Из каких водорослей получают йод. Йод в организме человека: роль и функции. Промышленное использование минерала
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Йод - пятьдесят третий элемент Периодической таблицы. Обозначение - I от латинского «iodum». Расположен в пятом периоде, VIIA группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 53.
Йод относится к редким (рассеянным) элементам, однако в природе его все-таки можно встретить в свободном состоянии в виде минерала (термальные источники вулкана Везувия). Значительное количество йода содержится в морской воде в виде солей йодидов или в земной коре в составе нефтяных буровых вод.
В виде простого вещества йод представляет собой кристаллы черно-серого (темно-фиолетового) цвета (рис. 1) с металлическим блеском и резким запахом. Пары йода, также, как и его растворы в органических растворителях, окрашены в фиолетовый цвет.
Рис. 1. Йод. Внешний вид.
Атомная и молекулярная масса йода
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительной атомной массой элемента называют отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода.
Относительная атомная масса безразмерна и обозначается A r (индекс «r» — начальная буква английского слова relative, что в переводе означает «относительный»). Относительная атомная масса атомарного йода равна 126,9044 а.е.м.
Массы молекул, также как массы атомов выражаются в атомных единицах массы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительной молекулярной массой вещества называют отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.
Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Известно, что молекула йода двухатомна - I 2 . Относительная молекулярная масса молекулы йода будет равна:
M r (I 2) = 126,9044 × 2 ≈ 254.
Изотопы йода
Известно, что в природе йод может находиться в виде единственного стабильного изотопа 127 I. Массовое число равно 127, ядро атома изотопа содержит пятьдесят три протона и семьдесят четыре нейтрона.
Существуют искусственные нестабильные изотопы йода с массовыми числами от 108-ми до 144-х, а также семнадцать изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 129 I с периодом полураспада равным 1,57×10 7 лет.
Ионы йода
На внешнем энергетическом уровне атома йода имеется семь электронов, которые являются валентными:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 5 .
В результате химического взаимодействия йод отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион либо принимает электроны от другого атома, т.е. является их акцептором и превращается в отрицательно заряженный ион:
I 0 -1e → I + ;
I 0 -3e → I 3+ ;
I 0 -5e → I 5+ ;
I 0 -7e → I 7+ ;
I 0 +1e → I — .
Молекула и атом йода
В свободном состоянии йод существует в виде двухатомных молекул I 2 . Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу йода:
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
ПРИМЕР 2
| Задание | При взаимодействии хлора с иодидом калия был получен йод массой 50,8 г. Определите объем хлора, измеренный при нормальных условиях, который потребовался для этого. |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия хлора с иодидом калия:
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 характеристикаПростое 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 системеЙод 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 формулыПять 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 галогеновРеакционная 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 I 2 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 растворимостьУменьшение 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 H 2 S, можно наблюдать фиолетовое окрашивание сероводорода вследствие перехода в него молекул галогена. Химические свойства йодаВзаимодействуя 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 I 2 , - 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 I 2 и воды. Данная реакция относится к окислительно-восстановительному типу, в ней проявляются химические свойства йода как сильного окислителя.
Качественная реакция на крахмалКак 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 I 2 . 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 собойСреди 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 I 2 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 организмахНаибольшее 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 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.
Распространение йодидов в природе и способы получения чистого веществаОсновная 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 саргассума. В промышленных масштабах I 2 выделяют из подземных вод в процессах добычи нефти. При переработке некоторых руд, например в ней встречаются иодаты и гипоиодаты калия, из которых в дальнейшем добывают чистый йод. Достаточно рентабельно получать I 2 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. Йод – входит в периодическую таблицу Менделеева и относится к группе галогенов. Правильно было бы называть элемент иодом от латинского слова Iodum. Представляет же он собой кристаллы черно-серого цвета с блеском фиолетового металлического оттенка (см. фото). Кстати, древнегреческое название элемента переводится как «фиалкоподобный». Пары йода обладают резким запахом и фиолетовым цветом. Йод был получен в 1811 году химиком и промышленником Куртуа из морских водорослей, с помощью нагревания в концентрированной серной кислоте. А через несколько лет знаменитый Гей-Люссак исследовал химические свойства элемента. Йод очень рассеянно находится в природе и за счет этого присутствует практически в любой точке нашей планетыро. В свободной форме в виде минералов - это очень редкое вещество, в основном месторождения разрабатываются в Японии и Чили. Также промышленным путем его получают из нефтяных буровых вод, морских водорослей, селитры.
Молекула йода химически очень активна и является сильным окислителем. Большая масса йода содержится в морской воде – в процессе геологических процессов, йод постепенно смывался с поверхности земной коры под воздействием льда, снега, дождей и уносился реками в моря. Много его находится в черноземных почвах и торфяниках. А вот гористые местности наоборот очень обеднены йодом, опять же за счет большого количества осадков. Действие йода и его биологическая рольДействие макроэлемента жизненно важно для живого организма. Йод поступает в кровь человека с продуктами питания и практически все количество усваивается в тонком кишечнике, откуда он проникает в кровь и щитовидную железу. Также возможно поступление некоторого количества с вдыхаемым воздухом и через кожные покровы. Йод относится к биотическим элементам, т.е. к влияющим на жизнедеятельность:
Также йод способствует образованию фагоцитов – клеток в крови, уничтожающих вредоносные микроорганизмы. Но во всех действиях йода участвует щитовидная железа, в которой он накапливается. Именно проходя через нее, патогенные организмы теряют силу.
Основное биологическое значение йода как макроэлемента, медицина связывает с эндемическим зобом, которая возникает из-за недостаточности йода. Это заболевание встречается в основном в горных районах всех континентов. Ему способствуют недостаток кобальта и избыток марганца, а также несбалансированный рацион питания, когда наблюдается избыток углеводов и жиров при недостатке белков и витаминов. Лечение среди населения будет иметь смысл лишь при комплексном подходе. Необходимо проводить профилактику в сочетании с оптимизацией состава окружающей среды и усовершенствованием санитарных и гигиенических условий быта и труда. Йод в истории медициныЕще за тысячи лет до научного открытия элемента люди научились правильно ним пользоваться. Вот несколько фактов из истории:
Как видно, связь между зобом и снижением уровня умственных способностей была обнаружена относительно недавно. Лишь в середине 18 века Дени Дидро дал описание слову «кретин», как слабоумного, глухого, уродливого и с наличием зоба до пояса. А Наполеон обращал внимание, что наличие этого заболевания у новобранцев изначально делает их непригодными к службе. Научно эту теории подтвердил в 1896 году биохимик Е. Бауман. Суточная норма (потребность для взрослого человека, для детей, а также для беременных женщин)Суточная норма макроэлемента зависит от организма и возраста человека. Например, для взрослого человека норма составляет порядка 150-300 мкг. Детям школьного возраста требуется около 120 мкг в день, а детям дошкольного возраста – 50-90 мкг.
Определить норму достаточно просто из расчета, что нашему организму требуется 2-4 мкг/1 кг массы тела. Стоит учитывать, что йод не весь накапливается в органах и тканях, излишки выводятся с мочой и слюной. Т.е железа возьмет именно то количество, которое ей потребуется. Это хорошо лишь в случае здорового работоспособного органа. Если же наблюдаются нарушения работы щитовидной железы, то необходима медицинская корректировка суточной нормы. Беременным и женщинам в период грудного кормления, детям и подросткам необходима повышенная доза элемента. Но обязательно необходимо получить рекомендацию лечащего врача. Замечено, что на территории постсоветского пространства ситуация близка к катастрофичной. Потому что реальное потребление йода составляет порядка 50-80 мкг, что в три раза меньше требуемого. Интересный факт: в зависимости от смены сезонов, меняется и уровень концентрации йода в крови. Осенью он начинает снижаться, а начиная с марта повышается до достижения максимума в июне. Амплитуда колебаний незначительна, но наукой и на данный момент не объяснена. Недостаток (дефицит) йода в организме - каковы симптомы?Недостаток макроэлемента йода, согласно статистике распространен по всей планете, и около трети всего населения находится в группе риска йододефицита. Йод находится в составе основных гормонов щитовидной железы (около 60-65%), которые, в свою очередь, принимают участие в обменных процессах, влияют на:
Йодная недостаточность может привести к проблемам во время беременности: врожденные генетические аномалии, рождение мертвого ребенка, кретинизм. Поэтому необходимо следить за уровнем йода на протяжении всей продолжительности жизнедеятельности человека. При его нехватке ребенок может родиться с увеличенной массой тела и с желтухой, что приводит к отечности и позднему заживлению пупочного остатка. Волосяной покров очень ослаблен и часто бывает поражен себореей. Может произойти задержка прорезывания молочных, а впоследствии, и постоянных зубов. Происходит деформация конечностей. При прослушивании сердца слышны функциональные шумы. Происходят нарушения работы кишечника. Такие малыши могут начать поздно сидеть и ходить.
Дефицит йода может быть чреват умственной отсталостью и в более старшем возрасте, страдает память, моторика, восприятие, они часто болеют простудными заболеваниями, в следствии чего им тяжело сосредоточиться и успеваемость падает. Также может наблюдаться нарушение физического, полового и психоневрологического развития. Добиться результатов в исправлении йододефицита, можно лишь начав комплексную терапию с самого рождения и продолжать профилактику на протяжении всей жизнедеятельности. Это обычно связано с тем, что йод не способен накапливаться в организме, и поступает исключительно с продуктами питания. А наличие его в организме жизненно необходимо, поэтому халатность недопустима. Для грудного ребенка источником элемента является грудное молоко, но только в случае приема матерью необходимого количества. При искусственном вскармливании дозировку необходимо тщательно выдерживать. Хронический дефицит очевиден в прямом смысле этого слова. Внешне он выражается в увеличении щитовидной железы (эндемической железы). Это заболевание также носит название Базедовой болезни. Ее суть заключается в том, что в случае нехватки йода железа увеличивается в размерах, чтобы избежать недостаточной выработки гормонов. Развивается тиреотоксикоз (недостаток тех самых гормонов), симптомами которого служат усиленное сердцебиение, нервозное состояние, потеря веса, потливость, беспокойный сон. Также влияние недостаточного количества элемента сказывается и на общем состоянии организма и внешности человека: слабость, сонливость, ухудшение слуха и памяти, бледность и сухость кожи, проблемы с волосами, одышка.
Народное средство проверки дефицита йода – нанесение сетки спиртовым раствором на кожу. Если она быстро исчезает – то нужно предпринимать меры, если же в течении суток рисунок не пропадает, то с наличием элемента все в порядке, хотя останавливаться на этом не стоит и продолжать профилактику. Но медики не доверяют этому способу и применяют анализ мочи либо крови. Они считают, что при нанесении на кожу йод может оказывать лишь раздражающее действие, вызывающее отток крови и расширение кожных капилляров. Сегодня йододефицит самое распространенное заболевание, распространяемое неинфекционным путем, что приводит к умственному отставанию всей нации. Это заболевание становится «эпидемией» и контроль в особо пострадавших странах должен проходить на уровне законодательства. Согласно статистике ВОЗ пострадавшими считают около 200 млн человек и почти миллиард находится в зоне риска. Признаки избытка йода и отравление ним
Токсическое действие элемента может привести к нарушению общего состояния организма (мышечная слабость, потливость, диарея и снижение массы тела), а при хроническом действии могут появится болезненные ощущения в желудке, рвота, слезотечение, шум в ушах, головокружения. Происходит депигментация кожи и волос, что вызывает преждевременную седину. В каких пищевых источниках содержится?Потребление йода происходит в основном с продуктами питания растительного и животного происхождения. Но стоит учитывать, что содержание элемента обусловлено состоянием почвы, на которой они выращиваются. Самые насыщенные районы находятся в местностях приближенных к морям или океанам, а наиболее бедные – горные районы из-за вымывания из грунтов осадками. И замечено, что жители городов меньше страдают от недостатка, чем сельские. Причиной этому служит употребление горожанами большого ассортимента привозной продукции. Кроме богатых йодом морепродуктов (морская капуста, рыба, креветки и др.), в пищу стоит употреблять редьку, морковь, томаты, картофель, капусту, смородину, клубнику, яйца, лук. Также элемент содержится в молоке, фасоли, мясе и гречке. А вот употребление соевых продуктов повышают потребность в макроэлементе в два раза, т.к. они (продукты) вызывают увеличение объемов щитовидной железы.
Качественные морепродукты очень дорого стоят, в связи с этим для пополнения баланса йода в организме приходится ограничиваться употреблением морской соли. Но при этом многие не учитывают тот факт, что в процессах термической обработки данного продукта ранее указанного химического элемента в нем практически не остается. При использовании же специальной соли, насыщенной йодом ценность недолговечна, по той причине, что из открытой пачки элемент «испаряется» за счет летучих свойств данного вещества. Хотя такая соль в наших условиях – самое эффективное и дешевое средство. Однако добавлять ее в пищу необходимо лишь перед употреблением, а не в процессе приготовления. Нельзя использовать для восполнения йододефицита спиртовой раствор йода, т.к. он подходит только для наружного применения и содержит высокие концентрации, которые способны вызвать отравление этим веществом. Медицинские препараты йода выпускают в виде солей натрия и калия, раствор Люголя, настоев и витаминных препаратов. Однако они могут вызывать некоторые аллергические реакции. Показания к назначениюПоказания к назначению макроэлемента довольно обширны, но все связаны со стабильной работой щитовидной железы: 
Открытие данного химического элемента произошло в начале 19 столетия. Французский химик Куртуа во время проведения опытов с золой морских водорослей стал замечать стремительное разрушение медного котла, который использовал для выпаривания золы. Соединяя пары золы с серной кислотой, появлялись пары темно фиолетового оттенка. После того, как они оседали, образовывались кристаллы темного оттенка с блеском. Через пару лет известные химики француз Гей-Люссак и англичанин Дэви преступили к изучению получившегося вещества и дали ему название йод, что в переводе с греческого означает фиолетовый. Микроэлемент йод и его характеристикаЙод - это галоген, расположенный в пятом периоде таблицы химических элементов Менделеева. Химическая формула элемента I, а атомное число 53. Природные места локализации микроэлементаВ чистом виде микроэлемент йод в природе не встречается, но при этом он распространен во всей окружающей среде. Йод входит в структуру разнообразных живых организмов, морской воды, почвы, а также в пищевые продукты животного и растительного происхождения. Наибольшая концентрация данного микроэлемента находится в морских водорослях. Основные свойства йодаК основным физическим и химическим свойствам йода относятся:
Во время нагревания вещества образуется пар фиолетового цвета, а при его охлаждении образуются твердые кристаллы. Для того, чтобы получить привычный нам раствор, йод следует нагреть под давлением. Сколько требуется йода человеку в сутки?Наличие йода в организме обеспечивает естественную деятельность щитовидной железы. Суточная норма взрослого человека составляет около 200 мкг. Для подростков, беременных и кормящих женщин норма увеличивается до 400 мкг. В каких продуктах содержится йод?Необходимое количество микроэлемента йода можно получить из пищевых продуктов, которые должны быть включены в ежедневный рацион. К наиболее обогащенным йодом продуктам питания относятся:
Термическая обработка и длительное хранение негативно отражается на количестве йода в продуктах, существенно уменьшая его. Положительное воздействие йода на организмЙод является неотъемлемым элементом окислительных процессов, в результате которых происходит стимулирование мозговой деятельности. Наибольшая концентрация данного микроэлемента в организме наблюдается в щитовидной желе и плазме. Йод нейтрализует нестойкие микробы, что способствует снижению раздражительности и стресса. Положительно он влияет на стенки сосудов, повышая их эластичность. При диетическом питании, направленном на снижение веса йод является одним из главных помощников. Он стимулирует умственную деятельность, выработку энергии, улучшает метаболизм и липидный обмен. Под его воздействием улучшается состояние кожи, ногтевых пластин, волос и зубов. Йод: недостаток в организмеНаибольшему риску нехватки йода подвергаются жители регионов, в которых недостаточно натуральных источников данного микроэлемента. Еще одни фактором развития недостатка йода в организме является неправильное питание. Основные признаки недостатка йода:
Избыток йода в организмеПереизбыток йода в организме так же, как и его дефицит оказывает негативное воздействие. Он обладает высокой токсичностью, поэтому все работы с ним выполняют, используя индивидуальные средства защиты. Сильная интоксикация проявляется резкими болевыми ощущениями в желудке, тошнотой, рвотой и диареей. Начальная стадия избытка йода сопровождается проявлением следующей симптоматики: кожные высыпания и ринит, аллергическая реакция, повышенная потливость, асомния, отечность слизистых, тахикардия, усиленная работа слюнных желез, тремор верхних конечностей. Наиболее негативное последствие избытка йода в организме приводит к развитию базедовой болезни. Йод в жизни человекаНаиболее распространенное применение йода наблюдается в медицинской практике. Его спиртовой раствор используется для дезинфекции кожных покровов, а также для стимулирования процесса заживления и регенерации. Также с его помощью снижают воспаления, вызванные ушибами, абсцессами. При простудных заболеваниях раствор йода используют для полоскания горла либо наносят йодную сетку для прогревания грудной клетки при кашле. Таковы лечебные свойства йода. Йод используется и в других сферах деятельности человека. В криминалистке данный микроэлемент применяется при выявлении отпечатков пальцев. Также он является компонентом источников света и необходим для производства аккумуляторов. Кошка бежала, хвостиком махнула. Это не сказка про курочку Рябу, а история открытия йода . Его обнаружили на парижском заводе, преобразующем натриевую селитру в калиевую. Первая отсыревала на воздухе, а вторая была дефицитом. Превращение происходило при помощи золы, остающейся от сжигания водорослей. Метод изобрели в 1808-ом году, но в чем его секрет не знали. Не знала этого и кошка, за которой погнались рабочие фабрики. опрокинуло два сосуда – с серной кислотой и остаточными солями производства. В воздух взметнулись фиолетовые пары. Это видел владелец завода Бернар Курт. Несколько опытов провел сам, потом передал информацию ученым. Итог – в 1814-ом году мир узнал о существовании нового элемента. Им стал йод . Химические и физические свойства йода Свойства йода обусвловлены его расположением в . Элемент зачислен в 7-ю группу. В ней собраны галогены – наиболее активные неметаллы. У йода, например, легко поляризуемая электронная оболочка. То есть, ей не стоит труда разделиться в пространстве. Это позволяет катионам других элементов проникать в атом неметалла, масса которого, кстати, 127. «Гости» в электронной оболочке меняют ее, делая йод наиболее ковалентным из всех галогенов. Проще говоря, элемент может образовывать больше разнообразных связей с другими атомами. Нередко йод поляризуется положительно. Такой атом наиболее активен. Выделяет его и цвет, тот самый фиолетовый. Атом йода занесенный в таблицу Менделеева – природный экземпляр. Это стабильный изотоп с атомной массой 127. Искусственно получены и другие атомы с номерами 125, 129, 131.
Каждый из них – радиоактивный йод . Изотопы излучают бета- и гамма-лучи, применяются в медицине. Получают радиоактивный йод из продуктов деления урана. То есть, лабораториями служат атомные реакторы. Стандартный йод можно совместить с большинством неметаллов и примерно 40% металлов. Благородные , , и не только, на 53-ий элемент не реагируют. Взаимодействие невозможно, так же, с , углеродом, кислородом и всеми инертными газами. Йод ли изучаете, или его соединения, можно определить с помощью воды. Чистый элемент в ней почти не растворяется. Йодиты же, то есть соединения вещества со щелочными и щелочноземельными атомами, растворимы. В исходном виде 53-ий элемент исчезает в воде лишь при сильном нагреве. Раствор йода легко получить, если использовать органику. Подойдут глицерин, сероуглерод или четыреххлористый углерод. Если растворитель бескислородный, он окрасится в фиолетовый. Если в жидкости есть атомы кислорода, йод сделает ее . В чистом виде, при комнатной температуре, йод фиолетово-черный. Блеск вещества металлический, агрегатное состояние – . Они плотные – почти 5 граммов на кубический сантиметр.
Кристаллы сложены из молекул, в каждой из которых по 2 атома. В газообразное состояние вещество переходит при температуре 183 градуса. Получение йода жидкого возможно уже при 114-ти по шкале Цельсия. Применение йода Соли йода используют в стекольной промышленности. Речь о фарах автомобилей и светильников со спецэффектами. Главный эффект – йодиты служат фильтрами от встречных лучей света. Водители знают, как важно, порой, их нейтрализовать. Этот процесс назван поляроидом и, собственно, впервые пригодился в фотографическом искусстве. Автор придумки – англичанин Уильям Толбот. Он был выдающимся химиком и физиком 19-го столетия. В 21-ом веке правят цифровые технологии. Тем не менее, чтобы получить негатив фото до сих пор применяют йодистую разновидность . В сочетании с желатином она дает эмульсию, которой обмазывают подложку из стекла. На покрытие попадает свет, начинается выделение . Больше света – больше металла. Так и составляется картинка. Йод применение нашел и в металлургии. Соединения элемента помогают получить металлы высокой чистоты. Разлагая йодиты термическим путем, промышленники извлекают, к примеру, ванадий и цирконий. Эти тугоплавкие элементы необходимы для многих ракетных сплавов и материй атомных реакторов. В автомобильных подшипниках тоже можно найти йод. Какой в нем смысл? Элемент добавляют в смазку. Она рекомендована для титановых и нержавеющей стали. Обработка позволяет деталям выдержать нагрузку в 50 раз больше стандартной. Это при том, что йода в смазке всего 1-2%.
Без 53-го элемента немыслима медицина. Йод в организме контролирует работу щитовидной железы, входит в вырабатываемые ей гормоны ТТГ, Т3 и Т4. При нехватке элемента развивается зоб, возможны раковые образования. При этом, организм не может выработать вещество сам. Йод поступает исключительно с пищей, БАДами и медикаментами. Из последних легко вспоминается «Йодомарин ». Его назначают даже грудным детям, особенно, в местностях удаленных от морей. В таких районах, как правило, наблюдается дефицит 53-го элемента, содержащегося, в основном, в водах океанов и их дарах. Одна из последних разработок врачей — синий йод . К нему примешен крахмал, меняющий цвет привычного раствора для наружного применения. Крахмал, так же, нейтрализует действие спирта и прочих вредных «присадок». Такой эликсир медики разрешают уже для внутреннего применения и для полоскания йодом . Хотя, с последним справится и смесь соль, сода, йод. Лечение йодом допускается не только в его стабильной, но и радиоактивной формах. Так 131-ый изотоп применяют для восстановления функций щитовидной железы. Процедуры строго нормированы, поскольку переизбыток радиоактивного йода может спровоцировать онкологию. Добыча йода Сколько йода добывают в год? Около 30 000 тонн. Мировые запасы элемента оценены почти в 15 000 000 тонн. Большинство из них скрыты в соединениях йода . В чистом виде он встречается редко. До сих пор актуален способ выделения вещества из природных накопителей – водорослей. В тонне высушенной ламинарии содержится 5 килограммов йода . |
Избыток йода в организме все же может существовать, несмотря на глобальный дефицит элемента в целом. Может быть вызван нарушением обмена йода и излишним его поступлением. Избыток данного химического вещества может вызывать отравление, т.к. большая концентрация оказывает токсичное действие. Такому отравлению подвергаются работники предприятий с повышенной вредностью, где йод выделяется в виде пара.
