Свойства йода, физические, химические

Свойства йода, физические, химические

Свойства йода, физические, химические
СОДЕРЖАНИЕ

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.

История открытия

Конец XVII и начало XVIII века были
отмечены в Европе непрекращающимися войнами. Требовалось много пороха и,
следовательно, много селитры. Производство селитры приняло невиданные масштабы,
наряду с обыкновенным растительным сырьём в дело шли и морские водоросли. В них
и обнаружили новый химический элемент.

Одним из французских селитроваров
был химик и промышленник Бернар Куртуа (1777–1838), он был весьма
наблюдательным человеком. Считается, что именно это помогло ему в 1811 г. стать
первооткрывателем нового химического элемента Йода. Однажды он заметил, что
медный котёл, в котором выпаривался щелок, полученный из фукуса, ламинарий и
других бурых водорослей, быстро разрушается, как будто его разъедает какая – то
кислота.

Куртуа решил выяснить, в чём тут дело. Осадив и удалив из раствора соли
натрия, он выпарил раствор, обнаружил в котле сульфид калия и чтобы разложить
его, прилил к осадку концентрированной серной кислоты – и тут появился
фиолетовый дым. Куртуа повторил опыт, на этот раз в реторте, и в приёмнике
реторты осели блестящие чёрные пластинчатые кристаллы.

2NaI 2H2SO4
= I2 SO2 Na2SO4 2H2O

При охлаждении пары Йода
превращались в темно-серые кристаллы с ярким блеском. Куртуа писал: «В маточном
растворе щелока, полученного из водорослей, содержится довольно большое
количество необычного вещества. Его легко выделить: для этого достаточно
прилить серную кислоту к данному раствору и нагреть смесь в реторте… Новое
вещество осаждается в приемнике в виде черного порошка, который при нагревании
превращается в пары великолепного фиолетового цвета».

Название новому элементу присвоил в
1813 году французский химик Жозеф-Луи Гей-Люссак (1778–1850) за фиолетовый цвет
его паров («Йодос» по-гречески значит «фиолетовый»). Он же получил многие
производные нового элемента – Йодоводород HI, ЙодноватуюкислотуHIO3,
оксид Йода(V) I2O5, хлорид Йода ICl и
другие. Практически одновременно элементарную природу Йода доказал и английский
химик Гэмфри Дэви (1778–1829).

С иодом знакомы все. Порезав палец, мы тянемся к склянке с иодом, точнее с его спиртовым раствором… Тем не менее этот элемент в высшей степени своеобразен и каждому из нас, независимо от образования и профессии, приходится открывать его для себя заново не один раз. Своеобразна и история этого элемента.

Иод был открыт в 1811 г. французским химиком-технологом Бернаром Куртуа (1777…1838), сыном известного селитровара. В годы Великой французской революции он уже помогал отцу «извлекать из недр земли основной элемент оружия для поражения тиранов», а позже занялся селитроварением самостоятельно.

Ca(NO3)2  K2CO3 → 2KNO3  CaCO3 ↓.

Раствор нитрата калия сливали с осадка и упаривали. Полученные кристаллы калиевой селитры очищали дополнительной перекристаллизацией.

Куртуа не был простым ремесленником. Проработав три года в аптеке, он получил разрешение слушать лекции по химии и заниматься в лаборатории Политехнической школы в Париже у знаменитого Фуркруа. Свои познания он приложил к изучению золы морских водорослей, из которой тогда добывали соду. Куртуа заметил, что медный котел, в котором выпаривались зольные растворы, разрушается слишком быстро.

В маточном растворе после упаривания и осаждения кристаллических сульфатов натрия и калия оставались их сульфиды и, видимо, что-то еще. Добавив к раствору концентрированной серной кислоты, Куртуа обнаружил выделение фиолетовых паров. Не исключено, что нечто подобное наблюдали коллеги и современники Куртуа, по именно он первым перешел от наблюдений к исследованиям, от исследований – к выводам.

Вот эти выводы (цитируем статью, написанную Куртуа): «В маточном растворе щелока, полученного из водорослей, содержится достаточно большое количество необычного и любопытного вещества. Его легко выделить. Для этого достаточно прилить серную кислоту к маточному раствору и нагреть его в реторте, соединенной с приемником.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Новое вещество… осаждается в виде черного порошка, превращающегося при нагревании в пары великолепного фиолетового цвета. Эти пары конденсируются в форме блестящих кристаллических пластинок, имеющих блеск, сходный с блеском кристаллического сульфида свинца… Удивительная окраска паров нового вещества позволяет отличить его от всех доныне известных веществ, и у него наблюдаются другие замечательные свойства, что придает его открытию величайший интерес».

В 1813 г. появилась первая научная публикация об этом веществе, его стали изучать химики разных стран, в том числе такие светила науки, как Жозеф Гей-Люссак и Хэмфри Дэви. Год спустя эти ученые установили элементарность вещества, открытого Куртуа, и Гей-Люссак назвал новый элемент иодом – от греческого ιοειδης – темно-синий, фиолетовый.

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.

Получение йода.

MnO2 4HI = MnI2 I2 2H2O.

Сырьем для промышленного получения
Йода в России служат нефтяные буровые воды (рис. 7); за рубежом – морские
водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие
до 0,4% Йода в виде Йодата натрия. Для из­влечения Йода из нефтяных вод
(содержа­щих обычно 20 – 40 мг/л Йода в виде Йодидов) на них сначала действуют
хлором или азотистой кислотой.

Выде­лившийся Йод либо адсорбируют активным
углем, либо выдувают воздухом. На Йод, адсорбированный углем, действуют ед­кой щелочью или
сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный Йод выделяют
действием хлора или серной кислоты и окислителя,
например дихромата калия. При выдувании воздухом Йод по­глощают смесью двуокиси
серы с водя­ным паром и затем вытесняют Йод хлором. Сырой кристаллический Йод очищаютвозгонкой.

1)
буровая вода;

2)
кислота;

Свойства йода, физические, химические

3)
башня
подкисления и окисления (хлоратор);

https://www.youtube.com/watch?v=upload

4)
хлор;

5)
башня отдувки
элементного Йода (десорбер);

6)
воздух;

7)
сернистый газ;

8)
уловитель
(адсорбер);

9)
Йодоватистая и
серная кислоты (сорбент);

10)
сборник
сорбента;

11)
кристаллизатор
(здесь Йод выделяется из сорбента);

12)
Йод – сырец;

13)
безЙодная
буровая вода;

Главным источником получения иода в СССР служат подземные буровые воды, которые содержат до 10 – 50 мг/л иода. Соединения иода также имеются в морской воде, но в столь малых количествах, что непосредственное выделение их из воды очень затруднительно. Однако существуют некоторые водоросли, которые накапливают иод в своих тканях.

Зола этих водорослей служит сырьем для получения иода. Иод встречается также в виде солей калия – иодата КIO3 и периодата КIO4, сопутствующих залежам нитрата натрия (селитры) в Чили и Боливии. Йод может быть получен аналогично хлору окислением HI различными окислителями. В промышленности его обычно получают из иодидов, действуя на их растворы хлором. Таким образом, получение иода основано на окислении его ионов, причем в качестве окислителя применяется хлор.

Его роль в жизнедеятельности организма

Свойства йода, физические, химические

Йод – необходимый для животных и
человека микроэлемент. В почвах и растениях таёжно-лесной нечерноземной, сухостепной,
пустынной и горных биогеохимических зон. Йод содержится в недостаточном
количестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами (Са,
Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах
эндемического зоба.

Поглощение Йода растениями зависит
от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы
(так называемые концентраторы Йода, например морские водо­росли – фукус,
ламинария, филлофора, накапливают до 1% Йода, некоторые губки – до 8,5% (в скелетном
веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие Йод, ис­пользуются для его
промышленного получения.

В животный организм Йод поступает с пи­щей, водой,
воздухом. Основной источник Йода – растительные продукты и корма. Всасы­вание
Йода происходит в передних отделах тонкого кишечника. В организме чело­века
накапливается от 20 до 50 мг Йода, в том числе в мышцах около 10 – 25 мг, в
щито­видной железе в норме 6 – 15 мг.

С по­мощью радиоактивного Йода(I131
и I125) по­казано, что в щитовидной железе Йод на­капливается
в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующих­ся в них алл –
и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин).
Выделяется Йод из организма преимущественно через почки (до 70 – 80% ),
молочные, слюнные и потовые же­лезы, частично с жёлчью.

В различных биогеохимических про­винциях
содержание Йода в суточном ра­ционе колеблется (для человека от 20 до 240 мкг,
для овцы от 20 до 400 мкг). Потребность животного в Йода зависит от его
физиологического состояния, времени года, температуры, адаптации организма к
содер­жанию Йода в среде. Суточная потребность в Йоде человека и животных –
около 3 мкг на 1 кг массы (возрастает при беремен­ности, усиленном росте,
охлаждении). Введение в организм Йода повышает основ­ной обмен, усиливает
окислительные процессы, тонизирует мышцы.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

В связи с большим или меньшим недо­статком
Йода в пище и воде применяют Йодирование поваренной соли, содержа­щей обычно 10
– 25 г йодистого калия
на 1 тонну соли. Применение удобрений, содер­жащих Йод,
может удвоить и утроить его содержание в сельскохозяйственных культурах. Кроме
Йодирования соли в последние годы стали широко применять Йодирование других
продуктов.

химический элемент йод

Йод добавляют в некоторые хлебобулочные изделия, молоко, всё большее
распространение получают так называемые БАДЫ «биологически активные добавки»,
содержащие Йод, такие как Йод – актив, Йодомарин, Цыгапан, Кламин, и некоторые
другие. Одним из самых известных препаратов для восполнения содержания Йода в
организме считается «Йод – актив».

Мы обязаны появлению этого препарата Павлу
Флоренскому. Как инженер он был жёстким и расчётливым реалистом. А вот к науке
у него с детства была огромная страсть. Павлу Флоренскому было 10 лет, когда он
впервые прочёл книгу Фарадея. И Майкл стал его кумиров на всю жизнь. У
Флоренского никогда не было сомнений, кто открыл Йод конечно Фарадей!

Не
случайно последним открытием Флоренского, стала формула уникального Йодистого
препарата, способного оберегать человека от тяжелых болезней. Открытие великого
русского учёного имеет планетарное значение. Ведь проблема нехватке Йода
волнует граждан во всём мире. Дефицитом Йода страдают около 1,5 миллиардов
человек.

В том числе в у нас в стране от недостатка Йода страдает около 70%
населения. Беда, точнее катастрофа, бушует на планете. Из – за постоянной
нехватки Йода люди порой не блещут умом, даже взрослые. Такие люди, отличаются
взрывным характером, а потому часто терпят неудачи на работе и в личной жизни.

Учёные Всемирной организации здравоохранения уже однозначно пришли к выводу,
что коэффициент интеллекта IQ напрямую зависит от содержания Йода в организме.
В нашем городе применение, таких добавок очень актуально так как, в почве, и
соответственно в продуктах очень маленькое содержание Йода. Поэтому для
сохранения здоровья и интеллектуального потенциала населения, недостаток Йода
нужно восполнять.

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.

Важнейшие соединения

Йодоводород, газ, очень похож по своим свойствам на хлороводород, но отличается более выраженными восстановительными свойствами. Очень хорошо растворим в воде (425:1), концентрированный раствор йодоводорода дымит вследствие выделения HI, образующего с водяными парами туман.В водном растворе принадлежит к числу наиболее сильных кислот.

реакция йода с крахмалом

Иодоводород уже при комнатной температуре постепенно окисляется кислородом воздуха, причем под действием света реакция сильно ускоряется:4HI O2 = 2I2  2H2OВосстановительные свойства иодоводорода заметно проявляются при взаимодействии с концентрированной серной кислотой, которая при этом восстанавливается до свободной серы или даже до H2S.

Поэтому HI невозможно получить действием серной кислоты на иодиды. Обычно иодоводород получают действием воды на соединения иода с фосфором – РI3. Последний подвергается при этом полному гидролизу, образуя фосфористую кислоту и йодоводород:РI3  ЗН2О = Н3РО3  3HIРаствор иодоводорода (вплоть до 50%-ной концентрации) можно также получить, пропуская H2S в водную суспензию иода.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

5СО I2O5 = I2  5CO2Иодная кислота – HIO4 и ее соли (периодаты) хорошо изучены. Сама кислота может быть получена действием НСlO4 на иод:2НСIО4  I2=2НIO4  Сl2или электролизом раствора НIO3:НIO3 Н2О = Н2 (катод) НIO4 (анод)Из раствора иодная кислота выделяется в виде бесцветных кристаллов, имеющих состав НIO4 ·2Н2О.

Этот гидрат следует рассматривать как пятиосновную кислоту H5IO6 (ортоиодную), так как в нем все пять атомов водорода могут замещаться металлами с образованием солей (например, Ag5IO6). Иодная кислота – слабая, но более сильный окислитель, чем НС1O4.Оксид иода (VII) I2О7 не получен.Фториды йода IF5, IF7 – жидкости, гидролизуются водой, фторирующие агенты. Хлориды йода ICl, ICl3 -крист. вещества, в растворах хлоридов растворяются с образованием комплексов [ICl2]-и [ICl4]-, иодирующие агенты.

Применение в промышленности

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.

Йодосодержащие препараты применяются также в рентгенологических и томографических методах обследования. А некоторые изотопы йода эффективны при лечении заболеваний щитовидной железы. В последнее время также появились поливитаминные средства, содержащие йод. Их назначают при обнаружении недостатка этого микроэлемента.

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.

В промышленности
применение Йода пока незначительно по объему, но
весьма перспективно. Так, на термическом разложении Йодидов основано получениевысокочистыхметаллов.

физические свойства йода

Сравнительно недавно Йод стали
использовать в производстве ламп накаливания, работающих по Йодо –
вольфрамовому циклу. Йод соединяется с частичками вольфрама, испарившегося со
спирали лампы, образует соединение WI2, которое, попав на нагретую
спираль, разлагается. Вольфрам при этом вновь возвращается на спираль, а Йод
опять соединяется с испарившемся вольфрамом. 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.

Ag (Галл) hγ = Ag (Галл),

Где hγ – квант света.

В современном фотографическом
процессе для получения негативов используется слой фотографической эмульсии –
смеси мельчайших кристалликов Йодистого или бромистого серебра с желатиной
(белковым веществом, «животным клеем»), – нанесённый на прозрачную подложку из
стекла или полимерной плёнки. Под действием света в этой эмульсии образуется
лишь ничтожное количество металлического серебра.

При последующем проявлении,
т.е. при обработке фоточувствительного материала водным раствором органического
восстановителя, реакция восстановления ускоряется под действием первичных
частиц металлического серебра, она идёт преимущественно в тех местах, куда
падал свет. Затем с помощью тиосульфта натрия (Na2S2O3
* 5H2O), образующего водорастворимую комплексную соль с
галогенидом серебра, фотографии удаляют невосстановленный избыток галогенида.
Эта стадия называется закреплением или фиксацией изображения. Промывка, сушка –
и негатив готов.

В аналитической химии и органическом синтезе йод и его соединения
используются в лабораторной практике для анализа и в хемотронных приборах,
действие которых основано на окислительно-восстановительных реакциях йода. Как
катализатор (ускоритель реакций) йод используется в производстве всех видов
искусственных каучуков. Подобно другим галогенам йод образует многочисленные
йодоорганические соединения, которые входят в состав некоторых синтетических
красителей.

В промышленности на термическом
разложении йодидов основано получение высокочистых металлов – кремния, титана,
гафния, циркония (йодидный способ). Йодные препараты используют в качестве
сухой смазки для трущихся поверхностей из стали и титана. В Венгрии работает
предприятие по изготовлению ламп накаливания мощностью до 10 кВт. Стеклянная
колба ламп наполнена не инертным газом, а парами йода, которые сами излучают
свет при высокой температуре.

Антисептические свойства Йода в
хирургии первым использовал врач Буанэ. Как ни странно, самые простые
лекарственные формы Йода – водные и спиртовые растворы – очень долго не
находили применения в хирургии, хотя ещё в 1865 – 1866 гг. великий русский
хирург Н.И.Пирогов применял Йодную настойку при лечении ран.

Препараты, содер­жащие Йод, обладают антибактериальны­ми
и противогрибковыми свойствами, они оказывают также
противовоспалительное и отвлекающее
действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки
операционного поля. При приеме внутрь препараты Йода оказывают влияние на обмен
веществ, усиливают функцию щитовидной железы.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Малые дозы Йода (микроЙод)
тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного
гормона передних долей гипофиза. Поскольку Йод влияет на белковый и жировой
(липидный) обмен, он нашел применение при лечении атеросклероза, так как
снижает содержание холестерина в кро­ви; повышает также фибринолитическую
активность крови.

Для диагностических целей используют
рентгеноконтрастные вещества, содержащие Йод. При длительном применении
препаратов Йода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление
Йодизма – насморк, крапивница, отек квинке, слезотечение, угревидная сыпь
(Йододерма). Препараты Йода нельзя принимать при туберкулезе легких,
беременности, при заболеваниях почек, хронической пЙодермии, геморрагических
диатезах, крапивнице.

Иод широко применяются в химической промышленности (иодидное рафинирование Zr и Ti), для синтеза полуповодниковых материалов.Иод и его соединения используются в аналитической химии (иодометрия) В медицине в виде так называемой йодной тинктуры (10% раствор иода в этиловом спирте), антисептического и кровоостанавливающего средства.

Соединения иода для профилактики (иодирование продуктов) и лечения заболеваний щитовидной железы, там же используются радиоактивные изотопы 125I, 131I, 132I. Иод применяют для изготовления специального поляроидного стекла. В стекло (или пластмассу) вводят кристаллики солей иода, которые распределяются строго закономерно.

Колебания светового луча не могут проходить через них во всех направлениях. Получается своеобразный фильтр, называемый поляроидом, который отводит встречный слепящий поток света. Такое стекло используют в автомобилях. Комбинируя несколько поляроидов или вращая поляроидные стекла, можно достигнуть исключительно красочных эффектов – это явление используют в кинотехнике и в театре.ПДК около 1 мг/м3.

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.

Организм человека не только не
нуждается в больших количествах Йода, но и с удивительным постоянством
сохраняет в крови постоянную концентрацию (10-5 – 10-6 %)
Йода, так называемое Йодное зеркало крови. Из общего количества Йода в
организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе.

Большие дозы элементного Йода
опасны: доза 2 – 3 г смертельна. В то же время в форме Йодида допускается приём
внутрь в больших дозах.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Если ввести в организм с пищей значительное
количество неорганических солей Йода, концентрация его в крови повысится в 1000
раз, но уже спустя 24 часа Йодное зеркало крови придёт в норму внутреннего
обмена и практически не зависит от условий эксперимента.

В медицинской практике Йодорганические
соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов
Йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого
диагностического средства получают исключительно чёткие рентгеновские снимки
отдельных участков тканей и органов.

Это интересно

Как приготовить морской язык Блог
0 комментариев

Чаванпраш что это Блог
0 комментариев

Айва с медом от кашля Блог
0 комментариев