Реферат: Йод

ИОД

ИОД

(лат. Iodium),I - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева,относится к галогенам (в литературе встречается также символJ); атомный номер53, атомная масса126,9045;кристаллы черно-серого цвета с металлическим блеском. Природный иод состоит из одногостабильного изотопа с массовым числом 127.Иод открыл в1811 французский химик Б. Куртуа. Нагревая маточный рассол золы морскихводорослей с концентрированной серной кислотой, он наблюдал выделениефиолетового пара (отсюда название иод-от греческого iodes,ioeides — похожий цветом на фиалку, фиолетовый), который конденсировался ввиде темных блестящих пластинчатых кристаллов. В1813 — 1814 французский химик Ж.Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви доказали элементарную природу иода.

Распространениев природе.

Среднее содержание иода в земной коре4*10-5%по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах,базальтах) соединения иода рассеяны; глубинныеминералы иода неизвестны. История иода в земнойкоре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосференаблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами(водорослями, губками). Известны8гипергенных минералов иода, образующихся вбиосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром иода для биосферы служитМировой океан (в1литре в среднем содержится5*10-5 граммиода). Из океанасоединения иода, растворенные в каплях морскойводы, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности,удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены иодом. Иод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. Приуплотнении этих илов и образовании осадочныхгорных пород происходит десорбция, часть соединений иода переходит в подземныеводы. Так образуются используемые для добычи иода иодо-бромныеводы, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами1 литр этих вод содержит свыше100 мг иода).

Физическиеи химические свойства.

Плотность иода 4,94 г/см3, tпл113,5 °С, tкип184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного иода состоит из двух атомов(

I2). Заметная диссоциация I2 Û 2I наблюдается выше700 °С, а также при действии света. Ужепри обычной температуре иод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар.При слабом нагревании иод возгоняется, оседая ввиде блестящих тонких пластинок; этот процессслужит для очистки иода в лабораториях и в промышленности. Иод плохо растворимв воде(0,33 г/лпри25 °С), хорошо- в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), атакже в водных растворах иодидов.

Конфигурация внешних электронов атомаиода5s2 5p5. Всоответствии с этим проявляет в соединениях переменную валентность (степеньокисления): -1 (в

HI,КI);+1(в НIO, КIO);+3 (в IСl3);+5 (в НIO3,КIO3); и +7 (вHIO4, KIO4). Химически иод довольно активен, хотя и в меньшей степени,чем хлор и бром. С металлами иод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды (Hg + I2 = HgI2). С водородом иод реагирует только принагревании и не полностью, образуя йодистый водород. С углеродом,азотом, кислородом иод непосредственно не соединяется. Элементарный иод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливаютего доI- (I2 + H2S = S + 2НI).Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-. Прирастворении в воде иода частично реагирует с ней; в горячих водных растворахщелочей образуются иодид и иодат. Адсорбируясь на крахмале, иод окрашивает егов темно-синий цвет; это используется в иодометрии и качественном анализе дляобнаружения иода.

Пары иода ядовиты и раздражают слизистыеоболочки. На кожу иод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятнаот иода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.

Получениеи применение.

Сырьем для промышленного получения иодав России служат нефтяные буровые воды; за рубежом- морские водоросли, а также маточные растворы чилийской(натриевой) селитры, содержащие до 0,4%иода в виде иодата натрия. Для извлечения иода из нефтяных вод (содержащихобычно20 — 40 мг/л иода в виде иодилов)на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой

. Выделившийся иод либо адсорбируютактивным углем, либо выдувают воздухом. На иод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью илисульфитом натрия. Из продуктов реакциисвободный иод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом иод поглощают смесьюдвуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют иод хлором. Сырой кристаллическийиод очищают возгонкой.

Иод и его соединения применяют главным образом в медицине и в аналитическойхимии, а также в органическом синтезе и фотографии. В промышленностиприменение иода пока незначительно по объему, новесьма перспективно. Так, на термическом разложении иодидов основано получение высокочистых металлов.

Иодв организме.

Иод — необходимый для животных ичеловека микроэлемент. В почвах и растениях таежно-лесной нечерноземной,сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон. Иод содержится внедостаточном количестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами(Со, Мn, Сu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба.Среднее содержание иода в почвах около 3*10-4%, врастениях около2*10-5%.В поверхностных питьевых водах иода мало (от10-7до 10-9%). В приморскихобластях количество иода в1 м3воздуха может достигать50 мкг, вконтинентальных и горных- составляет1 или даже0,2мкг.

Поглощение иода растениями зависит отсодержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (такназываемые концентраторы иода, например морские водоросли- фукус, ламинария, филлофора, накапливают до1% иода, некоторые губки — до8,5%(в скелетном веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие иод, исиспользуютсядля его промышленного получения. В животный организм иодпоступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник иода — растительныепродукты и корма. Всасывание иода происходит в передних отделах тонкогокишечника. В организме человека накапливается от20 до50 мг иода, в томчисле в мышцах около10 — 25 мг, в щитовиднойжелезе в норме6 — 15 мг. С помощьюрадиоактивного иода(131

I и 125I) показано, что в щитовидной железеиод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в составобразующихся в них дииод- и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормонтетраиодтиронин (тироксин). Выделяется иод из организма преимущественно черезпочки (до70 - 80% ), молочные, слюнные и потовые железы, частично с жёлчью.

В различных биогеохимических провинцияхсодержание иода в суточном рационе колеблется (для человека от20 до240мкг, для овцы от20 до400 мкг). Потребность животного в иода зависитот его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптацииорганизма к содержанию иода в среде. Суточная потребность в иоде человека иживотных- около3 мкг на1 кг массы(возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). Введение ворганизм иода повышает основной обмен, усиливает окислительные процессы,тонизирует мышцы, стимулирует половую функцию.

В связи с большим или меньшим недостаткомиода в пище и воде применяют иодирование поваренной соли, содержащей обычно10 — 25 г йодистого калия на 1тонну соли. Применение удобрений, содержащих иод,может удвоить и утроить его содержание в сельскохозяйственных культурах.

Иодв медицине.

Препараты, содержащие иод, обладают антибактериальнымии противогрибковыми свойствами, они оказывают такжепротивовоспалительное и отвлекающеедействие; их применяют наружно дляобеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приеме внутрь препаратыиода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы.Малые дозы иода (микроиод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя наобразование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку иод влияетна белковый и жировой (липидный) обмен, он нашел применение при леченииатеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает такжефибринолитическую активность крови.

Для диагностических целей используютрент геноконтрастные вещества, содержащие иод. При длительном применениипрепаратов иода и при повышенной чувствительности к ним возможно появлениеиодизма - насморк, крапивница, отекКвинке, слюно- и слезотечение, угревидная сыпь (иододерма). Препараты иоданельзя принимать при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек,хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.

Иодрадиоактивный.

Искусственно радиоактивные изотопыиода — 125

I, 131I, 132I и другие широко используются вбиологии и особенно в медицине для определения функционального состояния щитовиднойжелезы и лечения ряда её заболеваний. Применение радиоактивного иода вдиагностике связано со способностью иода избирательно накапливаться в щитовиднойжелезе; использование в лечебных целях основано на способности b-излучениярадиоизотопов иода разрушать секреторные клетки железы. При загрязненияхокружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы иода быстровключаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счете, в молоко и,следовательно, в организм человека. Особенно опасно их проникновение в организмдетей, щитовидная железа ктотрых в10 разменьше, чем у взрослых людей и к тому же обладает большей радиочувствительностью.С целью уменьшения отложения радиоактивных изотопов иода в щитовидной железерекомендуется применять препараты стабильного И. (по100 — 200 мг на прием). Радиоактивный иод быстро и полностьювсасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно откладывается вщитовидной железе. Его поглощение зависит от функционального состоянияжелезы. Относительно высокие концентрации радиоизотопов иода обнаруживаютсятакже в слюнных и молочной железах и слизистой желудочно-кишечноготракта. Не поглощенный щитовиднойжелезой радиоактивный иод почти полностью и сравнительно быстро выделяется смочой.

еще рефераты

Еще работы по химии

Медь. Серебро. Золото

15 Июля 2015