Из чего делают йод. Иод (йод) в природе Как добывают йод

История йода

Открытие йода датируется 1811 годом, элемент был открыт французом Бернаром Куртуа, который в своё время был специалистом по мыло- и селитроварению. Однажды, при опытах с золой морских водорослей, химик заметил, что медный котёл для выпаривания золы подвержен быстрому разрушению. При смешивании зольных паров с серной кислотой образовывались пары насыщенного фиолетового цвета, которые при осаживании превращались в блестящие кристаллы тёмного «бензинового» цвета.

Спустя два года Жозеф Гей-Люссак и Хэмфри Дэви занялись изучением полученного вещества и назвали его йодом (от греческого iodes, ioeides -фиолетовый, фиалковый).

Йод - галоген, относится к химически активным неметаллам, элемент 17-й группы V периода периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 53, принятое обозначение I (Iodum).

Нахождение в природе

Йод является достаточно редким элементом, но, как ни странно, в природе присутствует практически везде, в любом живом организме, в морской воде, почве, продуктах растительного и животного происхождения. Традиционно самое большое количество натурального йода поставляют морские водоросли.

Физические и химические свойства

Йод представляет собой твёрдое вещество, в виде кристаллов тёмно-фиолетового или чёрно-серого цвета, имеет металлический блеск и специфический запах. Пары йода - фиолетовые, образуются при нагревании микроэлемента, а при его охлаждении превращаются в кристаллы, не становясь жидкими. Для получения жидкого йода его нужно нагреть под давлением.

Суточная потребность в йоде

Для нормального функционирования щитовидной железы взрослому человеку необходимо 150-200 мкг йода, подросткам, беременным женщинам и кормящим мамочкам необходимо увеличить количество йода, поступающего в организм ежедневно до 400 мкг в сутки.

Основные источники йода:

: , рыба, рыбий жир, ;
: , ;
, : , и ;
: , ;
: , .

Нужно помнить, что при кулинарной обработке теряется до половины количества йода, так же, как и при длительном хранении.

Полезные свойства йода и его влияние на организм

Йод - активный участник окислительных процессов, которые напрямую влияют на стимулирование мозговой деятельности. Большая часть йода в организме человека сосредоточена в щитовидной железе и плазме. Йод способствует нейтрализации нестойких микробов, тем самым уменьшая раздражительность и стрессы (calorizator). Также йод имеет свойство повышать эластичность стенок сосудов.

Йод облегчит соблюдение диеты, сжигая избыточный жир, способствует правильному росту, придает больше энергии, улучшает умственную активность, делает волосы, ногти, кожу и зубы здоровыми.

Признаки нехватки йода

Нехватка йода как правило наблюдается в регионах, где недостаточно натурального микроэлементами. Признаками йододефицита называют повышенную утомляемость и общую слабость, частые головные боли, увеличение массы тела, заметные ослабления памяти, а также зрения и слуха, конъюнктивиты, сухость слизистых оболочек и кожных покровов. Недостаток йода приводит к нарушению менструального цикла у женщин и снижению полового влечения и активности мужского пола.

Признаки избытка йода

Избыток йода вреден не меньше, чем его недостаток. Йод - токсичный микроэлемент, при работе с ним нужно быть крайне осторожным, чтобы избежать отравления, которое характеризуется сильными болями в желудками, рвотой и поносом. При переизбытке йода в воде отмечаются следующие симптомы: аллергическая сыпь и ринит, повышение потливости с резким запахом, бессонница, повышенное слюноотделение и отёки слизистых, дрожь, учащённое сердцебиение. Самое распространённое заболевание, связанное с увеличенным количеством йода в организме - базедова болезнь.

Применение йода в жизни

Главным образом йод применяется в медицине, в виде спиртового раствора - для дезинфекции кожи, скорейшего заживления ран и повреждений, а также в качестве противовоспалительного средства (йодовая клетка рисуется на месте ушибов или во время кашля для согревания). Разведённым раствором йода полощут горло при простудах.

Йод нашёл применение в криминалистике (с его помощью выявляют отпечатки пальцев), как компонент для источников света, в производстве аккумуляторов.

Йод – это одно из тех веществ, которые обеспечивают нормальное протекание большинства биохимических процессов в человеческом организме. Именно этот химический элемент создает все необходимые условия для функционирования щитовидной железы, активизирует работу мозга и повышает иммунный статус. В организме взрослого человека присутствует около 23 мг йода, из них 12–13 мг – в тканях щитовидной железы. Помимо этого, указанный элемент содержится в почках, простате, яичниках, тканях печени, ногтевых пластинках, волосах и в кожных покровах.

Для чего нужен йод организму?

Основная функция йода в человеческом организме сводится к участию в выработке тиреоидных гормонов. Кроме того, указанный элемент:

создает условия для постепенного развития органов и тканей;
нормализует эмоциональный фон, работу ЦНС;
принимает участие в обменных процессах;
осуществляет регуляцию частоты сердцебиения;
приводит в норму артериальное давление;
оказывает положительное воздействие на работу мозга;
увеличивает сопротивляемость организма инфекциям;
способствует выведению излишков холестерина.

Доказано также, что йод участвует в формировании и последующем развитии плода во время беременности.

Сколько йода нужно человеку в день?

Согласно нормам, установленным ВОЗ, ежедневная потребность в йоде составляет:

для детей, не достигших годовалого возраста, – 50 мкг;
1–6 лет – 95 мкг;
7–12 лет – 125 мкг;
для подростков от 13 лет и взрослых – 160–200 мкг;
для женщин в период вынашивания плода или при кормлении грудью – 250 мкг.

Указанные нормы йода актуальны для людей, не имеющих существенных проблем со здоровьем. В то же время при отдельных заболеваниях щитовидной железы ежесуточная потребность в данном элементе заметно возрастает.

Симптомы недостатка йода в организме

Согласно сведениям, собранным ВОЗ, около 30 % населения планеты входит в группу риска по заболеваниям, возникновение которых обуславливается йодным дефицитом. Основными признаками, сигнализирующими о нехватке йода в организме, являются:

апатия, депрессии;
сонливость и слабость;
боли в мышцах;
забывчивость;
агрессивность, чрезмерная раздражительность;
повышение массы тела;
пересыхание кожных покровов, ломкость ногтевых пластинок, волос;
формирование отеков;
появление мешков под глазами;
мигрени;
постоянное ощущение холода;
изменение голоса (охриплость);
ощущение комка в горле, затруднения при проглатывании пищевых продуктов и слюны.

Дефицит этого элемента сказывается и на общем физическом состоянии человека. В частности, у лиц, страдающих от нехватки йода, появляются резкие скачки давления, аритмия, наблюдается повышение концентрации холестерина в составе крови, нарушается стул, увеличивается в размерах щитовидная железа.

В домашних условиях дефицит йода диагностируют посредством несложного теста. На предплечье обследуемого человека при помощи ватной палочки рисуют три йодных полосы, при этом толщина первой из них должна составлять 5 мм, второй – 9 мм, а третьей – 15 мм. Результаты теста оценивают приблизительно через 8–9 часов. Если из всех трех линий, нанесенных на поверхность кожи, исчезает только самая тонкая, то содержание йода в организме обследуемого человека признается оптимальным. Если исчезают две полосы и на коже остается только самая толстая линия, то ведут речь о незначительной нехватке этого элемента. Если же по истечении указанного времени не остается следа от всех трех полос, то появляются все основания для того, чтобы диагностировать опасное йододефицитное состояние.

Причины возникновения йододефицитных состояний

Самыми распространенными причинами развития йододефицитных состояний считаются:

нарушение процесса усвоения йода;
низкий уровень содержания йода в почве, на которой произрастали овощные и иные культуры, предназначенные для употребления в пищу;
продолжительное хранение йодсодержащих продуктов или их длительная термическая обработка;
неграмотное составление рациона.

Факторами, препятствующими нормальному усвоению йода, являются:

избыточное употребление в пищу так называемых струмогенных овощей (белокочанной, брюссельской и цветной капусты, корней хрена, брокколи, фасоли, кукурузных зерен, соевых бобов, арахиса);
чрезмерное хлорирование воды;
дефицит витаминов E и A;
избыточное фторирование зубных паст или питьевой воды.

Максимальное количество йодсодержащих пищевых продуктов человеку поставляет мировой океан. При этом едва ли не самым богатым источником йода считаются водоросли ламинарии, произрастающие в морях бассейнов Тихого и Северного Ледовитого океанов. Диетологи утверждают, что для того, чтобы восполнять недостаток йода, достаточно каждый день употреблять в пищу несколько столовых ложек ламинарии.

Огромное количество йода присутствует и в иных морских дарах: в рыбе (хеке, пикше, тунце, камбале, минтае, окуне, треске, горбуше, мойве), гребешках, крабах, кальмарах, креветках, устрицах и мидиях. Для того чтобы поддерживать концентрацию данного элемента в организме на должном уровне, достаточно ежедневно съедать около 170 г перечисленных продуктов.

Остальная пища содержит гораздо меньше йода, чем дары моря. Незначительное количество этого элемента присутствует в следующих группах продуктов:

в рыбе, живущей в пресной воде;
в молочных изделиях и молоке;
в красном мясе;
в яйцах;
в крупах;
в овощах, ягодах и фруктах, произрастающих на хорошо о6огащенных йодом почвах (в спаржевой фасоли, хурме, шпинате, цитрусовых, свекле, дынях, листовом салате, бананах, баклажанах, яблоках, картофеле, винограде, чесноке, редисе, луке, томатах, моркови и др.);
в шампиньонах.

Информация о содержании йода в пищевых продуктах представлена в следующей таблице.

Наименования продуктов	Содержание йода (мкг в каждых 100 г)
Ламинарии	более 500
Печень трески	360
Кальмары	310
Пикша	250
Пресноводная рыба	243
Лосось	210
Сайда	210
Камбала	195
Креветки	185
Хек	155
Минтай	150
Подкопченная макрель	140
Морской окунь	140
Треска	135
Свежая макрель	98
Свежая сельдь	91
Соленая сельдь	74
Пресноводная рыба после тепловой обработки	72
Устрицы	58
Тунец	50
Копченое филе рыбы	43
Яйца	36
Овсяная крупа	22
Шампиньоны	19
Свинина	17
Молоко	15
Зелень	около 14
Брокколи	14
Различные сорта фасоли	13
Шпинат	13
Говядина	11
Сыры твердых сортов	11
Сгущенное молоко	10
Горох	10
Сливки	10
Масло сливочное	10
Хлеб из пшеничной муки	9
Соя	8
Редис	8
Кефир	7
Свекла	7
Сметана	7
Виноград	7
Морковь	7
Говяжья печень	6
Картофель	6
Куриное мясо	6
Огурцы	5
Капуста	5
Молочный шоколад	5
Пшено	4
Зеленый лук	4
Греча	3
Большинство фруктов	до 3

Бытует мнение о том, что достаточно большое количество йода присутствует в перегородках грецких орехов и в ягодах фейхоа (до 330 мкг в каждых 100 г). Однако специалисты утверждают, что данная информация не соответствует действительности.

Причины и симптоматика переизбытка йода в организме

Избыток йода в человеческом организме наблюдается очень редко. Тем не менее повышенная концентрация этого элемента может стать причиной развития целого ряда патологических процессов.

Основными причинами переизбытка йода являются:

высокое поступление данного химического элемента в организм вместе с пищей;
злоупотребление продуктами, искусственно обогащенными солями йода (йодированным молоком, хлебом, мукой, поваренной солью, водой и др.);
некоторые обменные сбои;
неграмотный подход к применению йодсодержащих препаратов.

Внешними симптомами избытка йода в организме являются:

резкое ускорение обмена веществ, сопровождающееся заметной потерей веса;
частые диареи;
ощущение першения в глотке, непродуктивный кашель и усиленное слезотечение, обусловленные раздражением слизистых эпителиальных тканей и конъюнктивы;
ускорение пульса;
дрожание рук, отдельных пальцев;
избыточное потоотделение;
крайняя раздражительность;
мышечная слабость;
раннее поседение волос;
появление металлического привкуса во рту;
пигментация кожных покровов;
резкое ослабление иммунитета и снижение резистентности организма к инфекциям.

При выявлении описанных симптомов необходимо на время отказаться от употребления продуктов с высоким содержанием йода и обратиться за консультацией к эндокринологу.

Структурная формула

Русское название

Латинское название вещества Йод

Iodum (род. Iodi)

Брутто-формула

I 2

Фармакологическая группа вещества Йод

Нозологическая классификация (МКБ-10)

Код CAS

7553-56-2

Характеристика вещества Йод

Серовато-черные с металлическим блеском пластинки или кристаллы с характерным запахом; летуч, при нагревании возгоняется. Мало растворим в воде, растворим в спирте и в водных растворах йодидов.

Фармакология

Фармакологическое действие - гиполипидемическое, антисептическое, отвлекающее, противомикробное .

Коагулирует белки с образованием йодаминов. Частично всасывается. Абсорбированная часть проникает в ткани и органы, селективно поглощается щитовидной железой. Выделяется почками (главным образом), кишечником, потовыми и молочными железами. Оказывает бактерицидное действие, обладает дубящими и прижигающими свойствами. Раздражает рецепторы кожи и слизистых. Участвует в синтезе тироксина, усиливает процессы диссимиляции, благоприятно действует на липидный и белковый обмен (снижение уровня холестерина и ЛПНП).

Применение вещества Йод

Воспалительные и другие заболевания кожи и слизистых оболочек, ссадины, порезы, микротравмы, миозиты, невралгии, воспалительные инфильтраты, атеросклероз, сифилис (третичный), хронический атрофический ларингит, озена, гипертиреоз, эндемический зоб, хронические отравления свинцом и ртутью; дезинфекция кожи операционного поля, краев ран, пальцев хирурга.

Противопоказания

Гиперчувствительность; для приема внутрь — туберкулез легких, нефрит, фурункулез, угревая сыпь, хроническая пиодермия, геморрагический диатез, крапивница; беременность, детский возраст (до 5 лет).

Применение при беременности и кормлении грудью

Побочные действия вещества Йод

Йодизм (насморк, кожные высыпания по типу крапивницы, слюнотечение, слезотечение и др.).

Взаимодействие

Фармацевтически несовместим с эфирными маслами, растворами аммиака, белой осадочной ртутью (образуется взрывчатая смесь). Ослабляет гипотиреоидное и струмогенное влияние препаратов лития.

Передозировка

При вдыхании паров — поражение верхних дыхательных путей (ожог, ларингобронхоспазм); при попадании концентрированных растворов внутрь — тяжелые ожоги пищеварительного тракта, развитие гемолиза, гемоглобинурии; смертельная доза составляет около 3 г.

Лечение: промывают желудок 0,5% раствором натрия тиосульфата, в/в вводится натрия тиосульфат 30% — до 300 мл.

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 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 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 H 2 S, 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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.

Возможно, будет полезно почитать: