Что такое Йод?
Всем привет! Каждый из вас хотя бы раз в жизни сталкивался с йодом. Скорее всего это был раствор коричневого цвета для обработки ран. Но на самом деле это был лишь 5% спиртовой раствор йода. Тогда что такое йод?
Сам по себе йод – это кристаллы черно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском. Но сам йод – неметалл. Это галоген, как фтор, хлор и бром. При нормальных условиях фтор и хлор – это газы, бром – это жидкость, а йод имеет форму твердых кристаллов
Йод (с древнегреческого переводится как фиалковый, или фиолетовый) — 53 по счету химический элемент таблицы Менделеева. Простое вещество состоит из двух атомов йода, поэтому всегда записывается ка I2. Если йод нагреть, то он не расплавится, а начнет сублимировать. То есть сразу переходить из твердого состояния в газообразное. В газообразном состоянии йод представляет собой фиолетовые пары с резким запахом.
Получить йод можно различными способами. Например, при действии концентрированной серной кислоты на йодид калия, получается йод.
8 KI + 5 H2SO4 = 4 K2SO4 + 4 I2 + H2S + 4 H2O
А теперь поговорим о некоторых вариантах применения йода на практике:
1. Отпечатки пальцев
Химики довольно давно предложили метод проявления скрытых отпечатков пальцев парами йода. Для этого вещественное доказательство, например предмет одежды, помещают в специальную камеру, куда вносят некоторое количество йода. При небольшом подогревании отпечатки проявляются почти сразу же, но при выдерживании на воздухе блекнут (йод возгоняется). По этой причине камеру снабжают прозрачной крышкой, чтобы быстро провести фотографирование.
2. Антисептик
Благодаря сильным антисептическим свойствам, йод эффективен при наличии воспалительных и гнойных процессов, кожного или ногтевого грибка.В качестве антисептика используется, как правило, пятипроцентный раствор йода (О котором мы говорили в самом начале). Более высокая концентрация йода способна вызвать достаточно сильный ожог кожи. Поэтому существую незыблемые правила применения йода (описанные в книге Кутузова А.И. «Необыкновенные возможности обыкновенного йода»).
Йодом обрабатывают только:
· Свежие колотые и резаные раны
· Ранки от удаленных заусенцев
Не обрабатывают спиртовым йодом:
· Мокнущие старые раны
· Термические ожоги (химические ожоги можно лечить синим йодом)
При этом йодом обрабатывают только край раны, его попадание даже на небольшой открытый участок пореза вызывает ощущения жжения. Йодный раствор не должен перемешиваться с нашатырным спиртом или ихтиолом (мазью ихтиоловой), его не используют для обработки ран на слизистых поверхностях. Так же, йод может вызвать аллергическую реакцию, поэтому перед применением нужно нанести йод на внутреннюю часть локтя, если не появится покраснения, зуда или пятен, то можно смело использовать, конечно, если вы не находитесь в экстремальных условиях, где обеззаразить рану нужно как можно скорее, и проводить подобные тесты, просто нет времени.
3.Заменитель радиоактивного йода
Давайте представим, что в окружающую среду попали эти радиоактивные изотопы йода. (например в 40 км от вас) Изотоп 136 йода вряд ли доберется до вас, так как его период полураспада очень маленький. Всего полторы минуты. Через 10 минут, после того как он попал в окружающую среду, можно будет считать, что он весь распался и вам он не угрожает.
Изотоп 129 йода имеет огромный по человеческим меркам период полураспада (если есть 10 атомов 129 йода, то за время 1,57*10^7 лет распадется только 5 атомов). Вероятность того, что он попадет к вам в организм достаточно большая. А вот сильно навредить он вам не сможет, так как в сравнении с человеческой жизнью, он достаточно стабильный.
Изотопы 131 и 133 йода – это золотая середина, которая несет реальную угрозу.
Они успеют попасть в организм, а затем достаточно быстро распадутся и нанесут вред вашему организму.
Биологическое действие йода-131 связано с особенностями функционирования щитовидной железы. Ее гормоны — тироксин и трийодтирояин — имеют в своем составе атомы йода. Поэтому в норме щитовидная железа поглощает около 50% поступающего в организм йода. Естественно, железа не отличает радиоактивные изотопы йода от стабильных.
Накопление в щитовидной железе больших количеств йода-131 ведет к радиационному поражению (дисфункции щитовидной железы). Возрастает также риск злокачественного перерождения тканей. Минимальная доза, при которой есть риск развития гипотиреоза у детей — 300 рад, у взрослых — 3400 рад. Минимальные дозы, при которых появляется риск развития опухолей щитовидной железы, находятся в диапазоне 10-100 рад. Наиболее велик риск при дозах 1200-1500 рад. У женщин риск развития опухолей в четыре раза выше, чем у мужчин, у детей в три-четыре раза выше, чем у взрослых.
Именно поэтому, если вы узнаете, что где-то произошел взрыв атомной бомбы или например произошла авария на атомной электростанции, вам необходимо развести раствор йода в стакане воды и выпить. Либо за раз выпить несколько таблеток йодомарина. Переборщить достаточно сложно. Лишнее организм выведет естественным путем.
Организм забьет щитовидку стабильным изотопом йода, который вы выпили. Теперь, даже если в вас попадет радиоактивный изотоп йода, то он просто в скором времени выйдет с продуктами жизнедеятельности.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/chemistryeasy/chto-takoe-iod-5c5c6460e5f8e300b15face5
Йод: химические свойства, формула, номер в таблице Менделеева
Спиртовой раствор йода . С детства хорошо знакомый всем детям и их родителям помощник при царапинах, ссадинах и порезах. Он является быстрым и эффективным средством, прижигающим и дезинфицирующим раневую поверхность. Однако сфера применения вещества не ограничивается только медициной, т. к. химические свойства йода очень разнообразны. Цель нашей статьи – ознакомиться с ними подробнее.
Физическая характеристика
Простое вещество имеет вид темно-фиолетовых кристаллов. При нагревании, вследствие особенностей внутреннего строения кристаллической решетки, а именно наличия в ее узлах молекул, соединение не расплавляется, а сразу образует пары. Это возгонка или сублимация. Она объясняется слабой связью между молекулами внутри кристалла, которые легко отрываются друг от друга – образуется газообразная фаза вещества. Номер йода в таблице Менделеева – 53. А его положение среди других химических элементов указывает на принадлежность к неметаллам. Остановимся на этом вопросе далее.
Место элемента в периодической системе
Йод находится в пятом периоде, VII группе и, наряду со фтором, хлором, бромом и астатом образует подгруппу галогенов. В связи с увеличением заряда ядра и атомного радиуса у представителей галогенов происходит ослабление неметаллических свойств, поэтому йод менее активен, чем хлор или бром, и его электроотрицательность также ниже. Атомная масса йода 126,9045. Простое вещество представлено двухатомными молекулами, как и у других галогенов. Ниже мы ознакомимся со строением атома элемента.
Особенности электронной формулы
Пять энергетических уровней и почти полностью заполненный электронами последний из них подтверждают наличие у элемента ярко выраженных признаков неметаллов. Как и другие галогены, йод является сильным окислителем, забирая у металлов и более слабых неметаллических элементов — серы, углерода, азота — недостающий до завершения пятого уровня электрон.
Йод – неметалл, в молекулах которого присутствует общая пара p-электронов, связывающая атомы между собой. Их плотность в месте перекрывания наибольшая, общее электронное облако не смещается ни к одному из атомов и располагается в центре молекулы. Формируется неполярная ковалентная связь, а сама молекула имеет линейную форму. В ряду галогенов, от фтора до астата, прочность ковалентной связи уменьшается. Наблюдается уменьшение величины энтальпии, от которой зависит распад молекул элемента на атомы. Какие же последствия для химических свойств йода это имеет?
Почему активность йода меньше, чем у других галогенов
Реакционная способность неметаллов определяется силой притягивания к ядру собственного атома чужих электронов. Чем меньше радиус атома, тем силы электростатического притяжения его отрицательно заряженных частиц других атомов выше. Чем выше номер периода, в котором расположен элемент, тем больше энергетических уровней он будет иметь. Йод находится в пятом периоде, и количество энергетических слоев у него больше, чем у брома, хлора и фтора. Именно поэтому молекула йода содержит атомы, имеющие радиус намного больше, чем у ранее перечисленных галогенов. Вот почему частицы I2 слабее притягивают электроны, что приводит к ослаблению их неметаллических свойств. Внутреннее строение вещества неизбежно влияет и на его физические характеристики. Приведем конкретные примеры.
Сублимация и растворимость
Уменьшение взаимного притягивания атомов йода в его молекуле приводит, как мы говорили ранее, к ослаблению прочности ковалентной неполярной связи. Происходит снижение устойчивости соединения к высокой температуре и повышение показателя термической диссоциации его молекул. Отличительная черта галогена: переход вещества при нагревании из твердого состояния сразу в газообразное, т. е. сублимация — это главная физическая характеристика йода. Его растворимость в органических растворителях, например сероуглероде, бензоле, этаноле, выше, чем в воде. Так, в 100 г воды при 20 °С может раствориться всего 0,02 г вещества. Эту особенность в лаборатории применяют для извлечения йода из водного раствора. Взболтав его с небольшим количеством H2S, можно наблюдать фиолетовое окрашивание сероводорода вследствие перехода в него молекул галогена.
Химические свойства йода
Взаимодействуя с металлами, элемент ведет себя всегда одинаково. Он притягивает валентные электроны атома металла, которые располагаются либо на последнем энергетическом слое (s-элементы, такие как натрий, кальций, литий и т. д.), либо на предпоследнем слое, содержащем, например, d-электроны. К ним относятся железо, марганец, медь и другие. В этих реакциях металл будет восстановителем, а йод, химическая формула которого I2, — окислителем. Поэтому именно эта высокая активность простого вещества является причиной его взаимодействия со многими металлами.
Заслуживает внимания взаимодействие йода с водой при нагревании. В щелочной среде реакция проходит с образованием смеси йодидной и иодноватой кислот. Последнее вещество проявляет свойства сильной кислоты и при дегидратации превращается в пятиокись йода. Если же раствор подкислить, то вышеназванные продукты реакции взаимодействуют между собой с образованием исходных веществ – свободных молекул I2 и воды. Данная реакция относится к окислительно-восстановительному типу, в ней проявляются химические свойства йода как сильного окислителя.
Качественная реакция на крахмал
Как в неорганической, так и в органической химии существует группа реакций, с помощью которых можно выявить в продуктах взаимодействия определенные виды простых или сложных ионов. Для обнаружения макромолекул сложного углевода – крахмала — часто применяют 5%-й спиртовой раствор I2. Например, на срез сырой картофелины капают несколько его капель, и окраска раствора становится синей. Такой же эффект мы наблюдаем при попадании вещества на любой крахмалосодержащий продукт. Эта реакция, в результате которой получается синий йод, широко применяется в органической химии для подтверждения присутствия полимера в исследуемой смеси.
О полезных свойствах продукта взаимодействия йода и крахмала известно давно. Его применяли в условиях отсутствия противомикробных медикаментозных препаратов для лечения диареи, язвы желудка в состоянии ремиссии, заболеваний дыхательной системы. Широкое распространение крахмальный клейстер, содержащий примерно 1 чайную ложку спиртового раствора йода на 200 мл воды, получил из-за дешевизны ингредиентов и простоты приготовления.
Однако нужно помнить, что синий йод противопоказан в терапии маленьких детей, людей, страдающих повышенной чувствительностью к йодосодержащим препаратам, а также больным базедовой болезнью.
Как неметаллы реагируют между собой
Среди элементов главной подгруппы VII группы с йодом вступает в реакцию фтор – самый активный неметалл, обладающий наивысшей степенью окисления. Процесс проходит на холоде и сопровождается взрывом. С водородом I2 взаимодействует при сильном нагревании, причем не до конца, продукт реакции – HI — начинает разлагаться на исходные вещества. Йодоводородная кислота достаточно сильная и хоть по своим характеристикам похожа на хлоридную кислоту, все же проявляет более выраженные признаки восстановителя. Как видно, химические свойства йода обусловлены его принадлежностью к активным неметаллам, однако элемент уступает по окислительной способности брому, хлору и, конечно же, фтору.
Роль элемента в живых организмах
Наибольшее содержание ионов I — находится в тканях щитовидной железы, где они входят в состав тиреотропных гормонов: тироксина и трийодтиронина. Они регулируют рост и развитие костной ткани, проведение нервных импульсов, скорость обмена веществ. Особенно опасен недостаток йодсодержащих гормонов в детском возрасте, так как возможна задержка психического развития и появление симптомов такого заболевания, как кретинизм.
Недостаточная секреция тироксина у взрослых связана с дефицитом йода в воде и продуктах питания. Она сопровождается выпадением волос, образованием отеков, снижением физической активности. Избыток элемента в организме также крайне опасен, так как развивается базедова болезнь, симптомы которой – возбудимость нервной системы, тремор конечностей, резкое исхудание.
Высокое содержание соединений йода обнаруживается у некоторых представителей мира флоры. Низшие растения – бурые и красные водоросли — накапливают их в своем талломе. Среди высших растений рекордсменами по накоплению йода являются вишня, хурма, финики и свекла. Большое количество элемента содержат морепродукты и морская рыба.
Распространение йодидов в природе и способы получения чистого вещества
Основная масса элемента присутствует в живых организмах и оболочках Земли – гидросфере и литосфере — в связанном состоянии. Соли элемента есть в морской воде, но их концентрация незначительна, поэтому извлекать чистый йод из нее нерентабельно. Гораздо эффективнее получение вещества из золы бурых водорослей: фукуса, ламинарии, саргассума.
В промышленных масштабах I2 выделяют из подземных вод в процессах добычи нефти. При переработке некоторых руд, например чилийской селитры, в ней встречаются иодаты и гипоиодаты калия, из которых в дальнейшем добывают чистый йод. Достаточно рентабельно получать I2 из раствора йодоводорода, окисляя его хлором. Полученное соединение является важным сырьем для фармацевтической промышленности.
Кроме уже названного 5% спиртового раствора йода, содержащего не только простое вещество, но и соль – иодид калия, а также спирт и воду, в эндокринологии по медицинским показаниям применяют такие препараты, как «Йод-актив» и «Йодомарин».
В районах с низким содержанием природных соединений, кроме йодированной пищевой соли, можно использовать такое лечебное средство, как «Антиструмин». Он содержит действующее вещество – йодид калия — и рекомендуется в качестве профилактического препарата, применяемого для предотвращения симптомов эндемического зоба.
Источник статьи: http://fb.ru/article/360364/yod-himicheskie-svoystva-formula-nomer-v-tablitse-mendeleeva