Йод: свойства, биологическая роль и применение¶
Йод (химический символ — I, от лат. Iodum) — химический элемент 17-й группы периодической системы (устаревшее обозначение — группа VIIA), относится к галогенам. Атомный номер — 53, атомная масса — 126,90447 а. е. м. При нормальных условиях представляет собой твёрдое кристаллическое вещество чёрно-серого цвета с металлическим блеском и характерным резким запахом. Единственный из галогенов, находящийся при комнатной температуре в твёрдом агрегатном состоянии. Название происходит от греческого ἰώδης* («фиалковый», «тёмно-синий») — по цвету паров.
¶История открытия
Йод был открыт в 1811 году французским химиком Бернаром Куртуа при обработке серной кислотой золы морских водорослей. Изучением нового вещества занимались Жозеф Луи Гей-Люссак и Хэмфри Дэви, которые установили его элементарную природу. В 1813–1814 годах были опубликованы первые работы, описывающие свойства йода как химического элемента.
В России изучение йода связано с именем Дмитрия Ивановича Менделеева, включившего элемент в периодическую систему, а также с работами по получению йода из водорослей Белого и Баренцева морей.
¶Физические и химические свойства
Йод — галоген, проявляющий неметаллические свойства. Основные характеристики:
- Температура плавления — 113,7 °C;
- Температура кипения — 184,3 °C;
- Плотность — 4,93 г/см³;
- При нагревании легко возгоняется, образуя фиолетовые пары.
Химически активен: реагирует с металлами, образуя иодиды, с водородом — с образованием иодоводорода. В водных растворах с крахмалом даёт характерное синее окрашивание — качественная реакция на йод. Слабо растворим в воде, хорошо — в органических растворителях (спирт, эфир, хлороформ).
¶Биологическая роль
Йод — микроэлемент, необходимый для нормального функционирования щитовидной железы. Он входит в состав гормонов тироксина (T4) и трийодтиронина (T3), регулирующих обмен веществ, рост и развитие организма.
Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы, в том числе к эндемическому зобу. В России проблема йододефицита актуальна для ряда регионов, удалённых от моря. Для профилактики применяется йодирование поваренной соли, пищевых продуктов и воды.
Суточная потребность взрослого человека в йоде составляет около 150 мкг, для беременных и кормящих женщин — до 250 мкг.
¶Получение и месторождения
Основные источники промышленного получения йода — природные йодиды, содержащиеся в морской воде, буровых водах нефтяных месторождений, а также в водорослях (ламинария, фукус). Значительные запасы йода сосредоточены в подземных водах и рассолах.
Мировые лидеры по добыче — Чили, Япония. В России йод извлекают из подземных вод и попутных нефтяных рассолов, в частности в Поволжье и на Северном Кавказе.
¶Применение
Йод и его соединения находят широкое применение:
| Область | Применение |
|---|---|
| Медицина | Антисептики (спиртовой раствор), лечение заболеваний щитовидной железы |
| Химия | Реагент в аналитической химии, катализатор |
| Промышленность | Производство красителей, фотоматериалов |
| Сельское хозяйство | Микроудобрения, кормовые добавки |
| Пищевая отрасль | Йодированная соль |
Спиртовой раствор йода традиционно используется как дезинфицирующее средство при обработке ран и ссадин.
¶Интересные факты
- Йод был первым галогеном, открытым в элементарном виде.
- Небольшое количество йода содержится в морской капусте и других морепродуктах.
- Пары йода фиолетового цвета, что и дало элементу название.
- Радиоактивные изотопы йода (например, йод-131) применяются в ядерной медицине для диагностики и лечения.
¶Источники
- Большая российская энциклопедия, статья «Йод».
- Химическая энциклопедия, том 2.
- Учебные пособия по неорганической химии для вузов.
- Материалы Всемирной организации здравоохранения по йододефицитным заболеваниям.