Какие свойства проявляет молекулярный йод
Йод (тривиальное (общеупотребительное) название — йод; от греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — химический элемент с атомным номером 53. Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA), находится в пятом периоде таблицы. Атомная масса элемента 126,90447 а. е. м.. Обозначается символом I (от лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов.
Простое вещество йод при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Элементарный йод высокотоксичен. Молекула простого вещества двухатомна (формула I2).
| |
| Название, символ, номер | Йод / Iodum (I), 53 |
|---|---|
| Атомная масса (молярная масса) | 126,90447(3) а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Kr] 4d10 5s2 5p5 |
| Радиус атома | 136 пм |
| Ковалентный радиус | 133 пм |
| Радиус иона | (+7e) 50 (-1e) 220 пм |
| Электроотрицательность | 2,66 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | +0,535 В |
| Степени окисления | +7, +5, +3, +1, 0, −1 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 1008,3 (10,45) кДж/моль (эВ) |
| Плотность (при н. у.) | 4,93 г/см³ |
| Температура плавления | 113,5 °C |
| Температура кипения | 184,35 °C |
| Уд. теплота плавления | 15,52 (I—I) кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 41,95 (I—I) кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 54,44 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 25,7 см³/моль |
| Структура решётки | орторомбическая |
| Параметры решётки | a=7,18 b=4,71 c=9,81 |
| Отношение c/a | — |
| Теплопроводность | (300 K) (0,45) Вт/(м·К) |
| ГОСТ | ГОСТ 4159-79 ГОСТ 545-76 |
| Номер CAS | 7553-56-2 |
Название и обозначение
Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰο-ειδής (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например, «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века.
В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например, в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.
История
Йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент.
Нахождение в природе
Йод — редкий элемент. Его кларк — всего 400 мг/т. Однако он чрезвычайно сильно рассеян в природе и, будучи далеко не самым распространенным элементом, присутствует практически везде. Йод находится в виде йодидов в морской воде (20—30 мг на тонну морской воды). Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях (2,5 г на тонну высушенной морской капусты, ламинарии). Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на острове Вулькано (Италия). Запасы природных йодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии. В настоящее время в этих странах ведётся интенсивная добыча йода, например, чилийская Atacama Minerals производит свыше 720 тонн йода в год. Наиболее известный из минералов йода — лаутарит Ca(IO3)2. Некоторые другие минералы йода — йодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br), майерсит CuI·4AgI.
Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство йода из такого сырья.
Физические свойства
Жидкий йод на дне химического стакана
Природный йод состоит только из одного изотопа — йода-127 (см. Изотопы йода). Конфигурация внешнего электронного слоя — 5s2p5. В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).
Радиус нейтрального атома йода 0,136 нм, ионные радиусы I−, I5+ и I7+ равны, соответственно, 0,206; 0,058-0,109; 0,056-0,067 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома йода равны, соответственно: 10,45; 19,10; 33 эВ. Сродство к электрону −3,08 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность йода — 2,66, йод принадлежит к числу неметаллов.
Йод при обычных условиях — твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском и специфическим запахом.
Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например, в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном этиловом спирте. Слабо растворяется в воде (0,28 г/л), лучше растворяется в водных растворах йодидов щелочных металлов с образованием трийодидов (например трийодида калия KI3).
При нагревании при атмосферном давлении йод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.
Жидкий йод можно получить, нагревая его под давлением.
Изотопы
Известны 37 изотопов йода с массовыми числами от 108 до 144. Из них только 127I является стабильным, период полураспада остальных изотопов йода составляет от 103 мкс до 1,57⋅107 лет; отдельные изотопы используются в терапевтических и диагностических целях.
Радиоактивный нуклид 131I распадается с испусканием β-частиц (наиболее вероятные максимальные энергии — 0,248, 0,334 и 0,606 МэВ), а также с излучением γ-квантов с энергиями от 0,08 до 0,723 МэВ.
Химические свойства
Йод относится к группе галогенов.
Электронная формула (Электронная конфигурация) йода: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5.
Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4).
Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.
- Довольно известной качественной реакцией на йод является его взаимодействие с крахмалом, при котором наблюдается синее окрашивание в результате образования соединения включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry).
- С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:
Hg + I2 → HgI2
- С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:
H2 + I2 → 2HI
- Йод является окислителем, менее сильным, чем фтор, хлор и бром. Сероводород H2S, Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I−:
I2 + H2S → S + 2HII2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6
Последняя реакция также используется в аналитической химии для определения йода.
- При растворении в воде йод частично реагирует с ней (По «Началам Химии» Кузьменко: реакция не идёт даже при нагревании, текст нуждается в проверке)
I2 + H2O → HI + HIO , pKc=15,99
- Реакция образования нитрида трийода:
3I2 + 5NH3 → 3NH4I + NH3 ⋅ NI3↓
Нитрид трийода в сухом кристаллическом состоянии разлагается с выделением фиолетовых паров йода, что демонстрируется как эффектная химическая реакция.
- Йодиды щелочных металлов очень склонны в растворах присоединять (растворять) молекулы галогенов с образованием полийодидов (перйодидов) — трийодид калия, дихлоройодат I калия:
KI + I2 → KI3
Применение
В медицине
5 % спиртовой раствор йода
«Раствор йода» ссылается сюда. На эту тему нужна отдельная статья.
Основная статья: Раствор Люголя
5-процентный спиртовой раствор йода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците йода в организме. Продукты присоединения йода к крахмалу, другим ВМС (т. н. «Синий йод» — Йодинол, Йокс, Бетадин и др.) являются более мягкими антисептиками.
При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка, — йодом рисуется сетка на площади, в которую делаются инъекции (напр., на ягодицах). Это нужно для того, чтобы быстро рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.
Широко рекламируется в альтернативной (неофициальной) медицине, однако его использование без назначения врача в целом мало обосновано и нередко сопровождается различными рекламными заявлениями.
В качестве антисептика применяется всё реже и реже, наряду со спиртовым раствором йода используется зелёнка, фукорцин, пиоктанин, растворы перекиси водорода и др.
В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.
Йод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы йода (125I, 132I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы. Изотоп широко применяется при лечении диффузно-токсического зоба (болезни Грейвса), некоторых опухолей. Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, принятым в России, выписка из клиники пациента, лечившегося с использованием йода-131, разрешается при снижении общей активности этого нуклида в теле пациента до уровня 0,4 ГБк.
В криминалистике
В криминалистике пары йода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.
В технике: рафинирование металлов
Источники света
Йод используется в источниках света:
- галогеновых лампах — в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё.
- металлогалогеновых дуговых лампах — в качестве газовой среды разряда используются галогениды ряда металлов, использование различных смесей которых позволяет получать лампы с большим разнообразием спектральных характеристик.
Производство аккумуляторов
Йод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-ионных аккумуляторах для автомобилей.
Лазерный термоядерный синтез
Некоторые йодорганические соединения применяются для производства сверхмощных газовых лазеров на возбужденных атомах йода (исследования в области лазерного термоядерного синтеза).
Радиоэлектронная промышленность]
В последние годы резко повысился спрос на йод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.
Динамика потребления йода
Мировое потребление йода в 2005 году составило 25,8 тыс. тонн
Биологическая роль
Йод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % йода. Богаты йодом водные растения семейства рясковых. Йод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.
Йод и щитовидная железа
У животных и человека йод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трийодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.
В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12—20 мг йода. Суточная потребность человека в йоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза йода составляет 0,15 мг.
Отсутствие или недостаток йода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом йода, с профилактической целью добавляют йодид калия, йодид натрия или йодат калия (йодированная соль).
Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке йода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.
Избыток йода в пище обычно легко переносится организмом, однако в отдельных случаях в людях с повышенной чувствительностью этот избыток может также привести к расстройствам щитовидной железы.
Токсичность
Йод токсичен. Смертельная доза (LD50) — 3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров йода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких. При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение. При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче. Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит. Без лечения наступает летальный исход.
ПДК йода в воде 0,125 мг/дм³, в воздухе 1 мг/м³.
Радиоактивный йод-131 (радиойод), являющийся бета- и гамма-излучателем, особенно опасен для организма человека, так как радиоактивные изотопы биохимически не отличаются от стабильных. Поэтому почти весь радиоактивный йод, как и обычный, концентрируется в щитовидной железе, что приводит к её облучению и дисфункции. Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным йодом являются атомные станции и фармакологическое производство. В то же время это свойство радиойода позволяет использовать его для борьбы с опухолями щитовидной железы и диагностики её заболеваний (см. выше).
Соединения йода | |
|---|---|
| Оксиды |
|
| Галогениды и оксигалогениды |
|
| Кислоты |
|
| Прочие |
|
Йод знают все. Порезав палец, мы
тянемся к склянке с Йодом, точнее с его спиртовым раствором. Но не все знают
насколько важно содержание Йода в нашем организме. Йод является очень сильным
антисептическим препаратом. Однако Йод служит не только для смазывания ссадин
и царапин. Хотя Йода в человеческом организме всего 25 мг, он играет важную
роль. Большая часть «человеческого Йода» находится в щитовидной железе: он
входит в состав вещества, которое регулирует обмен веществ в организме. При
недостатке Йода задерживается физическое и умственное развитие и возникает
болезнь, называющаяся эндемический зоб. Это случается в высокогорных районах,
где естественное содержание Йода в воздухе, воде и пище очень низкое.
Из имеющихся в природе галогенов —
самый тяжёлый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат.
Практически весь природный Йод состоит из атомов одного — единственного
изотопа с массовым числом I127,
его содержание в земной коре 4 * 10-5 % по массе. Радиоактивный
Йод I125 образуется
в ходе естественных радиоактивных превращений. Из искусственных изотопов Йода
важнейшие — Йод I131
и Йод I133. их в
основном используют в медицине.
I2 — галоген. Темно-серые кристаллы с металлическим
блеском. Летуч. Плохо растворяется в воде, хорошо — в
органических растворителях (с фиолетовым или коричневым окрашиванием
раствора) или в воде с добавкой солей — Йодидов. Слабый окислитель и
восстановитель. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами,
металлами, неметаллами, щелочами, сероводородом. Образует соединения с
другими галогенами.
Йод —
единственный из галогенов — находится в твёрдом состоянии при нормальных
условиях. Красивые тёмно — синие кристаллы Йода больше всего похожи на графит.
Открытие Йода. 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. Йодид натрия
из водорослей, взаимодействуя с серной кислотой, выделяет Йод I2; одновременно
образуется сернистый газ — диоксид серы SO2и воду:
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,
Йодноватую кислоту HIO3,
оксид Йода(V) I2O5,
хлорид Йода ICl и другие.
Интересные факты. Содержание Йода в крови человека зависит от
времени года: с сентября по январь концентрация Йода в крови снижается, с
февраля начинается новый подъём, а в мае-июне Йодное зеркало достигает
наивысшего уровня. Эти колебания имеют небольшую амплитуду, и их до сих пор
остаются загадкой; из пищевых продуктов много Йода содержат яйца, молоко,
рыба; очень много Йода в морской капусте, которая поступает в продаже в виде
консервов, драже и других продуктов; получали Йод из золы черноморской
водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто
200 кг Йода; если грозовое облако «засеять» Йодистым серебром или Йодистым
свинцом, то вместо града в облаке образуется снежная крупа: засеянное такими
солями облако проливает дождём и не вредит полям.
Свойства Йода. Плотность
Йода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tкип 184,35 °С. Молекула
жидкого и газообразного Йода состоит из двух атомов (I2). Уже при
обычной температуре Йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар.
При слабом нагревании Йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких
пластинок; этот процесс служит для очистки Йода в лабораториях и в
промышленности. Йод плохо растворим в
воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо — в сероуглероде и органических
растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах Йодидов.
Конфигурация внешних электронов атома Йода 5s2 5p5. В соответствии с
этим про-являет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1
(в HI, KI) (рис. 3); +1 (в HIO, KIO) (рис. 3); +3 (в IСl3) (рис.
4); +5 (в НIO3, КIO3) (рис. 5); и +7 (в HIO4,
KIO4) (рис. 6).
Химически Йод довольно активен, хотя и в меньшей
степени, чем хлор и бром. С металлами Йод при легком нагревании энергично
взаимодействует, образуя Йодиды.
Hg + I2
= HgI2
С водородом
Йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород.
I2 + H2 = 2НI
Элементный
Йод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3
и другие восстановители восстанавливают
его до I- :
I2 + H2S
= S + 2НI
Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-. При растворении в воде Йода частично
реагирует с ней:
I2
+ H2O = HI + HIO
В горячих водных
растворах щелочей образуются Йодид и Йодат:
I2 + 2KOH = KI + KIO + H2O
3KIO = 2KI + KIO3
При нагревании йод взаимодействует
с фосфором:
3I2
+ 2P = 2PI3
А йодид фосфора в свою очередь
взаимодействует с водой:
2PI3 + H2O = 3HI + H2 (PHO3)
При
взаимодействии H2SO4
и KI образуется продукт,
окрашенный в темно-бурый цвет, и сульфатная кислота восстанавливается до H2:
8KI + 9H2SO4 = 4I2 + 8KHSO4 +
SO2 + H2O
Йод легко
реагирует с алюминием, причем катализатором в этой реакции является вода: 3I2 + 2AL = 2ALI3
Йод может также окислять сернистую кислоту и
сероводород:
H2SO3
+ I2 + H2O = H2SO4 + HI
H2S
+ I2 = 2HI + S
Йод взаимодействует с нитратной кислотой:
I2 + 10HNO3 = 2HIO3
+ 10NO2 + 4H2O
При соединении йодноватой кислоты с щелочью
образуется соль:
HIO3 + KOH = KIO3 + H2O
При окислении йодид-иона йодат-ионом в кислой среде
образуется свободный йод:
5KI + KIO3
+ 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4
+ 3H2O
При нагревании йодатной кислоты она распадается, с
образованием наиболее стойкого оксида галогенов:
2HIO3 = I2O5 + H2O
Оксид йода (V) проявляет окислительные свойства. Его
используют при анализе CO:
5CO + I2O5 = I2 +
5CO2
Перйодатная кислота H5IO6 — пятиосновная. Ее получают
следующим образом:
t
5Ba(IO3)2 = Ba5(IO6)2 + 4I2 + 9O2
Ba5(IO6)2
+ 5H2SO4 = 5BaSO4v + 2H5IO6
Это средняя по силе кислота. Может образовывать соли
в орто-форме (Ag5IO6)
и в мета-форме (NaIO4).
Перйодатная кислота и ее соли используют в органической и аналитической химии
как сильные окислители.
Йод хорошо взаимодействует с серноватистокислым
натрием (тиосульфатом):
2Na2S2O3 + I2
= Na2S4O6 + 2NaI
Это его свойство используется в аналитической химии.
Адсорбируясь на крахмале, Йод окрашивает его в
темно-синий цвет; это используется в Йодометрии и качественном анализе для
обнаружения Йода.
Пары Йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки.
На кожу Йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от Йода
смывают растворами соды или тиосульфата натрия.
Получение Йода.
Сырьем для промышленного получения Йода в России служат нефтяные буровые вод; 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
(содержа-щих 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.
Распространение
Йода.
Распространение в природе. Среднее
содержание Йода в земной коре 4*10-5% по
массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах,
базальтах) соединения Йода рассеяны; глубинные минералы Йода неизвестны.
История Йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной
миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно
морскими организмами (водорослями, губками). Из океана соединения Йода,
растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся
ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от
морских ветров горами, обеднены Йодом.
Йод в живом организме. 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. Водоросли, концентрирующие
Йод, используются для его промышленного получения. В животный организм Йод
поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник Йода — растительные
продукты и корма. 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 Йоде 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.
Применение
Йода. Еще в 1854 г. Француз Шатен — превосходный химик-аналитик обнаружил,
что распространенность заболевания зобом находится в прямой зависимости от
содержания Йода в воздухе, почве, потребляемой людьми пище. Коллеги
опротестовали выводы Шатена; более того, Французская академия наук признала
их вредными. Что же касается происхождения болезни, то тогда считали, что её
могут вызвать 42 причины — недостаток Йода в этом перечне не фигурировал.
Недостаток Йода в начале приводит лишь к небольшому увеличению щитовидной
железы, но, прогрессируя, эта болезнь поражает многие системы организма. В
результате нарушается обмен веществ, замедляется рост. В отдельных случаях
эндемический зоб может привести к глухоте, кретинизму… Эта болезнь больше
всего распространена в горных районах и в местах, сильно удаленных от моря.О
широком распространении болезни можно судить даже по произведению живописи.
Один из лучших портретов Рубенса «Соломенная шляпка». У красивой женщины,
изображённой на портрете, заметна припухлость кожи (врач сразу сказал бы:
увеличена щитовидка). Те же симптомы и у Андромеды с картины «Персей и
Андромеда». Признаки Йодной недостаточности видны так же у некоторых людей,
изображенных на портретах и картинах Рембрандта, Дюрера, Ван – Дейка.
Восполнение Йода в организме. В связи с большим или меньшим
недо-статком 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. 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.
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.
Йод в медицине.
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. Малые дозы
Йода (микроЙод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование
тиреотропного гормона передних долей гипофиза.
Йод
— уникальное лекарственное вещество. Он определяет высокую биологическую
активность и разностороннее действие лекарственных препаратов, и используют
его в основном для изготовления различных лекарственных форм.
Различают
четыре группы препаратов йода:
1. содержащие элементарный йод (3- или 5%-ный
раствор йода спиртовой, раствор Люголя);
2. неорганические йодиды (калия и натрия йодид) —
большинство выпускаемых препаратов содержат от 25 до 250 мкг микроэлемента;
3. органические вещества, отщепляющие элементарный
йод (йодоформ, йодинол и др.);
4. йодсодержащие органические вещества, в молекуле
которых йод прочно связан (рентгенконтрастные вещества).
Препараты, содержащие йод, обладают различными
свойствами.
· Элементарный йод оказывает противомикробное и
противогрибковое (фунгицидное) действие, его растворы широко применяют для
обработки ран, подготовки операционного поля и т. п. Они обладают
противовоспалительными и отвлекающими свойствами, при нанесении на кожу и
слизистые оболочки оказывают раздражающее действие и могут вызвать
рефлекторные изменения в деятельности организма.
· Препараты йода блокируют накопление радиоактивного
йода в щитовидной железе и способствуют его выведению из организма, тем самым
снижают лучевую дозу и ослабляют радиационное воздействие.
· При приеме внутрь препараты йода оказывают влияние
на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы йода
тормозят функцию щитовидной железы, угнетая образование ширеотропного гормона
передней доли гипофиза. Данное свойство используют при лечении больных с
заболеваниями щитовидной железы.
· Установлено также, что йод влияет на обмен жиров и
белков. При применении йодных препаратов наблюдается снижение уровня
холестерина в крови и уменьшение ее свертываемости.
· Рефлекторным повышением выделения слизи железами
дыхательных путей и протеолитическим действием (расщеплением белков)
объясняется применение препаратов йода в качестве отхаркивающих и
муколитических (разжижающих мокроту) средств.
· Для диагностических целей используют
рентгенконтрастные вещества, содержащие йод.
· Искусственно полученные радиоактивные изотопы йода
1-123, 1-125, 1-131 используются для определения функционального состояния
щитовидной железы и лечения ряда ее заболеваний. Применение радиоактивного
йода в диагностике связано со способностью йода избирательно накапливаться в
щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности
излучения радиоизотопов йода разрушать клетки железы, вырабатывающие гормоны.
Препараты йода применяют наружно и внутрь: наружно
используют как обеззараживающие, раздражающие и отвлекающие средства при
воспалительных и других заболеваниях кожи и слизистых оболочек, внутрь — при
атеросклерозе, хронических воспалительных процессах в дыхательных путях, при
третичном сифилисе, для профилактики и лечения эндемического зоба, при
хроническом отравлении ртутью и свинцом. В экспериментах высокие дозы йода
использовались для лечения полиомиелита, вирусных заболеваний и некоторых болезней
центральной нервной системы.