Оглавление............................................................................. 1
Введение................................................................................. 2
Раздел 1. Немного истории................................................. 3
1.1. Описание элемента.................................................................... 3
1.2. Открытие Йода........................................................................... 4
1.3. Интересные факты.................................................................... 5
Раздел 2. Свойства Йода...................................................... 6
2.1. Физические свойства Йода....................................................... 6
2.2. Электронно-графическая формула Йода............................... 7
2.3. Химические свойства Йода...................................................... 8
2.4. Получение Йода....................................................................... 10
Раздел 3. Распространение Йода...................................... 11
3.1. Распространение в природе................................................... 11
3.2. Йод в живом организме.......................................................... 12
3.3. Йод и человек........................................................................... 13
3.4. Гормоны щитовидной железы................................................ 14
Раздел 4. Применение Йода............................................... 16
4.1. Болезни, связанные с недостатком Йода............................. 16
4.2. Восполнение Йода в организме............................................. 18
4.3. Йод в промышленности........................................................... 19
4.4. Йод в медицине........................................................................ 21
4.5. Препараты Йода....................................................................... 22
4.6. Йод радиоактивный.................................................................. 24
4.7. Синий йод.................................................................................. 25
4.8. Препараты Синего Йода......................................................... 27
Выводы................................................................................. 31
Список использованной литературы............................... 32
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.
Йод – химический элемент VII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер - 53. Относительная атомная масса 126,9045 (рис. 1). Галоген. 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.
Молекула элементного Йода, как и прочих галогенов, состоит из двух атомов. Йод – единственный из галогенов – находится в твёрдом состоянии при нормальных условиях. Красивые тёмно – синие кристаллы Йода больше всего похожи на графит. Отчётливо выраженное кристаллическое строение (рис. 2), способность проводить электрический ток – все эти «металлические» свойства характерны для чистого 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 SO2 и 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. Практически одновременно элементарную природу Йода доказал и английский химик Гэмфри Дэви (1778–1829).
1. 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;
2. 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;
3. первый в России Йодный завод был построен в 1915 г. В Екатеринославле (ныне Днепропетровск); получали Йод из золы черноморской водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто 200 кг Йода;
4. 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.
Плотность Йода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tкип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного Йода состоит из двух атомов (I2). Заметная диссоциация I2 2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. 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 проявляет 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).
5d
5p
5s
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 темно-бурый цвет, и сульфатная кислота восстанавливается до H2S
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 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:
5Ba(IO3)2 ---t--► Ba5(IO6)2 + 4I2 + 9O2
Ba5(IO6)2 + 5H2SO4 = 5BaSO4↓ + 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
Страницы: 1, 2, 3
