Із чого роблять йод. Йод (йод) у природі Як добувають йод

Історія йоду

Відкриття йоду датується 1811 роком, елемент був відкритий французом Бернаром Куртуа, який свого часу був спеціалістом з мило- та селітроварення. Одного разу, при дослідах із золою морських водоростей, хімік помітив, що мідний котел для випарювання золи схильний до швидкого руйнування. При змішуванні зольних парів із сірчаною кислотою утворювалися пари насиченого фіолетового кольору, які при осадженні перетворювалися на блискучі кристали темного «бензинового» кольору.

Через два роки Жозеф Гей-Люссак та Хемфрі Деві зайнялися вивченням отриманої речовини і назвали його йодом (від грецького iodes, ioeides -фіолетовий, фіалковий).

Йод - галоген, що відноситься до хімічно активних неметалів, елемент 17-ї групи V періоду періодичної таблиці хімічних елементів Д.І. Менделєєва має атомний номер 53, прийняте позначення I (Iodum).

Знаходження у природі

Йод є досить рідкісним елементом, але, як не дивно, у природі присутній практично скрізь, у будь-якому живому організмі, у морській воді, ґрунті, продуктах рослинного та тваринного походження. Традиційно найбільшу кількість натурального йоду постачають морські водорості.

Фізичні та хімічні властивості

Йод є твердою речовиною, у вигляді кристалів темно-фіолетового або чорно-сірого кольору, має металевий блиск і специфічний запах. Пари йоду - фіолетові, утворюються при нагріванні мікроелемента, а при його охолодженні перетворюються на кристали, не стаючи рідкими. Для отримання рідкого йоду потрібно нагріти його під тиском.

Добова потреба в йоді

Для нормального функціонування щитовидної залози дорослій людині необхідно 150-200 мкг йоду, підліткам, вагітним жінкам і мамочкам, що годують, необхідно збільшити кількість йоду, що надходить в організм щодня до 400 мкг на добу.

Основні джерела йоду:

: , риба, риб'ячий жир, ;
: , ;
, : , і ;
: , ;
: , .

Потрібно пам'ятати, що при кулінарній обробці втрачається до половини кількості йоду, як і при тривалому зберіганні.

Корисні властивості йоду та його вплив на організм

Йод – активний учасник окисних процесів, які безпосередньо впливають на стимулювання мозкової діяльності. Більшість йоду в організмі людини зосереджена в щитовидній залозі та плазмі. Йод сприяє нейтралізації нестійких мікробів, тим самим зменшуючи дратівливість та стреси (calorizator). Також йод має властивість підвищувати еластичність стінок судин.

Йод полегшить дотримання дієти, спалюючи надлишковий жир, сприяє правильному зростанню, надає більше енергії, покращує розумову активність, робить волосся, нігті, шкіру та зуби здоровими.

Ознаки нестачі йоду

Нестача йоду зазвичай спостерігається в регіонах, де недостатньо натурального мікроелементів. Ознаками йододефіциту називають підвищену стомлюваність та загальну слабкість, часті головні болі, збільшення маси тіла, помітні ослаблення пам'яті, а також зору та слуху, кон'юнктивіти, сухість слизових оболонок та шкірних покривів. Недолік йоду призводить до порушення менструального циклу у жінок та зниження статевого потягу та активності чоловічої статі.

Ознаки надлишку йоду

Надлишок йоду шкідливий не менше, ніж його нестача. Йод – токсичний мікроелемент, при роботі з ним потрібно бути вкрай обережним, щоб уникнути отруєння, яке характеризується сильними болями у шлунках, блюванням та проносом. При надлишку йоду у воді відзначаються такі симптоми: алергічна висипка та риніт, підвищення пітливості з різким запахом, безсоння, підвищене слиновиділення та набряки слизових, тремтіння, прискорене серцебиття. Найпоширеніше захворювання, пов'язане зі збільшеною кількістю йоду в організмі – базедова хвороба.

Застосування йоду у житті

Головним чином йод застосовується в медицині, у вигляді спиртового розчину - для дезінфекції шкіри, якнайшвидшого загоєння ран та пошкоджень, а також як протизапальний засіб (йодова клітина малюється на місці забитих місць або під час кашлю для зігрівання). Розведеним розчином йоду полощуть горло при застудах.

Йод знайшов застосування в криміналістиці (з його допомогою виявляють відбитки пальців) як компонент для джерел світла у виробництві акумуляторів.

Йод – це одна з тих речовин, які забезпечують нормальний перебіг більшості біохімічних процесів у людському організмі. Саме цей хімічний елемент створює всі необхідні умови для функціонування щитовидної залози, активізує роботу мозку та підвищує імунний статус. В організмі дорослої людини є близько 23 мг йоду, з них 12–13 мг – у тканинах щитовидної залози. Крім цього, зазначений елемент міститься в нирках, простаті, яєчниках, тканинах печінки, нігтьових пластинках, волоссі та в шкірних покривах.

Навіщо потрібен йод організму?

Основна функція йоду в людському організмі зводиться до участі у виробленні тиреоїдних гормонів. Крім того, вказаний елемент:

створює умови для поступового розвитку органів та тканин;
нормалізує емоційне тло, роботу ЦНС;
бере участь у обмінних процесах;
здійснює регуляцію частоти серцебиття;
приводить до норми артеріальний тиск;
позитивно впливає на роботу мозку;
збільшує опірність організму до інфекцій;
сприяє виведенню надлишків холестерину.

Доведено також, що йод бере участь у формуванні та подальшому розвитку плода під час вагітності.

Скільки йоду потрібно людині на день?

Відповідно до норм, встановлених ВООЗ, щоденна потреба у йоді становить:

для дітей, які не досягли однорічного віку – 50 мкг;
1-6 років – 95 мкг;
7-12 років - 125 мкг;
для підлітків віком від 13 років та дорослих – 160–200 мкг;
для жінок у період виношування плода або годування груддю – 250 мкг.

Зазначені норми йоду є актуальними для людей, які не мають суттєвих проблем зі здоров'ям. У той самий час при окремих захворюваннях щитовидної залози щодобова потреба у цьому елементі помітно зростає.

Симптоми нестачі йоду в організмі

Згідно з даними, зібраними ВООЗ, близько 30% населення планети входить до групи ризику щодо захворювань, виникнення яких обумовлюється йодним дефіцитом. Основними ознаками, що сигналізують про нестачу йоду в організмі, є:

апатія, депресії;
сонливість та слабкість;
болі у м'язах;
забудькуватість;
агресивність, надмірна дратівливість;
підвищення маси тіла;
пересихання шкірних покривів, ламкість нігтьових пластин, волосся;
формування набряків;
поява мішків під очима;
мігрені;
постійне відчуття холоду;
зміна голосу (захриплість);
відчуття грудки в горлі, утруднення при ковтанні харчових продуктів та слини.

Дефіцит цього елемента позначається і загальному фізичному стані людини. Зокрема, в осіб, які страждають на нестачу йоду, з'являються різкі стрибки тиску, аритмія, спостерігається підвищення концентрації холестерину у складі крові, порушується випорожнення, збільшується в розмірах щитовидна залоза.

У домашніх умовах дефіцит йоду діагностують у вигляді нескладного тесту. На передпліччі людини, що обстежується, за допомогою ватної палички малюють три йодні смуги, при цьому товщина першої з них повинна становити 5 мм, другою – 9 мм, а третьою – 15 мм. Результати тесту оцінюють приблизно через 8-9 годин. Якщо з усіх трьох ліній, нанесених на поверхню шкіри, зникає лише найтонша, то вміст йоду в організмі людини, що обстежується, визнається оптимальним. Якщо зникають дві смуги і на шкірі залишається тільки найтовстіша лінія, то говорять про незначну нестачу цього елемента. Якщо після закінчення зазначеного часу не залишається сліду від усіх трьох смуг, то з'являються всі підстави для того, щоб діагностувати небезпечний йододефіцитний стан.

Причини виникнення йододефіцитних станів

Найпоширенішими причинами розвитку йододефіцитних станів вважаються:

порушення процесу засвоєння йоду;
низький рівень вмісту йоду в ґрунті, на якому виростали овочеві та інші культури, призначені для споживання;
тривале зберігання йодовмісних продуктів або їх тривала термічна обробка;
неписьменне складання раціону.

Чинниками, що перешкоджають нормальному засвоєнню йоду, є:

надмірне вживання в їжу так званих струмогенних овочів (білокочанної, брюссельської та цвітної капусти, коріння хрону, броколі, квасолі, кукурудзяних зерен, соєвих бобів, арахісу);
надмірне хлорування води;
дефіцит вітамінів E та A;
надмірне фторування зубних паст чи питної води.

Максимальна кількість харчових продуктів, що містять йод, людині постачає світовий океан. При цьому чи не найбагатшим джерелом йоду вважаються водорості ламінарії, що ростуть у морях басейнів Тихого та Північного Льодовитого океанів. Дієтологи стверджують, що для того, щоб заповнювати нестачу йоду, достатньо щодня вживати кілька столових ложок ламінарії.

Величезна кількість йоду є і в інших морських дарах: в рибі (хеке, пікше, тунці, камбалі, мінтаї, окуні, тріску, горбуші, мойві), гребінцях, крабах, кальмарах, креветках, устрицях і мідіях. Щоб підтримувати концентрацію даного елемента в організмі на належному рівні, достатньо щодня з'їдати близько 170 г перелічених продуктів.

Решта їжі містить набагато менше йоду, ніж дари моря. Незначна кількість цього елемента є в наступних групах продуктів:

у рибі, що живе у прісній воді;
у молочних виробах та молоці;
у червоному м'ясі;
у яйцях;
у крупах;
в овочах, ягодах і фруктах, що виростають на добре збагачених йодом грунтах (у спаржевій квасолі, хурмі, шпинаті, цитрусових, буряках, динях, листовому салаті, бананах, баклажанах, яблуках, картоплі, винограді, часнику, редисі та ін.);
в печерицях.

Інформація про вміст йоду в харчових продуктах наведена в наступній таблиці.

Найменування продуктів	Вміст йоду (мкг у кожних 100 г)
Ламінарії	понад 500
Печінка тріски	360
Кальмари	310
Пікша	250
Прісноводна риба	243
Лосось	210
Сайда	210
Камбала	195
Креветки	185
Хек	155
Мінтай	150
Підкопчена макрель	140
Морський окунь	140
Тріска	135
Свіжа макрель	98
Свіжий оселедець	91
Солоний оселедець	74
Прісноводна риба після теплової обробки	72
Устриці	58
Тунець	50
Копчене філе риби	43
Яйця	36
Вівсяна крупа	22
Печериці	19
Свинина	17
Молоко	15
Зелень	близько 14
Брокколі	14
Різні сорти квасолі	13
Шпинат	13
Яловичина	11
Сири твердих сортів	11
Згущене молоко	10
Горох	10
Вершки	10
Вершкове масло	10
Хліб із пшеничного борошна	9
Соя	8
Редиска	8
Кефір	7
Буряк	7
Сметана	7
Виноград	7
Морква	7
Яловича печінка	6
Картопля	6
Куряче м'ясо	6
Огірки	5
Капуста	5
Молочний шоколад	5
Пшоно	4
Зелена цибуля	4
Греча	3
Більшість фруктів	до 3

Існує думка про те, що досить велика кількість йоду присутня в перегородках волоських горіхів та в ягодах фейхоа (до 330 мкг у кожних 100 г). Проте фахівці стверджують, що ця інформація не відповідає дійсності.

Причини та симптоматика надлишку йоду в організмі

Надлишок йоду в організмі людини спостерігається дуже рідко. Проте підвищена концентрація цього елемента може спричинити розвиток цілого ряду патологічних процесів.

Основними причинами надлишку йоду є:

високе надходження даного хімічного елемента в організм разом із їжею;
зловживання продуктами, штучно збагаченими солями йоду (йодованим молоком, хлібом, борошном, кухонною сіллю, водою та ін.);
деякі обмінні збої;
неграмотний підхід до застосування йодовмісних препаратів.

Зовнішніми симптомами надлишку йоду в організмі є:

різке прискорення обміну речовин, що супроводжується помітною втратою ваги;
часті діареї;
відчуття першіння в глотці, непродуктивний кашель та посилена сльозотеча, обумовлені подразненням слизових епітеліальних тканин та кон'юнктиви;
прискорення пульсу;
тремтіння рук, окремих пальців;
надлишкове потовиділення;
крайня дратівливість;
м'язова слабкість;
раннє посивіння волосся;
поява металевого присмаку у роті;
пігментація шкірних покривів;
різке ослаблення імунітету та зниження резистентності організму до інфекцій.

При виявленні описаних симптомів необхідно на якийсь час відмовитися від вживання продуктів з високим вмістом йоду і звернутися за консультацією до ендокринолога.

Структурна формула

Російська назва

Латинська назва речовини Йод

Iodum ( рід. Iodi)

Брутто-формула

I 2

Фармакологічна група речовини Йод

Нозологічна класифікація (МКХ-10)

Код CAS

7553-56-2

Характеристика речовини Йод

Сірувато-чорні з металевим блиском пластинки або кристали з характерним запахом; леткий, при нагріванні виганяється. Мало розчинний у воді, розчинний у спирті та у водних розчинах йодидів.

Фармакологія

Фармакологічна дія- гіполіпідемічне, антисептичне, відволікаюче, протимікробне.

Коагулює білки з утворенням йодамінів. Частково всмоктується. Абсорбована частина проникає у тканини та органи, селективно поглинається щитовидною залозою. Виділяється нирками (головним чином), кишечником, потовими та молочними залозами. Має бактерицидну дію, має дублячі та припікаючі властивості. Дратує рецептори шкіри та слизових. Бере участь у синтезі тироксину, посилює процеси дисиміляції, сприятливо діє на ліпідний та білковий обмін (зниження рівня холестерину та ЛПНЩ).

Застосування речовини Йод

Запальні та інші захворювання шкіри та слизових оболонок, садна, порізи, мікротравми, міозити, невралгії, запальні інфільтрати, атеросклероз, сифіліс (третинний), хронічний атрофічний ларингіт, озена, гіпертиреоз, ендемічний зоб, хронічні отрути; дезінфекція шкіри операційного поля, краї ран, пальців хірурга.

Протипоказання

Гіперчутливість; для прийому внутрішньо - туберкульоз легень, нефрит, фурункульоз, вугровий висип, хронічна піодермія, геморагічний діатез, кропив'янка; вагітність; дитячий вік (до 5 років).

Застосування при вагітності та годуванні груддю

Побічні дії речовини Йод

Йодизм (нежить, шкірні висипання за типом кропив'янки, слинотеча, сльозотеча та ін.).

Взаємодія

Фармацевтично несумісний з ефірними оліями, розчинами аміаку, білою осадовою ртуттю (утворюється вибухова суміш). Послаблює гіпотиреоїдний та струмогенний вплив препаратів літію.

Передозування

При вдиханні парів – ураження верхніх дихальних шляхів (опік, ларингобронхоспазм); при потраплянні концентрованих розчинів усередину – тяжкі опіки травного тракту, розвиток гемолізу, гемоглобінурії; смертельна доза становить близько 3 р.

Лікування:промивають шлунок 0,5% розчином натрію тіосульфату, внутрішньовенно вводиться натрію тіосульфат 30% - до 300 мл.

З дитинства добре знайомий усім дітям та їхнім батькам помічник при подряпинах, саднах та порізах. Він є швидким і ефективним засобом, що припікає та дезінфікує ранову поверхню. Однак сфера застосування речовини не обмежується лише медициною, тому що хімічні властивості йоду дуже різноманітні. Мета нашої статті – ознайомитися з ними докладніше.

Фізична характеристика

Проста речовина має вигляд темно-фіолетових кристалів. При нагріванні, внаслідок особливостей внутрішньої будови кристалічних ґрат, а саме наявності в її вузлах молекул, з'єднання не розплавляється, а відразу утворює пари. Це сублімація або сублімація. Вона пояснюється слабким зв'язком між молекулами всередині кристала, які легко відриваються одна від одної – утворюється газоподібна фаза речовини. Номер йоду в таблиці Менделєєва – 53. А його становище серед інших хімічних елементів вказує на приналежність до неметалів. Зупинимося на цьому питанні.

Місце елемента у періодичній системі

Йод знаходиться в п'ятому періоді, VII групі і поряд з фтором, хлором, бромом і астатом утворює підгрупу галогенів. У зв'язку із збільшенням заряду ядра та атомного радіусу у представників галогенів відбувається ослаблення неметалічних властивостей, тому йод менш активний, ніж хлор або бром, та його електронегативність також нижча. Атомна маса йоду 126,9045. Проста речовина представлена двоатомними молекулами, як і в інших галогенів. Нижче ми ознайомимося із будовою атома елемента.

Особливості електронної формули

П'ять енергетичних рівнів і майже повністю заповнений електронами останній підтверджують наявність у елемента яскраво виражених ознак неметалів. Як і інші галогени, йод є сильним окислювачем, забираючи у металів і слабших неметалевих елементів - сірки, вуглецю, азоту - електрон, що бракує до завершення п'ятого рівня.

Йод – неметал, у молекулах якого присутня загальна пара p-електронів, що зв'язує атоми між собою. Їхня щільність у місці перекривання найбільша, загальна електронна хмара не зміщується до жодного з атомів і розташовується в центрі молекули. Формується неполярний ковалентний зв'язок, а сама молекула має лінійну форму. Серед галогенів, від фтору до астату, міцність ковалентного зв'язку зменшується. Спостерігається зменшення величини ентальпії, від якої залежить розпад молекул елемента на атоми. Які наслідки для хімічних властивостей йоду це має?

Чому активність йоду менша, ніж у інших галогенів

Реакційна здатність неметалів визначається силою притягання до ядра власного атома чужих електронів. Чим менший радіус атома, тим сили електростатичного тяжіння його негативно заряджених частинок інших атомів вищі. Чим вищий номер періоду, в якому розташований елемент, тим більше енергетичних рівнів він матиме. Йод знаходиться в п'ятому періоді, і кількість енергетичних шарів у нього більша, ніж у брому, хлору та фтору. Саме тому молекула йоду містить атоми, що мають радіус набагато більше, ніж у перерахованих раніше галогенів. Ось чому частинки I 2 слабше притягують електрони, що призводить до послаблення їх неметалічних властивостей. Внутрішня будова речовини неминуче впливає і його фізичні характеристики. Наведемо конкретні приклади.

Сублімація та розчинність

Зменшення взаємного притягування атомів йоду у його молекулі призводить, як ми казали раніше, до послаблення міцності ковалентного неполярного зв'язку. Відбувається зниження стійкості з'єднання до високої температури та підвищення показника термічної дисоціації його молекул. Відмінна риса галогену: перехід речовини при нагріванні з твердого стану відразу в газоподібний, тобто сублімація – це головна фізична характеристика йоду. Його розчинність в органічних розчинниках, наприклад сірковуглецю, бензолі, етанолі, вище, ніж у воді. Так, у 100 г води при 20 °С може розчинитися лише 0,02 г речовини. Цю особливість у лабораторії застосовують для вилучення йоду з водного розчину. Збовтавши його з невеликою кількістю H 2 S, можна спостерігати фіолетове фарбування сірководню внаслідок переходу молекул галогену.

Хімічні властивості йоду

Взаємодіючи з металами, елемент поводиться завжди однаково. Він притягує валентні електрони атома металу, які розташовуються або на останньому енергетичному шарі (s-елементи, такі як натрій, кальцій, літій і т. д.), або передостанньому шарі, що містить, наприклад, d-електрони. До них належать залізо, марганець, мідь та інші. У цих реакціях метал буде відновником, а йод, хімічна формула якого I 2 - окислювачем. Тому саме ця висока активність простої речовини є причиною її взаємодії з багатьма металами.

Заслуговує на увагу взаємодія йоду з водою при нагріванні. У лужному середовищі реакція проходить з утворенням суміші йодидної та йодної кислот. Остання речовина виявляє властивості сильної кислоти і при дегідратації перетворюється на п'ятиокис йоду. Якщо розчин підкислити, то вищеназвані продукти реакції взаємодіють між собою з утворенням вихідних речовин - вільних молекул I 2 і води. Ця реакція відноситься до окислювально-відновного типу, в ній проявляються хімічні властивості йоду як сильного окислювача.

Якісна реакція на крохмаль

Як у неорганічній, так і в органічній хімії існує група реакцій, за допомогою яких можна виявити у продуктах взаємодії певні види простих чи складних іонів. Для виявлення макромолекул складного вуглеводу - крохмалю - часто застосовують 5% спиртовий розчин I 2 . Наприклад, на зріз сирої картоплини капають кілька його крапель, і забарвлення розчину стає синім. Такий же ефект ми спостерігаємо при попаданні речовини на будь-який продукт, що містить крохмаль. Ця реакція, в результаті якої виходить синій йод, широко застосовується в органічній хімії для підтвердження присутності полімеру досліджуваної суміші.

Про корисні властивості продукту взаємодії йоду та крохмалю відомо давно. Його застосовували за умов відсутності протимікробних медикаментозних препаратів на лікування діареї, виразки шлунка у стані ремісії, захворювань дихальної системи. Широке поширення крохмальний клейстер, що містить приблизно 1 чайну ложку спиртового розчину йоду на 200 мл води, отримав через дешевизну інгредієнтів та простоту приготування.

Однак слід пам'ятати, що синій йод протипоказаний у терапії маленьких дітей, людей, які страждають підвищеною чутливістю до йодовмісних препаратів, а також хворим на базедову хворобу.

Як неметали реагують між собою

Серед елементів головної підгрупи VII групи з йодом вступає в реакцію фтор - найактивніший неметал, що має найвищий рівень окислення. Процес проходить на холоді та супроводжується вибухом. З воднем I 2 взаємодіє при сильному нагріванні, причому не до кінця продукт реакції - HI - починає розкладатися на вихідні речовини. Йодоводнева кислота досить сильна і хоч за своїми характеристиками схожа на хлоридну кислоту, все ж таки виявляє більш виражені ознаки відновника. Як видно, хімічні властивості йоду обумовлені його приналежністю до активних неметал, проте елемент поступається по окислювальної здатності брому, хлору і, звичайно ж, фтору.

Роль елемента у живих організмах

Найбільший вміст іонів I – знаходиться у тканинах щитовидної залози, де вони входять до складу тиреотропних гормонів: тироксину та трийодтироніну. Вони регулюють зростання та розвиток кісткової тканини, проведення нервових імпульсів, швидкість обміну речовин. Особливо небезпечний недолік йодовмісних гормонів у дитячому віці, оскільки можлива затримка психічного розвитку та поява симптомів такого захворювання, як кретинізм.

Недостатня секреція тироксину у дорослих пов'язана з у воді та продуктах харчування. Вона супроводжується випаданням волосся, утворенням набряків, зниженням фізичної активності. Надлишок елемента в організмі також вкрай небезпечний, оскільки розвивається базедова хвороба, симптоми якої – збудливість нервової системи, тремор кінцівок, різке схуднення.

Поширення йодидів у природі та способи отримання чистої речовини

Основна маса елемента присутня в живих організмах та оболонках Землі - гідросфері та літосфері - у зв'язаному стані. Солі елемента є в морській воді, але їхня концентрація незначна, тому видобувати чистий йод з неї нерентабельно. Набагато ефективніше одержання речовини із золи бурих саргассума.

У промислових масштабах I 2 виділяють із підземних вод у процесах видобутку нафти. При переробці деяких руд, наприклад, у ній зустрічаються йодати і гіпоіодати калію, з яких надалі добувають чистий йод. Достатньо рентабельно отримувати I 2 з розчину йодоводороду, окислюючи його хлором. Отримана сполука є важливою сировиною для фармацевтичної промисловості.

Крім вже названого 5% спиртового розчину йоду, що містить не тільки просту речовину, а й сіль - іодид калію, а також спирт та воду, в ендокринології за медичними показаннями застосовують такі препарати, як "Йод-актив" та "Йодомарин".

У районах з низьким вмістом природних сполук, крім йодованої харчової солі, можна використовувати такий лікувальний засіб, як антиструмін. Він містить діючу речовину - йодид калію - і рекомендується як профілактичний препарат, який застосовується для запобігання симптомам ендемічного зоба.

Можливо, буде корисно почитати: