Что будет с йодом при нагревании

Глоссарий. Химия

Ио́д (тривиальное (общеупотребительное) название — йод; от др.-греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — элемент 17-й группы перйодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), пятого перйода, с атомным номером 53. Обозначается символом I (лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество йод (CAS-номер: 7553-56-2) при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Молекула вещества двухатомна (формула I₂).

История

йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент. Название и обозначение Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰώδης, ιώο-ειδης (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века. В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

Физические свойства

йод при обычных условиях — твердое чёрно-серое вещество с металлическим блеском и специфическим запахом. Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном спирте. йод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. При нагревании при атмосферном давлении он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Химические свойства

Источник

Йод растает: ученые раскритиковали идею обязательного обогащения соли

Йодированная соль, о свойствах которой столько лет заявляли ведущие медики, оказалась не такой уж и полезной. Российские ученые провели ряд экспериментов, которые показали: йод испаряется при термической обработке и малейшем нарушении условий хранения, а также плохо усваивается организмом. На этом фоне у специалистов вызывает много вопросов законопроект Минздрава, который предполагает йодирование всей поваренной соли с будущего года — сегодня от дефицита этого элемента страдает более трети россиян. Однако чтобы человек получил нужное количество йода из пищевой соли, ему придется потреблять ее в количестве гораздо большем, чем рекомендовано ВОЗ. Согласно выводам ученых, использование «модернизированной» соли приведет к повышению стоимости продукции, при этом наличие йода в ней никак не гарантировано.

Больше — не лучше

В конце весны Минздрав объявил о подготовке законопроекта, предполагающего всеобщее йодирование пищевой поваренной соли. Предполагается, что такая мера поможет устранить дефицит йода, от которого страдает более трети населения России. Однако ученые из ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН скептически отнеслись к данной законодательной инициативе.

До сентября 2018 года действовал ГОСТ, допускающий обогащение пищевой соли йодидом калия, рассказал Дмитрий Востриков, исполнительный директор ассоциации «Руспродсоюз», объединяющей крупнейших производителей соли. Йод в такой соли сохраняется лишь три-четыре месяца и мгновенно исчезает при нагревании до 30 °С.

В прошлом сентябре вступил в силу новый ГОСТ на соль, который допускает обогащение исключительно йодатом калия. Такой продукт имеет маркировку ГОСТ Р 51574-2018. Однако норм по содержанию йода в новом стандарте нет. Согласно прежней версии этого документа (ГОСТ Р 51574-2000), утратившей силу на территории РФ, массовая доля йода должна составлять 40 (плюс-минус 15) мг на 1 кг соли. Это требование выполняется — согласно статистическим данным Роспотребнадзора, за 9 месяцев 2019 года только 0,77% из всех исследованных проб йодированной соли не соответствовали нормам.

Добыча соли на озере Сасык-Сиваш, Евпатория

Но даже если в покупаемой соли будет достаточно йода, в процессе хранения его содержание будет неизбежно снижаться. А в случае несоблюдения условий хранения (темное и сухое место, отсутствие воздействия на соль прямых солнечных лучей) йода в соли может оказаться ниже нормы задолго до истечения срока годности. В домашних условиях соблюдать эти правила хранения трудно, ведь часть соли находится в постоянно используемой открытой солонке, а упаковка обычно хранится открытой.

Дефицит йода ухудшает работу сердечно-сосудистой системы, когнитивные способности, вызывает повышенную утомляемость и склонность к депрессии. Недостаток этого элемента вызывает разрастание тканей щитовидной железы и изменение массы тела. Помимо этого, страдающие йододефицитом люди находятся в зоне риска в связи с образованием злокачественных опухолей. Избыток йода в питании приводит к снижению массы тела, потливости, мышечной слабости, раздражительности, тахикардии, гипертиреозу или базедовой болезни.

В ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России сообщили, что в стандарт по йодированию соли, содержащийся в прошлом ГОСТе, исходно заложены потери этого элемента. Они составляют от 10 до 50% в зависимости от условий хранения. При потреблении 5 г соли в сутки даже с учетом максимальной потери йода человек получит 100 мкг йода в день. Среднее суточное потребление йода в России из иных продуктов питания составляет около 80 мкг. Норма этого элемента составляет 150–250 мкг, что и даст добавление к рациону йодированной соли.

Но в стандарте не учтены потери, вызванные кулинарной, в частности тепловой обработкой. Это также вызывает потери йода, так как соль часто применяют в процессе приготовления еды.

— Согласно результатам проведенного нами эксперимента запеченный при 180 °С мясной продукт (температура внутри полуфабриката — 90 °С) теряет 70% добавленного в соль йода, — пояснила заместитель директора по научной работе профессор ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Анастасия Семенова. — Если же йод полностью сохранится в соли, при получении ее от 5 г до 12 г в сутки, россиянин съест до 740 мкг йода в день. Учитывая, что две трети населения страны не страдают от дефицита йода, но получают повышенное количество соли, возникает серьезный риск ее избыточного потребления.

О том, что потребление соли нужно сокращать, недавно сказала и министр здравоохранения Вероника Скворцова, подписав приказ, который устанавливает норму потребления соли на уровне рекомендаций ВОЗ — 5 г в день (ранее эта норма составляла 11 г). Однако это противоречит необходимости поддерживать постоянный уровень употребления соли для восполнения йододефицита.

Важность формы

Потери йода происходят и в процессе усвоения его организмом. Исследования сотрудников центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН показали, что усвояемость йода во многом зависит от формы, в которой его принимать.

Ученые провели эксперимент на 80 крысах, поделив грызунов на четыре группы. В первой части эксперимента было выяснено, как добавки йода в разном виде влияют на здоровье животных. В одной из групп крысы получали обычную пищу, а в трех других — различные обогащенные йодом продукты: йодированный молочный белок казеин, йодированные сывороточные белки и соль с йодатом калия.

Поведение животных, аппетит, а также их внешний вид не изменились. Однако уровень гормонов Т3 и Т4 (гормоны щитовидной железы, синтез которых происходит при участии йода) у питавшихся йодированными белками животных стал выше, чем у контрольной группы. У крыс, потреблявших кулинарные изделия с йодированной солью, уровень гормона Т3 был на 17% ниже, чем у крыс, питающихся обычной пищей. При этом уровень Т4 также превосходил контроль, но был ниже, чем у животных, получавших йодированные белки.

— Это важные регуляторы обменных процессов, — пояснил руководитель отдела функционального и специализированного питания центра им. В.М. Горбатова РАН Андрей Дыдыкин. — В случае дефицита Т3 и Т4 происходит повышение образования тиреотропного гормона (вырабатывается в передней доле гипофиза, управляет функцией щитовидной железы), что может вызывать дисбаланс в организме и обменных процессах.

Добыча соли на соленом озере

На втором этапе эксперимента у опытных животных искусственным образом создали йододефицит. Для этого подопытным ежедневно внутрижелудочно вводили мерказолил в дозе 50 мг на 1 кг массы тела в течение 25 суток.

В результате этого у всех животных начался гипотериоз (клинический синдром, развивающийся из-за длительной, стойкой недостаточности гормонов щитовидной железы. — «Известия»), характеризующийся снижением двигательной активности, увеличением зоба, снижением аппетита. После чего животные, кроме одной группы, как и в первой части эксперимента, стали получать йод из различных добавок. Их показатели сравнивали с измерениями уровня гормонов у здоровых крыс.

Спустя несколько недель результаты измерения гормонов были следующие. Лучший эффект коррекции йодной недостаточности был достигнут при использовании продуктов, обогащенных йодсодержащими сывороточными белками — уровень Т4 восстановился на 98,7% по сравнению с показателями контрольной группы, Т3 — на 100%. Аналогичные тенденции были отмечены и в группе животных, получавших продукты с йодированным молочным белком казеином. У животных, получавших продукты с йодированной солью, концентрация гормонов Т3 и Т4 была в 1,4 и 1,2 раза ниже контрольной группы.

Согласно выводам ученых, органически связанный йод (содержащийся в белках) усваивается организмом намного лучше.

Таким образом, целесообразность и эффективность законопроекта о йодировании пищевой соли вызывает сомнения. Авторы исследования считают, что он не поможет устранить проблему с дефицитом этого элемента.

По мнению ученых, для обогащения пищевых продуктов йодом необходимо, во-первых, учитывать возраст, пол, регион проживания и профессиональную деятельность граждан. Во-вторых, методы восполнения дефицита этого элемента должны быть проведены с учетом его усвояемости и технических особенностей приготовления еды. И, в-третьих, потребитель имеет право знать сколько йода он получит с каждым продуктом. Поэтому информация о содержании этого элемента должна быть вынесена на этикетку.

Источник

Что будет с йодом при нагревании

Название, символ, номерЙод / Iodum (I), 53Атомная масса
(молярная масса)126,90447(3) а. е. м. (г/моль)Электронная конфигурация[Kr] 4d 10 5s 2 5p 5Радиус атома136 пмКовалентный радиус133 пмРадиус иона(+7e) 50 (-1e) 220 пмЭлектроотрицательность2,66 (шкала Полинга)Электродный потенциал+0,535 ВСтепени окисления+7, +5, +3, +1, 0, −1Энергия ионизации
(первый электрон)1008,3 (10,45) кДж/моль (эВ)Плотность (при н. у.)4,93 г/см³Температура плавления113,5 °CТемпература кипения184,35 °CУд. теплота плавления15,52 (I—I) кДж/мольУд. теплота испарения41,95 (I—I) кДж/мольМолярная теплоёмкость54,44 Дж/(K·моль)Молярный объём25,7 см³/мольСтруктура решёткиорторомбическаяПараметры решёткиa=7,18 b=4,71 c=9,81Отношение c/a—Теплопроводность(300 K) (0,45) Вт/(м·К)ГОСТГОСТ 4159-79 ГОСТ 545-76Номер CAS7553-56-2

Содержание

Название и обозначение

Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰο-ειδής (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например, «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века.

В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например, в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

История

Йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент.

Нахождение в природе

Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство йода из такого сырья.

Физические свойства

Йод при обычных условиях — твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском и специфическим запахом.

Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например, в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном этиловом спирте. Слабо растворяется в воде ( 0,28 г/л ), лучше растворяется в водных растворах йодидов щелочных металлов с образованием трийодидов (например трийодида калия KI₃).

При нагревании при атмосферном давлении йод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Жидкий йод можно получить, нагревая его под давлением.

Изотопы

Известны 37 изотопов йода с массовыми числами от 108 до 144. Из них только 127 I является стабильным, период полураспада остальных изотопов йода составляет от 103 мкс до 1,57⋅10 7 лет; отдельные изотопы используются в терапевтических и диагностических целях.

Химические свойства

Йод относится к группе галогенов.

Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO₂), йодноватую (HIO₃), йодную (HIO₄).

Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.

Последняя реакция также используется в аналитической химии для определения йода.

Нитрид трийода в сухом кристаллическом состоянии разлагается с выделением фиолетовых паров йода, что демонстрируется как эффектная химическая реакция.

Применение

В медицине

5-процентный спиртовой раствор йода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците йода в организме. Продукты присоединения йода к крахмалу, другим ВМС (т. н. «Синий йод» — Йодинол, Йокс, Бетадин и др.) являются более мягкими антисептиками.

При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка, — йодом рисуется сетка на площади, в которую делаются инъекции (напр., на ягодицах). Это нужно для того, чтобы быстро рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.

Широко рекламируется в альтернативной (неофициальной) медицине, однако его использование без назначения врача в целом мало обосновано и нередко сопровождается различными рекламными заявлениями.

В качестве антисептика применяется всё реже и реже, наряду со спиртовым раствором йода используется зелёнка, фукорцин, пиоктанин, растворы перекиси водорода и др.

В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.

В криминалистике

В криминалистике пары йода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.

В технике: рафинирование металлов

Источники света

Йод используется в источниках света:

Производство аккумуляторов

Йод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-ионных аккумуляторах для автомобилей.

Лазерный термоядерный синтез

Некоторые йодорганические соединения применяются для производства сверхмощных газовых лазеров на возбужденных атомах йода (исследования в области лазерного термоядерного синтеза).

Радиоэлектронная промышленность ]

В последние годы резко повысился спрос на йод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.

Динамика потребления йода

Мировое потребление йода в 2005 году составило 25,8 тыс. тонн

Биологическая роль

Йод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % йода. Богаты йодом водные растения семейства рясковых. Йод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.

Йод и щитовидная железа

У животных и человека йод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трийодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

Отсутствие или недостаток йода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом йода, с профилактической целью добавляют йодид калия, йодид натрия или йодат калия (йодированная соль).

Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке йода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

Избыток йода в пище обычно легко переносится организмом, однако в отдельных случаях в людях с повышенной чувствительностью этот избыток может также привести к расстройствам щитовидной железы.

Токсичность

ПДК йода в воде 0,125 мг/дм³, в воздухе 1 мг/м³.

Радиоактивный йод-131 (радиойод), являющийся бета- и гамма-излучателем, особенно опасен для организма человека, так как радиоактивные изотопы биохимически не отличаются от стабильных. Поэтому почти весь радиоактивный йод, как и обычный, концентрируется в щитовидной железе, что приводит к её облучению и дисфункции. Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным йодом являются атомные станции и фармакологическое производство. В то же время это свойство радиойода позволяет использовать его для борьбы с опухолями щитовидной железы и диагностики её заболеваний (см. выше).

Источник

Что будет с йодом при нагревании

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.

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»).

Химически Йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами Йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя Йодиды.

С водородом Йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород. I₂ + H₂ = 2НI

В горячих водных растворах щелочей образуются Йодид и Йодат:

При нагревании йод взаимодействует с фосфором:

А йодид фосфора в свою очередь взаимодействует с водой:

При взаимодействии H₂SO₄ и KI образуется продукт, окрашенный в темно-бурый цвет, и сульфатная кислота восстанавливается до H₂:

Йод легко реагирует с алюминием, причем катализатором в этой реакции является вода: 3I₂ + 2AL = 2ALI₃

Йод может также окислять сернистую кислоту и сероводород:

Йод взаимодействует с нитратной кислотой:

При соединении йодноватой кислоты с щелочью образуется соль:

При окислении йодид-иона йодат-ионом в кислой среде образуется свободный йод:

При нагревании йодатной кислоты она распадается, с образованием наиболее стойкого оксида галогенов:

Оксид йода (V) проявляет окислительные свойства. Его используют при анализе CO:

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):

Это его свойство используется в аналитической химии.

Адсорбируясь на крахмале, Йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в Йодометрии и качественном анализе для обнаружения Йода.

Пары Йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу Йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от Йода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.

Различают четыре группы препаратов йода:

1. содержащие элементарный йод (3- или 5%-ный раствор йода спиртовой, раствор Люголя);

3. органические вещества, отщепляющие элементарный йод (йодоформ, йодинол и др.);

4. йодсодержащие органические вещества, в молекуле которых йод прочно связан (рентгенконтрастные вещества).

Препараты, содержащие йод, обладают различными свойствами.

· Элементарный йод оказывает противомикробное и противогрибковое (фунгицидное) действие, его растворы широко применяют для обработки ран, подготовки операционного поля и т. п. Они обладают противовоспалительными и отвлекающими свойствами, при нанесении на кожу и слизистые оболочки оказывают раздражающее действие и могут вызвать рефлекторные изменения в деятельности организма.

· Препараты йода блокируют накопление радиоактивного йода в щитовидной железе и способствуют его выведению из организма, тем самым снижают лучевую дозу и ослабляют радиационное воздействие.

· При приеме внутрь препараты йода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы йода тормозят функцию щитовидной железы, угнетая образование ширеотропного гормона передней доли гипофиза. Данное свойство используют при лечении больных с заболеваниями щитовидной железы.

· Установлено также, что йод влияет на обмен жиров и белков. При применении йодных препаратов наблюдается снижение уровня холестерина в крови и уменьшение ее свертываемости.

· Рефлекторным повышением выделения слизи железами дыхательных путей и протеолитическим действием (расщеплением белков) объясняется применение препаратов йода в качестве отхаркивающих и муколитических (разжижающих мокроту) средств.

· Для диагностических целей используют рентгенконтрастные вещества, содержащие йод.

· Искусственно полученные радиоактивные изотопы йода 1-123, 1-125, 1-131 используются для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда ее заболеваний. Применение радиоактивного йода в диагностике связано со способностью йода избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности излучения радиоизотопов йода разрушать клетки железы, вырабатывающие гормоны.

Источник