Фізичні і хімічні властивості йоду

Йод – це відомий всім хімічний елемент. Але більшість людей знайомі тільки з його спиртовим розчином, який застосовується в медицині. Останнім часом часто говорять про його нестачі в організмі при захворюванні щитовидної залози. Рідко кому відомі фізичні і хімічні властивості йоду. А це досить своєрідний елемент, який широко поширений в природі і важливий для людської життєдіяльності.

Навіть в побуті можна використовувати хімічні властивості йоду, наприклад, для визначення наявності крохмалю в продуктах. Крім того, останнім часом рекламується багато народних методів застосування цього мікроелемента для лікування багатьох захворювань. Тому кожному потрібно знати, якими властивостями він володіє.

Загальна характеристика йоду

Це досить активний мікроелемент, що відноситься до неметаллам. У періодичній таблиці Менделєєва він знаходиться в групі галогенів разом з хлором, бромом і фтором. Позначається йод символом I і має порядковий номер 53. Назву цей мікроелемент отримав в 19 столітті з-за фіолетового кольору парів. Адже по-грецьки йод перекладається, як «фіалковий, фіолетовий».

Саме так був виявлений йод. Хімік Бернар Куртуа, який працює на фабриці по виробництву селітри виявив це речовина випадково. Кіт перевернув пробірку з сірчаною кислотою, і вона потрапила на золу водоростей, з якої тоді отримували селітру. При цьому виділився газ, що має фіолетовий колір. Це зацікавило Бернар Куртуа, і він почав вивчати новий елемент. Так на початку 19 століття стало відомо про йод. До середини 20 століття цей елемент хіміки стали називати «йод», хоча досі більш поширене старе позначення.

Хімічні властивості йоду

Рівняння, що показують активність хімічних реакцій цього елемента, нічого не говорять звичайній людині. Тільки ті, хто розбирається в хімії, розуміють, що з їхньою допомогою описуються його хімічні властивості. Це найактивніший елемент з усіх неметалів. Йод може вступати в реакцію з безліччю інших речовин, утворюючи кислоти, рідкі та леткі сполуки. Хоча серед галогенів він найменш активний.

Коротко хімічні властивості йоду можна розглянути на прикладі його реакцій. З різними металами йод реагує навіть при невеликому нагріванні, при цьому утворюються йодиди. Найбільш відомі йодиди калію і натрію. З воднем він реагує тільки частково, а з деякими іншими елементами взагалі не з’єднується. Він несумісний з азотом, киснем, аміаком або ефірними маслами. Але найбільш відомим хімічним властивістю йоду є його реакція з крохмалем. При додаванні його до речовин, що містять крохмаль, вони синіють.

Фізичні властивості

З усіх мікроелементів йод вважається самим суперечливим. Більшість людей не знають про його особливості. Фізичні і хімічні властивості йоду коротко вивчаються в школі. В основному поширений цей елемент у вигляді ізотопу з масою 127. Це найважчий з усіх галогенів. Є ще радіоактивний йод 125, який виходить при розпаді урану. В медицині ж частіше застосовуються штучні ізотопи елемента з масою 131 133.

З усіх галогенів йод єдиний, який у природному стані твердий. Він може бути представлений темно-фіолетовими або чорними кристалами або пластинками з металевим блиском. Вони мають слабкий характерний запах, добре проводять електричний струм і трохи схожі на графіт. У такому стані цей мікроелемент погано розчиняється у воді, але дуже легко переходить в газоподібний стан. Він може перетворитися у фіолетовий пар вже при кімнатній температурі. Ці фізико-хімічні властивості йоду використовуються для його отримання. Нагріваючи мікроелемент під тиском, а потім охолоджуючи, його очищають від домішок. Розчиняють йод в спирті, гліцерині, бензолі, хлороформі або сероуглеродах, отримуючи бурі або фіолетові рідини.

Джерела йоду

Незважаючи на важливість цього мікроелемента для життєдіяльності багатьох організмів, йод досить складно виявити. У земній корі його міститься менше, ніж самих рідкісних елементів. Але все одно вважається, що йод широко поширений в природі, так як в невеликих кількостях він присутній майже скрізь. В основному сконцентрований він в морській воді, водоростях, грунті, деяких рослинних і тваринних організмах.

Хімічні властивості йоду пояснюють те, що він не зустрічається в чистому вигляді, тільки у формі сполук. Найчастіше його добувають з попелу морських водоростей або відходів виробництва натрієвої селітри. Так йод добувають у Чилі та Японії, які є лідерами у видобутку цього елемента. Крім того, його можна отримати з вод деяких солоних озер або нафтових вод.

В організм людини йод надходить з їжі. Він присутній у ґрунтах і рослинах. Але в нашій країні поширені грунти, бідні на йод. Тому найчастіше використовуються йодовмісні добрива. Для профілактики захворювань, пов’язаних з нестачею йоду, елемент додають сіль і деякі поширені продукти харчування.

Його роль в життєдіяльності організму

Йод відноситься до тих мікроелементів, які беруть участь у багатьох біологічних процесах. У невеликих кількостях він присутній в багатьох рослинах. Але в живих організмах він дуже важливий. Йод використовується при виробництві тиреоїдних гормонів щитовидної залози. Вони регулюють процеси життєдіяльності організму. При нестачі йоду у людини збільшується щитовидна залоза, виникають різні патології. Вони характеризуються зниженням працездатності, слабкістю, головним болем, зниженням пам’яті і настрою.

Застосування в медицині

Найбільш поширений 5 % спиртовий розчин йоду. Його застосовують для дезинфекції шкіри навколо пошкоджень. Але це досить агресивний антисептик, тому останнім часом застосовуються більш м’які розчини йоду з крохмалем, наприклад, «Бетадин», «Йокс» або «Йодинол». Часто застосовуються зігріваючі властивості йоду для усунення болю у м’язах або патологій суглобів, роблять йодну сітку після ін’єкцій.

Йодовмісні препарати застосовуються також до рентгенологічних та томографічних методів обстеження. А деякі ізотопи йоду ефективні при лікуванні захворювань щитовидної залози. Останнім часом також з’явилися полівітамінні засоби, що містять йод. Їх призначають при виявленні нестачі цього мікроелемента.

Застосування в промисловості

Велике значення має також цей мікроелемент у промисловості. Особливі хімічні властивості йоду дозволяють застосовувати його в різних галузях. Наприклад, у криміналістиці його використовують для виявлення відбитків пальців на паперових поверхнях. Широко застосовують йод в якості джерела світла в галогенових лампах. Використовують його фотографії, кінопромисловості, при обробці металів. А останнім часом цей мікроелемент стали використовувати у рідкокристалічних дисплеях, при створенні стекол з затемненням, а також в області лазерного термоядерного синтезу.

Небезпека для людини

Незважаючи на важливість йоду в процесах життєдіяльності, у великих кількостях він токсичний для людини. Всього 3 г цієї речовини призводять до серйозного ураження нирок і серцево-судинної системи. Спочатку людина відчуває слабкість, головний біль, у нього з’являється пронос, частішає серцебиття. Якщо ж вдихати пари йоду, виникає подразнення слизових оболонок, опіки очей, набряк легенів. Без лікування отруєння йодом призводить до смертельного результату.