:5000), зате добре розчиняється в багатьох органічних розчинниках - сірковуглецю, бензолі, спирті, гасі, ефірі, хлороформі, а також у водних розчинах йодидів ( калію і натрію), причому в останніх концентрація йоду буде набагато вищою, ніж та, яку можна отримати прямим розчиненням елементарного йоду у воді.

Забарвлення розчинів йоду в органіці не відрізняється сталістю. Наприклад, йодний розчин у сірковуглецю – фіолетовий, а у спирті – бурий.

Конфігурація зовнішніх електронів атома йоду – ns2 np5. Відповідно до цього йод виявляє в сполуках змінну валентність (ступінь окислення): -1; +1; +3; +5 та +7.

Хімічно йод досить активний, хоч і меншою мірою, ніж хлор і бром, а тим більше фтор.

З металами йод при легкому нагріванні активно взаємодіє, утворюючи безбарвні солі йодиди.

З воднем йод реагує лише за нагріванні і в повному обсязі, утворюючи йодистий водень. З деякими елементами – вуглецем, азотом, киснем, сіркою та селеном – йод безпосередньо не з'єднується. Несумісний він і з ефірними оліями, розчинами аміаку, білою осадовою ртуттю (утворюється вибухова суміш).

При згадці йоду більшість з нас згадує маленьку бульбашку і ватку. Саме так лікували наші мами подряпини та садна у дитинстві. І сьогодні можна знайти такий йод, ціна в аптеці на нього копійчана.

Багато дорослих знають, що йод – це дуже важливий мікроелемент. Він впливає на роботу щитовидної залози і бере участь у процесі обміну речовин. Йодвмісні ліки матимуть ціну на порядок вище від бульбашки для обробки ранок. Із чого роблять йод? І чому ціна на нього така різна?

Що таке йод?

Йод – це мінерал, який знаходиться у неорганічних сполуках: воді, ґрунті, після дощу його можна виявити у повітрі. Він також присутній у багатьох продуктах харчування рослинного та тваринного походження. Так, загальновідомо, що йоду багато в ламінарії, а також в інших морепродуктах: рибі, молюсках, ракоподібних.

Йод є і у звичайних продуктах харчування, добре нам відомих: яйцях, яловичині, молоці, вершковому маслі, звичайній капусті, інших овочах, зернових культурах. Вся проблема полягає в тому, що його недостатньо. Так, наприклад, печінка тріски (вважається, що в ній багато йоду) містить 800 мкг мінералу, і щоб задовольнити добову норму, потрібно щодня з'їдати 180 г цього продукту.

Вирішуючи питання про те, що краще - зеленка або йод, ми не замислюємося, наскільки важливим є йод у повсякденному житті людини.

Дорослому потрібно 150 мкг йоду на добу, а вагітним – 200 мкг. Норма для немовлят становить 50 мкг, а для школяра – 120 мкг.

Ще однією проблемою, пов'язаною з доставкою цієї речовини в організм людини, буде її руйнування у процесі приготування. Так, під час варіння втрачається близько 50% цієї корисної речовини. А пачка вже за місяць утримуватиме лише 50% від заявленої кількості.

Проростання рослин на ґрунтах, бідних на мінерал, значно скоротить його кількість у відповідних продуктах харчування.

Тут вирішення проблеми можна назвати медичні ціни в аптеці на них, проте найчастіше далека від загальнодоступної.

Медичне застосування йоду

Чому такий важливий для нас цей мінерал, що міститься в дуже невеликих кількостях в організмі людини?

Його всього близько 25 міліграм, але він відіграє важливу роль для обмінних процесів. Так, близько 15 мг йоду знаходиться в щитовидній залозі і входить до складу гормонів трийодтироніну і тироксину, що утворюються нею. Ці гормони відповідають за безліч функцій:

• надають стимулюючий вплив на зростання та розвиток організму в цілому;
• регулюють енергетичний та тепловий обмін;
• беруть участь в окисленні вуглеводів, жирів та білків;
• прискорюють процес розпаду холестерину;
• без них не обходиться регуляція серцевої діяльності;
• вони перешкоджають процесу згортання крові та утворенню тромбів;
• вони дуже важливі у розвиток центральної нервової системи.

10 мг, що залишилися, розмістилися в репродуктивних органах яєчниках (у жінок) і передміхурової залозі (у чоловіків), нирках, печінці, волоссі і нігтях.

Недолік цієї речовини в організмі дитини може викликати затримку її фізичного та розумового розвитку, а її надлишок призведе до отруєння під назвою "йодизм", можливо, до порушення роботи щитовидної залози, грізного захворювання під назвою "гіпертиреоз".

Для різних цілей фармакологічна промисловість виготовляє різні препарати. Сьогодні на ліки, що містять йод, що легко засвоюється, ціна висока. І пов'язано це не тільки з технологічним процесом виготовлення ліків, але також з тим, що сам видобуток йоду технологічно складний і фінансово затратний.

Дуже багатьох цікавить просте питання про те, що краще – зеленка чи йод при обробці свіжих ран? Тут слід пам'ятати, що йод не тільки попередить розвиток грибка та знищить інфекцію, з цим також добре справляється зеленка. Він сприятиме швидше загоєнню ранки - і в цьому випадку йод кращий.

Промислове використання мінералу

Йод важливий як забезпечення нормального життєвого циклу людини, його використовують у багатьох галузях промисловості, він необхідний виробництва великої кількості продукції.

Так, за участю цієї речовини роблять рентгенологічні знімки, виготовляють фотографії, додають до олії для підшипників, за його участю виробляють скло для фар та світильники зі спецефектами, воно потрібне для отримання металів високої чистоти.

Сьогодні розвивається новий напрямок у виробництві ламп розжарювання, де важливу роль відіграє йод. Застосування його дозволить значно продовжити термін служби звичайних ламп розжарювання із вольфрамовою спіраллю.

Згідно зі статистикою, 99% відомих запасів йоду знаходяться в Японії та Чилі, вони є основними постачальниками його на світовий ринок. Так, чилійськими компаніями виробляється понад 720 тонн йоду на рік.

Виробничі потужності Росії дозволяють виробляти до 200 тонн мінералу-сирцю за рік, що менше за потребу країни в 6 разів.

Видобуток йоду з морських водоростей

Питання необхідності промислового видобутку цієї речовини виникло у 18 столітті. Ще тоді було помічено, що морські рослини мають підвищений вміст цього важливого мінералу. Першим промисловим виробництвом був видобуток йоду з морських водоростей. У Росії такий завод збудували в Єкатеринбурзі (1915), він виробляв мінерал з філофлори (водорості Чорного моря).

Сьогодні видобуток цього мінералу-сирцю з водоростей – це найпоширеніший метод отримання йоду у промислових масштабах. Виробництво будують біля моря, під час процесу видобувають із золи висушеної морської рослини. Найбільші підприємства видобувають на рік до 300 тонн кристалічного мінералу.

Морську ламінарію віднесено до основних джерел промислового видобутку йоду. Вона містить 0,8-0,16% йоду (у сухій речовині).

Виділення мінералу із селитрових відходів

Виділення йоду з маткових розсолів виробництва селітри – один із найдешевших промислових методів. Тут на питання про те, з чого роблять йод, відповідь буде простою – з відходів.

Було виявлено, що при виробництві або натрієвій) залишається до 4 г йодату і йодиду натрію на кожен 1 кг розсолу (це 0,4%). Метод застосовується понад 200 років у всьому світі, головна його перевага – це дешевизна.

Одержання йоду з розсолів

Ще однією відповіддю на питання про те, з чого роблять йод, буде видобуток мінералу із природної неорганічної сировини – природних розсолів.

Справа в тому, що при бурінні нафтових свердловин у супутніх водах було виявлено значну кількість йоду, часом понад 100 мкг на 1 л, але в основному не вище 40. проте видобувати мінерал із розсолів було дорого та економічно невигідно.

Промисловий видобуток почався лише за радянських часів після того, як винайшли вугільний метод накопичення йоду (1930). Вугілля здатне накопичувати до 40 г йоду на 1 кг на місяць. Нині це з основних методів видобутку кристала-сырца у Росії.

Іонітний видобуток

Ця методика дуже широко використовується у Японії. Спосіб новий і набув широкого застосування лише останні десятиліття. Тут для вилучення сирцю використовують високомолекулярні іонообмінні смоли.

Однак у Росії він не використовується, тому що не дає можливості витягти весь йод із сировини і залишає значну його кількість у відходах.

Інноваційні методики В. Ганяєва

Нещодавно професор В. Ганяєв розробив унікальну технологію видобутку йоду з мінеральної води. Влітку 2016 року створено спеціальну установку, і сьогодні вона успішно проходить випробування.

За підрахунками вчених, нова технологія не тільки екологічно чистіша, а й економічно вигідніша, тут не використовують хлористі сполуки та розсоли сірчаної кислоти. При її використанні кількість мінералу-сирцю, що видобувається, складе 24 г на 1 літр концентрату.

Так що на питання про те, з чого роблять йод, можна також відповісти, що в Росії - з мінеральної води. Хоча вчені вважають, що дана технологія дозволить набагато ефективніше використовувати супутні нафтовидобутки розсолу.

Як виробляють медичний йод?

Сьогодні добре нам відомий антисептик – спиртовий 5-відсотковий йод, застосування отримує все рідше. На зміну йому прийшли препарати, де йод використовується у поєднанні з крохмалем.

Якщо розглядати питання про те, чи є різниця у виробництві технічного йоду та медичного, то тут слід звернути увагу на таке.

1. При виробництві сирцю в промислових масштабах його виробляють у формі кристалічного мінералу з певним вмістом чистого йоду (за таблицею Менделєєва).
2. Йод медичний стає таким після сполуки кристалів сирцю з іншими речовинами: водою, спиртами, ефірами.

Звідси висновок: спочатку кристали йоду не поділяються на медичні та технічні - цей статус вони набувають у процесі подальшої обробки.

Ціна на препарати йоду в аптеках залежить не від основного компонента, а додаткових складових, які увійдуть до ліків. У добре знайомій нам бульбашці антисептика є тільки йод і етиловий спирт, тоді як, наприклад, препарати для лікування гіпертиреозу виявляться на 2 порядки дорожчими. Вони містять багато інших компонентів.

Структурна формула

Російська назва

Латинська назва речовини Йод

Iodum ( рід. Iodi)

Брутто-формула

I 2

Фармакологічна група речовини Йод

Нозологічна класифікація (МКХ-10)

Код CAS

7553-56-2

Характеристика речовини Йод

Сірувато-чорні з металевим блиском пластинки або кристали з характерним запахом; леткий, при нагріванні виганяється. Мало розчинний у воді, розчинний у спирті та у водних розчинах йодидів.

Фармакологія

Фармакологічна дія- гіполіпідемічне, антисептичне, відволікаюче, протимікробне.

Коагулює білки з утворенням йодамінів. Частково всмоктується. Абсорбована частина проникає у тканини та органи, селективно поглинається щитовидною залозою. Виділяється нирками (головним чином), кишечником, потовими та молочними залозами. Має бактерицидну дію, має дублячі та припікаючі властивості. Дратує рецептори шкіри та слизових. Бере участь у синтезі тироксину, посилює процеси дисиміляції, сприятливо діє на ліпідний та білковий обмін (зниження рівня холестерину та ЛПНЩ).

Застосування речовини Йод

Запальні та інші захворювання шкіри та слизових оболонок, садна, порізи, мікротравми, міозити, невралгії, запальні інфільтрати, атеросклероз, сифіліс (третинний), хронічний атрофічний ларингіт, озена, гіпертиреоз, ендемічний зоб, хронічні отрути; дезінфекція шкіри операційного поля, краї ран, пальців хірурга.

Протипоказання

Гіперчутливість; для прийому внутрішньо - туберкульоз легень, нефрит, фурункульоз, вугровий висип, хронічна піодермія, геморагічний діатез, кропив'янка; вагітність; дитячий вік (до 5 років).

Застосування при вагітності та годуванні груддю

Побічні дії речовини Йод

Йодизм (нежить, шкірні висипання за типом кропив'янки, слинотеча, сльозотеча та ін.).

Взаємодія

Фармацевтично несумісний з ефірними оліями, розчинами аміаку, білою осадовою ртуттю (утворюється вибухова суміш). Послаблює гіпотиреоїдний та струмогенний вплив препаратів літію.

Передозування

При вдиханні парів – ураження верхніх дихальних шляхів (опік, ларингобронхоспазм); при потраплянні концентрованих розчинів усередину – тяжкі опіки травного тракту, розвиток гемолізу, гемоглобінурії; смертельна доза становить близько 3 р.

Лікування:промивають шлунок 0,5% розчином натрію тіосульфату, внутрішньовенно вводиться натрію тіосульфат 30% - до 300 мл.

5. Щитовидної залози йод необхідний вироблення гормонів тироксину і трийодтироніну. Нестача йоду веде до набрякання щитовидної залози. Недостатність йоду є головною причиною затримки розумового розвитку. Симптоми при надлишку йоду подібні до недостатності цього елемента. Йод більш токсичний для людей із дефіцитом селену.

6. Йод утворює двоатомні молекули із хімічною формулою I2.

7. Йод активно використовується у медицині. Деякі люди мають хімічну чутливість до йоду. При нанесенні ним на шкіру йоду може утворюватися висип. У поодиноких випадках використання йоду може призвести до анафілактичного (алергічного) шоку.

8. Природним джерелом йоду в раціоні людини є морепродукти, ламінарії (морська капуста), що ростуть у багатих на йод морських водах. Калієвий йод нерідко додають у столову сіль. Так виходить відома багатьом кулінарам йодована сіль.

9. Атомне число йоду - 53. Це означає, що кожен атом йоду містить 53 протони.

Енциклопедія Британника розповідає про те, як людством виявили йод. У 1811 році французький хімік Бернар Куртуа, нагріваючи золу морських водоростей у сірчаній кислоті, побачив фіолетову пару. Конденсувавшись, ця пара стала чорною кристалічною субстанцією, яку назвали «речовиною X». У 1813 році британський хімік сер Гемфрі Деві, будучи шляхом до Італії проїздом у Парижі, припустив, що «речовина X» є хімічним елементом, подібним до хлору і запропонував назвати його йодином (англ. «iodine» — «йод») за фіолетовий колір його газоподібної форми.

Йод ніколи не зустрічається в природі у вільному стані і не концентрується у достатніх для формування самостійного мінералу кількостях. Йод міститься в , але в невеликих кількостях як іон I - у складі солі йодистоводневої кислоти (йодиду). Вміст йоду – приблизно 50 міліграм на одну метричну тонну (1000 кілограмів) морської води. Він також знаходиться в морських водоростях, устрицях і печінці тріски. Людський організм містить йод у складі гормону тироксину, що виробляється щитовидною залозою.


Єдиним природним ізотопом йоду є стабільний йод-127. Активно використовують радіоактивний ізотоп йод-131 з періодом піврозпаду вісім днів. Він застосовується в медицині для перевірки функцій щитовидної залози, для лікування зоба та раку щитовидної залози. А також для локалізації пухлин мозку та печінки.


Які багаті на йод морепродукти відомі вам? Чи вважаєте ви морську кулінарію не лише корисною, а й смачною? Вважається, що водорості норі, які використовуються у приготуванні суші, містять дуже багато йоду, і тому шкідливі для людини. Як ця інформація впливає на ваше ставлення до модної нині японської кухні і чи взагалі впливає?