Йод. Свойства йода. Применение йода

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 I 2).

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

йод относится к группе галогенов.
Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO 2), йодноватую (HIO 3), йодную (HIO 4).
Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.
1. С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:
Hg + I 2 = HgI 2

2. С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:
I 2 + H 2 = 2HI

3. Атомарный йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H 2 S , Na 2 S 2 O 3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I - :
I 2 + H 2 S = S + 2HI

4. При растворении в воде йод частично реагирует с ней:
I 2 + H 2 O ↔ HI + HIO, pK с =15.99

Йод – входит в периодическую таблицу Менделеева и относится к группе галогенов. Правильно было бы называть элемент иодом от латинского слова Iodum. Представляет же он собой кристаллы черно-серого цвета с блеском фиолетового металлического оттенка (см. фото). Кстати, древнегреческое название элемента переводится как «фиалкоподобный». Пары йода обладают резким запахом и фиолетовым цветом.

Йод был получен в 1811 году химиком и промышленником Куртуа из морских водорослей, с помощью нагревания в концентрированной серной кислоте. А через несколько лет знаменитый Гей-Люссак исследовал химические свойства элемента.

Йод очень рассеянно находится в природе и за счет этого присутствует практически в любой точке нашей планетыро. В свободной форме в виде минералов - это очень редкое вещество, в основном месторождения разрабатываются в Японии и Чили. Также промышленным путем его получают из нефтяных буровых вод, морских водорослей, селитры.

Молекула йода химически очень активна и является сильным окислителем.

Большая масса йода содержится в морской воде – в процессе геологических процессов, йод постепенно смывался с поверхности земной коры под воздействием льда, снега, дождей и уносился реками в моря. Много его находится в черноземных почвах и торфяниках. А вот гористые местности наоборот очень обеднены йодом, опять же за счет большого количества осадков.

Действие йода и его биологическая роль

Действие макроэлемента жизненно важно для живого организма. Йод поступает в кровь человека с продуктами питания и практически все количество усваивается в тонком кишечнике, откуда он проникает в кровь и щитовидную железу. Также возможно поступление некоторого количества с вдыхаемым воздухом и через кожные покровы.

Йод относится к биотическим элементам, т.е. к влияющим на жизнедеятельность:

• Щитовидная железа – ускоряет обмен веществ, йод поставляет через реакции в железе в кровь необходимые органические соединения и гормоны, оказывающие влияние на уровень интенсивности обмена, процессы окисления и теплопродукцию.
• Нервная система – благодаря действию элемента усиливается рост здоровых клеток нервной системы, благодаря чему пропадает излишняя раздражительность и становится стабильным эмоциональный фон.
• Развитие и рост ребенка – в присутствии йода происходит синтез белка и ускоряются обменные процессы в мышечных тканях, что ведет к повышению физической выносливости, а также он положительно воздействует на умственные способности.
• Липидный обмен – макроэлемент стимулирует обмен в подкожной жировой прослойке, и таким образом ведет борьбу с ожирением и его неприятным проявлением – целлюлитом.
• Углеводный обмен – через работу щитовидной железы йод оказывает действие на всасывание углеводов кишечником.
• Стойкий иммунитет – употребление элемента позволяет организму активно сопротивляться простудам и вирусным заболеваниям.

Также йод способствует образованию фагоцитов – клеток в крови, уничтожающих вредоносные микроорганизмы. Но во всех действиях йода участвует щитовидная железа, в которой он накапливается. Именно проходя через нее, патогенные организмы теряют силу.

Основное биологическое значение йода как макроэлемента, медицина связывает с эндемическим зобом, которая возникает из-за недостаточности йода. Это заболевание встречается в основном в горных районах всех континентов. Ему способствуют недостаток кобальта и избыток марганца, а также несбалансированный рацион питания, когда наблюдается избыток углеводов и жиров при недостатке белков и витаминов. Лечение среди населения будет иметь смысл лишь при комплексном подходе. Необходимо проводить профилактику в сочетании с оптимизацией состава окружающей среды и усовершенствованием санитарных и гигиенических условий быта и труда.

Йод в истории медицины

Еще за тысячи лет до научного открытия элемента люди научились правильно ним пользоваться. Вот несколько фактов из истории:

• уже 5 тысяч лет назад в Китае излечивали зоб с помощью морских водорослей, а позже были описаны рецепты лечения вытяжками из щитовидных желез животных (оленей и свиней);
• примерно в те же времена шумеры искали в прибрежных северных районах волшебную траву, описание которой было утеряно, а позже появились сведения о лечении зоба ламинарией или морской капустой, причем это делалось на государственном уровне;
• около 3000 лет назад те же китайцы обнаружили, что болезнь чаще появляется в районах с горной местностью и с плохим качеством питьевой воды, римляне обнаружили этот факт позже на тысячелетие;
• в Европе самое раннее художественное изображение зоба датировано 1215 годом, тогда как у индийцев третьим тысячелетием до нашей эры. На картинах изображен человек с зобом на шее и погремушкой, называемой «скипетром дурака», что было указанием на слабоумие;
• в эпоху Возрождения зоб считался атрибутом красоты, что возможно было следствием того самого слабоумия у законодателей «моды»;
• первое упоминание о термине «щитовидная железа» использовал англичанин Томас Вартон в середине 17 века, а слово «кретин» - в 1754 году в Энциклопедии Дидро.

Как видно, связь между зобом и снижением уровня умственных способностей была обнаружена относительно недавно. Лишь в середине 18 века Дени Дидро дал описание слову «кретин», как слабоумного, глухого, уродливого и с наличием зоба до пояса. А Наполеон обращал внимание, что наличие этого заболевания у новобранцев изначально делает их непригодными к службе. Научно эту теории подтвердил в 1896 году биохимик Е. Бауман.

Суточная норма (потребность для взрослого человека, для детей, а также для беременных женщин)

Суточная норма макроэлемента зависит от организма и возраста человека. Например, для взрослого человека норма составляет порядка 150-300 мкг. Детям школьного возраста требуется около 120 мкг в день, а детям дошкольного возраста – 50-90 мкг.

Определить норму достаточно просто из расчета, что нашему организму требуется 2-4 мкг/1 кг массы тела. Стоит учитывать, что йод не весь накапливается в органах и тканях, излишки выводятся с мочой и слюной. Т.е железа возьмет именно то количество, которое ей потребуется. Это хорошо лишь в случае здорового работоспособного органа. Если же наблюдаются нарушения работы щитовидной железы, то необходима медицинская корректировка суточной нормы.

Беременным и женщинам в период грудного кормления, детям и подросткам необходима повышенная доза элемента. Но обязательно необходимо получить рекомендацию лечащего врача.

Замечено, что на территории постсоветского пространства ситуация близка к катастрофичной. Потому что реальное потребление йода составляет порядка 50-80 мкг, что в три раза меньше требуемого.

Интересный факт: в зависимости от смены сезонов, меняется и уровень концентрации йода в крови. Осенью он начинает снижаться, а начиная с марта повышается до достижения максимума в июне. Амплитуда колебаний незначительна, но наукой и на данный момент не объяснена.

Недостаток (дефицит) йода в организме - каковы симптомы?

Недостаток макроэлемента йода, согласно статистике распространен по всей планете, и около трети всего населения находится в группе риска йододефицита.

Йод находится в составе основных гормонов щитовидной железы (около 60-65%), которые, в свою очередь, принимают участие в обменных процессах, влияют на:

• умственное развитие;
• рост костных тканей;
• синтез белков;
• расщепление холестерина и жиров;
• стимуляция миелогенеза.

Йодная недостаточность может привести к проблемам во время беременности: врожденные генетические аномалии, рождение мертвого ребенка, кретинизм. Поэтому необходимо следить за уровнем йода на протяжении всей продолжительности жизнедеятельности человека. При его нехватке ребенок может родиться с увеличенной массой тела и с желтухой, что приводит к отечности и позднему заживлению пупочного остатка. Волосяной покров очень ослаблен и часто бывает поражен себореей. Может произойти задержка прорезывания молочных, а впоследствии, и постоянных зубов. Происходит деформация конечностей. При прослушивании сердца слышны функциональные шумы. Происходят нарушения работы кишечника. Такие малыши могут начать поздно сидеть и ходить.

Дефицит йода может быть чреват умственной отсталостью и в более старшем возрасте, страдает память, моторика, восприятие, они часто болеют простудными заболеваниями, в следствии чего им тяжело сосредоточиться и успеваемость падает. Также может наблюдаться нарушение физического, полового и психоневрологического развития.

Добиться результатов в исправлении йододефицита, можно лишь начав комплексную терапию с самого рождения и продолжать профилактику на протяжении всей жизнедеятельности. Это обычно связано с тем, что йод не способен накапливаться в организме, и поступает исключительно с продуктами питания. А наличие его в организме жизненно необходимо, поэтому халатность недопустима.

Для грудного ребенка источником элемента является грудное молоко, но только в случае приема матерью необходимого количества. При искусственном вскармливании дозировку необходимо тщательно выдерживать.

Хронический дефицит очевиден в прямом смысле этого слова. Внешне он выражается в увеличении щитовидной железы (эндемической железы). Это заболевание также носит название Базедовой болезни. Ее суть заключается в том, что в случае нехватки йода железа увеличивается в размерах, чтобы избежать недостаточной выработки гормонов. Развивается тиреотоксикоз (недостаток тех самых гормонов), симптомами которого служат усиленное сердцебиение, нервозное состояние, потеря веса, потливость, беспокойный сон.

Также влияние недостаточного количества элемента сказывается и на общем состоянии организма и внешности человека: слабость, сонливость, ухудшение слуха и памяти, бледность и сухость кожи, проблемы с волосами, одышка.

Народное средство проверки дефицита йода – нанесение сетки спиртовым раствором на кожу. Если она быстро исчезает – то нужно предпринимать меры, если же в течении суток рисунок не пропадает, то с наличием элемента все в порядке, хотя останавливаться на этом не стоит и продолжать профилактику. Но медики не доверяют этому способу и применяют анализ мочи либо крови. Они считают, что при нанесении на кожу йод может оказывать лишь раздражающее действие, вызывающее отток крови и расширение кожных капилляров.

Сегодня йододефицит самое распространенное заболевание, распространяемое неинфекционным путем, что приводит к умственному отставанию всей нации. Это заболевание становится «эпидемией» и контроль в особо пострадавших странах должен проходить на уровне законодательства.

Согласно статистике ВОЗ пострадавшими считают около 200 млн человек и почти миллиард находится в зоне риска.

Признаки избытка йода и отравление ним

Избыток йода в организме все же может существовать, несмотря на глобальный дефицит элемента в целом. Может быть вызван нарушением обмена йода и излишним его поступлением. Избыток данного химического вещества может вызывать отравление, т.к. большая концентрация оказывает токсичное действие. Такому отравлению подвергаются работники предприятий с повышенной вредностью, где йод выделяется в виде пара.

Токсическое действие элемента может привести к нарушению общего состояния организма (мышечная слабость, потливость, диарея и снижение массы тела), а при хроническом действии могут появится болезненные ощущения в желудке, рвота, слезотечение, шум в ушах, головокружения. Происходит депигментация кожи и волос, что вызывает преждевременную седину.

В каких пищевых источниках содержится?

Потребление йода происходит в основном с продуктами питания растительного и животного происхождения. Но стоит учитывать, что содержание элемента обусловлено состоянием почвы, на которой они выращиваются. Самые насыщенные районы находятся в местностях приближенных к морям или океанам, а наиболее бедные – горные районы из-за вымывания из грунтов осадками. И замечено, что жители городов меньше страдают от недостатка, чем сельские. Причиной этому служит употребление горожанами большого ассортимента привозной продукции.

Кроме богатых йодом морепродуктов (морская капуста, рыба, креветки и др.), в пищу стоит употреблять редьку, морковь, томаты, картофель, капусту, смородину, клубнику, яйца, лук. Также элемент содержится в молоке, фасоли, мясе и гречке.

А вот употребление соевых продуктов повышают потребность в макроэлементе в два раза, т.к. они (продукты) вызывают увеличение объемов щитовидной железы.

Качественные морепродукты очень дорого стоят, в связи с этим для пополнения баланса йода в организме приходится ограничиваться употреблением морской соли. Но при этом многие не учитывают тот факт, что в процессах термической обработки данного продукта ранее указанного химического элемента в нем практически не остается. При использовании же специальной соли, насыщенной йодом ценность недолговечна, по той причине, что из открытой пачки элемент «испаряется» за счет летучих свойств данного вещества. Хотя такая соль в наших условиях – самое эффективное и дешевое средство. Однако добавлять ее в пищу необходимо лишь перед употреблением, а не в процессе приготовления.

Нельзя использовать для восполнения йододефицита спиртовой раствор йода, т.к. он подходит только для наружного применения и содержит высокие концентрации, которые способны вызвать отравление этим веществом.

Медицинские препараты йода выпускают в виде солей натрия и калия, раствор Люголя, настоев и витаминных препаратов. Однако они могут вызывать некоторые аллергические реакции.

Показания к назначению

Показания к назначению макроэлемента довольно обширны, но все связаны со стабильной работой щитовидной железы:

Йод или иод с ним знакомы все. Порезав палец, мы тянемся к склянке с иодом, точнее с его спиртовым раствором...
Тем не менее этот элемент в высшей степени своеобразен и каждому из нас, независимо от образования и профессии, приходится открывать его для себя заново не один раз. Своеобразна и история этого элемента.

Первое знакомство с йодом

Йод был открыт в 1811 г. французским химиком-технологом Бернаром Куртуа (1777-1838), сыном известного селитровара. В годы Великой французской революции он уже помогал отцу «извлекать из недр земли основной элемент оружия для поражения тиранов» , а позже занялся селитровареиием самостоятельно.
В то время селитру получали в так называемых селитряницах, или буртах. Это были кучи, сложенные из расти-тельных и животных отбросов, перемешанных со строи-тельным мусором, известняком, мергелем. Образовавшийся при гниении аммиак окислялся микроорганизмами сперва в азотистую HN02, а затем в азотную HNO 3 кислоту, которая реагировала с углекислым кальцием, превращая его в нитрат Ca(N0 3) 2 . Его извлекали из смеси горячей водой, а после добавляли поташ. Шла реакция Са (N0 3) a + К 2 С0 3 → 2KN0 3 + СаСО ↓ .
Раствор нитрата калия сливали с осадка и упаривали. Полученные кристаллы калиевой селитры очищали дополнительной перекристаллизацией.
Куртуа не был простым ремесленником. Проработав три года в аптеке, он получил разрешение слушать лекции по химии и заниматься в лаборатории Политехнической школы в Париже у знаменитого Фуркруа. Свои познания он приложил к изучению золы морских водорослей, из которой тогда добывали соду. Куртуа заметил, что медный котел, в котором выпаривались зольные растворы, разрушается слишком быстро. В маточном растворе после упаривания и осаждения кристаллических сульфатов натрия и калия оставались их сульфиды и, видимо, что-то еще. Добавив к раствору концентрированной серной кислоты, Куртуа обнаружил выделение фиолетовых паров. Не исключено, что нечто подобное наблюдали коллеги и современники Куртуа, но именно он первым перешел от наблюдений к исследованиям, от исследований - к выводам.
Вот эти выводы (цитируем статью, написанную Куртуа): «В маточном растворе щелока, полученного из водорослей, содержится достаточно большое количество необычного и любопытного вещества. Его легко выделить. Для этого достаточно прилить серную кислоту к маточному раствору и нагреть его в реторте, соединенной с приемником. Новое вещество... осаждается в виде черного порошка, превращающегося при нагревании в пары великолепного фиолетового цвета. Эти пары конденсируются в форме блестящих кристаллических пластинок, имеющих блеск, сходный с блеском кристаллического сульфида свинца... Удивительная окраска паров нового вещества позволяет отличить его от всех доныне известных веществ, и у него наблюдаются другие замечательные свойства, что придает его открытию величайший интерес».
В 1813 г. появилась первая научная публикация об этом веществе, его стали изучать химики разных стран, в том числе такие светила науки, как Жозеф Гей-Люссак и Хэмфри Дэви. Год спустя эти ученые установили элементарность вещества, открытого Куртуа, и Гей-Люссак назвал новый элемент йодом-от греческого - темно-синий, фиолетовый.
Второе знакомство: свойства обычные и необычные.

Йод - химический элемент VII группы периодической системы. Атомный номер - 53. Атомная масса - 126,9044. Галоген. Из имеющихся в природе галогенов - самый тяжелый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат. Практически весь природный йод состоит из атомов одного-единственного изотопа с массовым числом 127. Радиоактивный йод - 125 образуется в результате спонтанного деления урана. Из искусственных изотопов йода важнейшие - йод - 131 и йод - 133; их используют в медицине.
Молекула элементарного йода, как и у прочих галогенов, состоит из двух атомов. Йод - единственный из галогенов - находится в твердом состоянии при нормальных условиях. Красивые темно-синие кристаллы йода больше всего похожи на графит . Отчетливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток - все эти «металлические» свойства характерны для чистого йода.
Но, в отличие от графита и большинства металлов, йод очень легко переходит в газообразное состояние. Превратить йод в пар легче даже, чем в жидкость.
Чтобы расплавить йод, нужна довольно низкая температура: + 113,5° С, но, кроме того, нужно, чтобы парциальное давление паров йода над плавящимися кристаллами было не меньше одной атмосферы. Иными словами, в узкогорлой колбе йод расплавить можно, а в открытой лабораторной чашке - нельзя. В этом случае пары йода не накапливаются, и при нагревании йод возгонится - перейдет в газообразное состояние, минуя жидкое, что обычно и происходит при нагревании этого вещества. Кстати, температура кипения йода ненамного больше температуры плавления, она равна всего 184,35° С.
Но не только простотой перевода в газообразное состояние выделяется йод среди прочих элементов . Очень своеобразно, например, его взаимодействие с водой.
Элементарный йод в воде растворяется неважно: при 25° С лишь 0,3395 г/л. Тем не менее можно получить значительно более концентрированный водный раствор элемента № 53, воспользовавшись тем же нехитрым приемом, который применяют медики, когда им нужно сохранить подольше йодную настойку (3- или 5%-ный раствор йода в спирте): чтобы йодная настойка не выдыхалась, в нее добавляют немного йодистого калия KI. Это же вещество помогает получать и богатые йодом водные растворы: йод смешивают с не слишком разбавленным раствором йодистого ралия.
Молекулы KI способны присоединять молекулы эле-ментарного йода. Если с каждой стороны в реакцию вступает по одной молекуле, образуется красно-бурый три- йодид калия. Йодистый калий может присоединить и большее число молекул йода, в итоге получаются соединения различного состава вплоть до К19. Эти вещества называют полииодидами. Полииодиды нестойки, и в их растворе всегда есть элементарный йод, причем в значительно боль-шей концентрации, чем та, которую можно получить прямым растворением йода.
Во многих органических растворителях - сероуглероде, керосине, спирте, бензоле, эфире, хлороформе - йод растворяется легко. Окраска неводных растворов йода пе отличается постоянством. Например, раствор его в сероуглероде - фиолетовый, а в спирте - бурый. Чем это объяснить?
Очевидно, фиолетовые растворы содержат йод в виде молекул 12. Если же получился раствор другого цвета, логично предположить существование в нем соединений йода с растворителем. Однако не все химики разделяют эту точку зрения. Часть их считает, что различия в окраске йодных растворов объясняются существованием разного рода сил, соединяющих молекулы растворителя и растворенного вещества.
Фиолетовые растворы йода проводят электричество, так как в растворе молекулы 12 частично диссоциируют на ионы 1+ и I-. Такое предположение не противоречит представлениям о возможных валентностях йода. Главные валентности его: 1" (такие соединения называют йодидами), 5+ (йодаты) и 7+ (перйодаты). Но известны также соединения йода, в которых он проявляет валентности 1+ и 3+, играя при этом роль одновалентного или трехвалентного металла. Есть соединение йода с кислородом, в котором элемент № 53 восьмивалентен,- Ю4.
Но чаще всего йод, как и положено галогену (на внешней оболочке атома семь электронов), проявляет валентность 1“. Как и другие галогены, он достаточно активен - непосредственно реагирует с большинством металлов (даже благородное серебро устойчиво к действию йода лишь при температуре до 50°С), но уступает хлору и брому, не говоря уже о фторе. Некоторые элементы - углерод, азот, кислород, сера, селен - в непосредственную реакцию с йодом не вступают.

третье знакомство:

Оказывается, йода на Земле меньше, чем лютеция
Йод - элемент достаточно редкий. Его кларк (содержание в земной коре в весовых процентах) -всего 4-10~5%. Его меньше, чем самых труднодоступных элементов семейства лантаноидов - тулия и лютеция.
Есть у йода одна особенность, роднящая его с «редкими землями», - крайняя рассеянность в природе. Будучи Далеко не самым распространенным элементом, йод присутствует буквально везде. Даже в сверхчистых, казалось бы, кристаллах горного хрусталя находят микро- примеси йода. В прозрачных кальцитах содержание элемента № 53 достигает 5-10~6%. Йод есть в почве, в морской и речной воде, в растительных клетках и организмах Животных. А вот минералов, богатых йодом, очень мало. Наиболее известный из них - лаутарит Са(IO 5) 2 . Но промышленных месторождений лаутарита на Земле нет.
Чтобы получить йод, приходится концентрировать природные растворы, содержащие этот элемент, например воду соленых озер или попутные нефтяные воды, или перерабатывать природные концентраторы йода - морские водоросли. В тонне высушенной морской капусты (ламинарии) содержится до 5 кг йода, в то время как в тонне морской воды его всего лишь 20-30 мг.
Как и большинство жизненно важных элементов, йод в природе совершает круговорот. Поскольку многие соединения йода хорошо растворяются в воде, йод выщелачивается из магматических пород, выносится в моря и океаны. Морская вода, испаряясь, подымает в воздух массы элементарного йода. Именно элементарного: соединения элемента № 53 в присутствии углекислого газа легко окисляются кислородом до 12.
Ветры, переносящие воздушные массы с океана на материк, переносят и йод, который вместе с атмосферными осадками выпадает на землю, попадает в почву, грунтовые воды, в живые организмы. Последние концентрируют йод, но, отмирая, возвращают его в почву, откуда он снова вымывается природными водами, попадает в океан, испа-ряется, и все начинается заново. Это лишь общая схема, в которой опущены все частности и химические преобразования, неизбежные на разных этапах этого вечного коловращения.
А изучен круговорот йода очень хорошо, и это не удивительно: слишком велика роль микроколичеств этого элемента в жизни растений, животных, человека...

Йод четвертое знакомство: биологические функции йода

Они не ограничиваются йодной настойкой. Не будем подробно говорить о роли йода в жизни растений - он один из важнейших микроэлементов, ограничимся его ролью в жизни человека.
Еще в 1854 г. француз Шатен - превосходный химик- аналитик - обнаружил, что распространенность заболеваия зобом находится в прямой зависимости от содержания йода в воздухе, почве, потребляемой людьми пище. Коллеги опротестовали выводы Шатена; более того, Французская академия наук признала их вредными. Что же касается происхождения болезни, то тогда считали, что ее могут вызвать 42 причины - недостаток йода в этом перечне не фигурировал.
Прошло почти полстолетия, прежде чем авторитет немецких ученых Баумана и Освальда заставил французских ученых признать ошибку. Опыты Баумана и Осваль¬да показали, что щитовидная железа содержит поразительно много йода и вырабатывает йод содержащие гормоны. Недостаток йода вначале приводит лишь к небольшому увеличению щитовидной железы, но, прогрессируя, эта болезнь - эндемический зоб - поражает многие системы организма. В результате нарушается обмен веществ, замедляется рост. В отдельных случаях эндемический зоб может привести к глухоте, к кретинизму... Эта болезнь больше распространена в горных районах и в местах, сильно удаленных от моря.
О широком распространении болезни можно судить даже по произведениям живописи. Один из лучших женских портретов Рубенса «Соломенная шляпка». У красивой женщины, изображенной на портрете, заметна припухлость шеи (врач сразу сказал бы: увеличена щитовидка). Те же симптомы и у Андромеды с картины «Персей и Андромеда». Признаки йодной недостаточности видны также у некоторых людей, изображенных на портретах и картинах Рембрандта, Дюрера, Ван-Дейка...
В нашей стране, большинство областей которой уда¬лены от моря, борьба с эндемическим зобом ведется по¬стоянно - прежде всего средствами профилактики. Про¬стейшее и надежнейшее средство - добавка микродоз Иодидов к поваренной соли.
Интересно отметить, что история лечебного применения йода уходит в глубь веков. Целебные свойства веществ, содержащих йод, были известны за 3 тыс. лет до того, как был открыт этот элемент. Китайский кодекс 1567 г. до н. э. рекомендует для лечения зоба морские водо¬росли...
Антисептические свойства иода в хирургии первым использовал французский врач Буапэ. Как ни странно, са¬мые простые лекарственные формы иода - водные и спир¬товые растворы - очень долго не находили применения в хирургии, хотя еще в 1865-1866 гг. великий русский хирург Н. И. Пирогов применял йодную настойку при лечении ран.
Приоритет подготовки операционного поля с помощью йодной настойки ошибочно приписывается немецкому врачу Гроссиху. Между тем еще в 1904 г., за четыре года до Гроссиха, русский военврач Н. П. Филончиков ц своей статье «Водные растворы иода как антисептическая жидкость в хирургии» обратил внимание хирургов на громадные достоинства водных и спиртовых растворов иода именно при подготовке к операции.
Надо ли говорить, что эти простые препараты не утратили своего значения и поныне. Интересно, что иногда йодную настойку прописывают и как внутреннее: не¬сколько капель на чашку молока. Это может принести пользу при атеросклерозе, но нужно помнить, что иод полезен лишь в малых дозах, а в больших он токсичен.

Йод пятое знакомство - сугубо утилитарное

Иодом интересуются не только медики. Он нужен геологам и ботаникам, химикам и металлургам.
Подобно другим галогенам, йод образует многочисленные иодорганические соединения, которые входят в со¬став некоторых красителей.
Соединения иода используют в фотографии и кино-промышленности для приготовления специальных фото-эмульсий и фотопластинок.
Как катализатор йод используется в производстве искусственных каучуков.
Получение сверхчистых материалов - кремния, титана, гафния , циркония - также не обходится без этого эле¬мента. Иодидный способ получения чистых металлов применяют довольно часто.
йодные препараты используют в качестве сухой смазки для трущихся поверхностей из стали и титана.
Изготавливаются мощные йодные лампы накаливания. Стеклянная колба такой лампы заполнена не инертным газом, а парами пода, которые сами излучают свет при высокой температуре.
Йод и его соединения используются в лабораторной практике для анализа и в хемотронных приборах, действие которых основано на окислительно-восстановительных реакциях иода...
Немало труда геологов, химиков и технологов уходит на поиски йодного сырья и разработку способов добычи иода. До 60-х годов прошлого столетия водоросли были единственным источником примышленного получения иода. В 1868 г. иод стали получать из отходов селитряного производства, в которых есть йодат и иодид натрия. Бесплатное сырье и простой способ получения иода из селитряных маточных растворов обеспечили чилийскому иоду широкое распространение. В первую мировую войну поступление чилийской селитры и иода прекратилось, и вскоре недостаток иода начал сказываться на общем состоянии фармацевтической промышленности стран Европы. Начались поиски рентабельных способов получения иода. В нашей стране уже в годы Советской власти иод стали получать из подземных и нефтяных вод Кубани, где он был обнаружен русским химиком А. Л. Потылициным еще в 1882 г. Позже подобные воды были открыты в Туркмении и Азербайджане.
Но содержание иода в подземных водах и попутных водах нефтедобычи очень мало. В этом и заключалась основная трудность при создании экономически оправданных промышленных способов получения иода. Нужно было найти «химическую приманку», которая бы образовывала с иодом довольно прочное соединение и концентрировала его. Первоначально такой «приманкой» оказался крахмал, потом соли меди и серебра, которые связывали йод в нерастворимые соединения. Испробовали керосин - иод хорошо растворяется в нем. Но все эти способы оказались дорогостоящими, а порой и огнеопасными.
В 1930 г. советский инженер В. П. Денисович разработал Угольный метод извлечения иода из нефтяных вод, и этот метод довольно долго был основой советского йодного производства. В килограмме угля за месяц накапливалось до 40 г иода...
Были испробованы и другие методы. Уже в последние десятилетия выяснили, что йод избирательно сорбируется высокомолекулярными ионообменными смолами. В йодной промышленности мира ионитный способ пока используется ограниченно. Были попытки применить его и у нас, но низкое содержание иода и недостаточная избирательность ионитов на йод пока не позволили этому, безусловно, перспективному методу коренным образом преобразить йодную промышленность.
Так же перспективны геотехнологические методы добычи иода. Они позволят извлекать йод из попутных вод нефтяных и газовых месторождений, не выкачивая эти воды на поверхность. Специальные реактивы, введенные через скважину, под землей сконцентрируют иод, и на поверх¬ность будет идти не слабый раствор, а концентрат. Тогда, очевидно, резко возрастет производство иода и потребление его промышленностью - комплекс свойств, присущих этому элементу, для нее весьма привлекателен.
ИОД И ЧЕЛОВЕК. Организм человека не только не нуждается в больших количествах иода, но с удивительным постоянством сохраняет в крови постоянную концентрацию (10~5-10~6%) иода, так называемое йодное зеркало крови. Из общего количества иода в организме, составляющего около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина - гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его, около 1%, находится в виде неорганического иода I1-.
Большие дозы элементарного иода опасны: доза 2-3 г смертельна. В то же время в форме иодида допускается прием внутрь намного больших доз.
Если ввести в организм с пищей значительное количество неорганических солей иода, концентрация его в крови повысится в 1000 раз, но уже через 24 часа йодное зеркало крови придет к норме. Уровень йодного зеркала строго подчиняется закономерностям внутреннего обмена и практически не зависит от условий эксперимента.
В медицинской практике иодорганические соединения используют для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов иода рассеивают рентгеновские лучи. При введении внутрь орга¬низма такого диагностического средства получаются исключитель¬но четкие рентгеновские снимки отдельных участков тканей и органов.
ПОД И КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ. Академик В. И. Вернадский считал, что в образовании иода в земной коре большую роль играют космические лучи, которые вызывают в земной коре ядерные реакции, то есть превращения одних элементов в другие. Благодаря этим превращениям в горных породах могут образовываться очень небольшие количества новых атомов, в том числе атомов иода.
ИОД _ СМАЗКА. Всего 0,6% иода, добавленного к углеводородным маслам, во много раз снижают работу трения в подшипниках из нержавеющей стали и титана. Это позволяет увеличить нагрузку на трущиеся детали более чем в 50 раз.
ИОД И СТЕКЛО. Иод применяют для изготовления специального поляроидного стекла. В стекло (или пластмассу) вводят кристаллики солей иода, которые распределяются строго закономерно. Колебания светового луча не могут проходить через них во всех направлениях. Получается своеобразный фильтр, называемый поляроидом, который отводит встречный слепящий поток света. Такое стекло используют в автомобилях. Комбинируя несколько поляроидов или вращая поляроидные стекла, можно достигнуть исключительно красочных эффектов - это явление используют в кинотехнике и в театре.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО:

• содержание иода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация иода в крови снижается, с февраля начинается новый подъем, а в мае - июне йодное зеркало достигает наивысшего уровня. Эти колебания имеют сравнитель¬но небольшую амплитуду, и их причины до сих пор остаются загадкой;
• из пищевых продуктов много иода содержат яйца, молоко, рыба; очень много иода в морской капусте, которая поступает в продажу в виде консервов, драже и других продуктов;
• первый в России йодный завод был построен в 1915 г. в Екатеринославе (ныне Днепропетровск); получали иод из золы черноморской водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто 200 кг иода;
• если грозовое облако «засеять» йодистым серебром или йодистым свинцом, то вместо града в облаке образуется мелкодисперсная снежная крупа: засеянное такими солями облако проливается Дождем и не вредит посевам.

Кошка бежала, хвостиком махнула. Это не сказка про курочку Рябу, а история открытия йода . Его обнаружили на парижском заводе, преобразующем натриевую селитру в калиевую. Первая отсыревала на воздухе, а вторая была дефицитом.

Превращение происходило при помощи золы, остающейся от сжигания водорослей. Метод изобрели в 1808-ом году, но в чем его секрет не знали. Не знала этого и кошка, за которой погнались рабочие фабрики. опрокинуло два сосуда – с серной кислотой и остаточными солями производства.

В воздух взметнулись фиолетовые пары. Это видел владелец завода Бернар Курт. Несколько опытов провел сам, потом передал информацию ученым. Итог – в 1814-ом году мир узнал о существовании нового элемента. Им стал йод .

Химические и физические свойства йода

Свойства йода обусвловлены его расположением в . Элемент зачислен в 7-ю группу. В ней собраны галогены – наиболее активные неметаллы. У йода, например, легко поляризуемая электронная оболочка.

То есть, ей не стоит труда разделиться в пространстве. Это позволяет катионам других элементов проникать в атом неметалла, масса которого, кстати, 127. «Гости» в электронной оболочке меняют ее, делая йод наиболее ковалентным из всех галогенов.

Проще говоря, элемент может образовывать больше разнообразных связей с другими атомами. Нередко йод поляризуется положительно. Такой атом наиболее активен. Выделяет его и цвет, тот самый фиолетовый.

Атом йода занесенный в таблицу Менделеева – природный экземпляр. Это стабильный изотоп с атомной массой 127. Искусственно получены и другие атомы с номерами 125, 129, 131.

Каждый из них – радиоактивный йод . Изотопы излучают бета- и гамма-лучи, применяются в медицине. Получают радиоактивный йод из продуктов деления урана. То есть, лабораториями служат атомные реакторы.

Стандартный йод можно совместить с большинством неметаллов и примерно 40% металлов. Благородные , , и не только, на 53-ий элемент не реагируют. Взаимодействие невозможно, так же, с , углеродом, кислородом и всеми инертными газами.

Йод ли изучаете, или его соединения, можно определить с помощью воды. Чистый элемент в ней почти не растворяется. Йодиты же, то есть соединения вещества со щелочными и щелочноземельными атомами, растворимы. В исходном виде 53-ий элемент исчезает в воде лишь при сильном нагреве.

Раствор йода легко получить, если использовать органику. Подойдут глицерин, сероуглерод или четыреххлористый углерод. Если растворитель бескислородный, он окрасится в фиолетовый. Если в жидкости есть атомы кислорода, йод сделает ее .

В чистом виде, при комнатной температуре, йод фиолетово-черный. Блеск вещества металлический, агрегатное состояние – . Они плотные – почти 5 граммов на кубический сантиметр.

Кристаллы сложены из молекул, в каждой из которых по 2 атома. В газообразное состояние вещество переходит при температуре 183 градуса. Получение йода жидкого возможно уже при 114-ти по шкале Цельсия.

Применение йода

Соли йода используют в стекольной промышленности. Речь о фарах автомобилей и светильников со спецэффектами. Главный эффект – йодиты служат фильтрами от встречных лучей света. Водители знают, как важно, порой, их нейтрализовать.

Этот процесс назван поляроидом и, собственно, впервые пригодился в фотографическом искусстве. Автор придумки – англичанин Уильям Толбот. Он был выдающимся химиком и физиком 19-го столетия.

В 21-ом веке правят цифровые технологии. Тем не менее, чтобы получить негатив фото до сих пор применяют йодистую разновидность . В сочетании с желатином она дает эмульсию, которой обмазывают подложку из стекла. На покрытие попадает свет, начинается выделение . Больше света – больше металла. Так и составляется картинка.

Йод применение нашел и в металлургии. Соединения элемента помогают получить металлы высокой чистоты. Разлагая йодиты термическим путем, промышленники извлекают, к примеру, ванадий и цирконий. Эти тугоплавкие элементы необходимы для многих ракетных сплавов и материй атомных реакторов.

В автомобильных подшипниках тоже можно найти йод. Какой в нем смысл? Элемент добавляют в смазку. Она рекомендована для титановых и нержавеющей стали. Обработка позволяет деталям выдержать нагрузку в 50 раз больше стандартной. Это при том, что йода в смазке всего 1-2%.

Без 53-го элемента немыслима медицина. Йод в организме контролирует работу щитовидной железы, входит в вырабатываемые ей гормоны ТТГ, Т3 и Т4. При нехватке элемента развивается зоб, возможны раковые образования.

При этом, организм не может выработать вещество сам. Йод поступает исключительно с пищей, БАДами и медикаментами. Из последних легко вспоминается «Йодомарин ».

Его назначают даже грудным детям, особенно, в местностях удаленных от морей. В таких районах, как правило, наблюдается дефицит 53-го элемента, содержащегося, в основном, в водах океанов и их дарах.

Одна из последних разработок врачей — синий йод . К нему примешен крахмал, меняющий цвет привычного раствора для наружного применения. Крахмал, так же, нейтрализует действие спирта и прочих вредных «присадок». Такой эликсир медики разрешают уже для внутреннего применения и для полоскания йодом . Хотя, с последним справится и смесь соль, сода, йод.

Лечение йодом допускается не только в его стабильной, но и радиоактивной формах. Так 131-ый изотоп применяют для восстановления функций щитовидной железы. Процедуры строго нормированы, поскольку переизбыток радиоактивного йода может спровоцировать онкологию.

Добыча йода

Сколько йода добывают в год? Около 30 000 тонн. Мировые запасы элемента оценены почти в 15 000 000 тонн. Большинство из них скрыты в соединениях йода . В чистом виде он встречается редко.

До сих пор актуален способ выделения вещества из природных накопителей – водорослей. В тонне высушенной ламинарии содержится 5 килограммов йода .

В организме человека содержится 25 мг йода. Это довольно маленькое количество, но значение этого элемента очень велико. Дело в том, что большая часть йода находится в щитовидной железе, которая играет ведущую роль в организме, регулируя обмен веществ.

Поэтому дефицит йода ведет к серьезным сбоям всех его систем. В результате страдает умственное и физическое развитие человека, возникает так называемый эндемический зоб.

Суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы. Во время беременности, при усиленном росте и переохлаждении тела эта потребность увеличивается. Большие дозы йода, уже 2-3 г, смертельно опасны для человека. Но это касается только чистого элемента йода.

А неорганические соли йода – йодиды – вполне безвредны. Даже если после приема большого количества йодидов концентрация йода в крови повысится в 1000 раз, то уже спустя 24 часа она придет в норму. Выводится йод из организма почками и слюнными железами.

Функции йода в организме

При наличии в организме человека достаточного количества йода он, сосредоточиваясь в основном в щитовидной железе, за каждый цикл кровообращения – 17 минут – убивает нестойких микробов, тем или иным способом попавших в кровь.

Стойкие микробы ослабляются при прохождении крови через щитовидную железу и через несколько циклов кровообращения погибают. При низком содержании йода железа лишается необходимого ей для нормального функционирования элемента. Существует прямая зависимость между запасом энергии у человека и уровнем потребления им в том или ином виде йода.

Вторая функция йода – оказывать седативное (успокаивающее) действие на человека.

Третья функция йода в организме человека – повышение умственных способностей. Под воздействием йода в организме происходят окислительные процессы, положительно влияющие на мозговую деятельность, повышается эластичность кровеносных сосудов.

Самый известный нам препарат йода, это йодная настойка, пятипроцентная. Именно ее мы достаем, когда порежемся, поранимся, чтобы защититься от проникновения в раны инфекции и загрязнений. Но не все знают, что йод может помочь и в других случаях.

Способы применения йода

Очень хорошо помогают ингаляции с йодом при болезнях верхних дыхательных путей. Чайник наполните на четверть водой, пусть закипит, капните в него 5 капель йода. Сделайте носик из плотного картона и наденьте на носик чайника. Дышите минут двадцать два раза в день.Применение йода

При заболеваниях горла и полости рта приготовьте раствор для полоскания, в стакан с теплой водой добавьте:

• Сода-чайная ложка;
• Соль-чайная ложка;
• Несколько капель йода.

Таким раствором можно полоскать часто, восемь раз в день.

Всем известно дезинфицирующее действие йода, но он еще является противовоспалительным и раздражающим средством.

Применение раствора йода

Все мы знаем лечебную процедуру-йодную сетку. Когда рисуешь ватной палочкой сетку квадратиками 1×1см. Важное значение будет иметь куда нанесена йодная сетка.

При таких болезнях как бронхит, трахеит, пневмония вертикальные линии рисуются по средней линии груди, потом параллельно ей с двух сторон через середину ключицы. Затем параллельно нарисованным полоскам посередине надо нарисовать еще по линии.

На спине рисуем с двух сторон по две вертикальные полоски параллельно позвоночнику через внутренний край лопатки и посередине между начерченными полосками и позвоночником. Горизонтальные полоски на спине и груди рисуют вдоль межреберных областей, так как там расположены сосуды и нервы.

Если у вас остеохондроз, то вертикальные полоски чертите с двух сторон параллельно позвоночнику через внутренний край лопатки, по позвоночнику. Горизонтальные полоски вдоль межреберных пространств.

Обязательно надо проверить чувствительность к йоду. На внутренней стороне предплечья наносят несколько линий. По истечении пятнадцати минут проверяют не появилось ли покраснения или отечность.

Йодную сетку надо рисовать не чаще трех раз в неделю.

Но запомните, что при температуре и высокой чувствительности к йоду сетку чертить запрещено.

Применений йода в народной медицине

Давайте рассмотрим применение йода и в других ситуациях, не только для обеззараживания ран.

1. Йода 5 капель наливают в стакан воды или молока. Принимают при:

• Отравлениях свинцом или ртутью;
• При эндокринных заболеваниях;
• При воспалении дыхательных путей.

2. В стакан молока капните каплю йода, положите немного меда пейте при атеросклерозе один раз в неделю, вечером, после еды.

3. Если беспокоит кашель, капните три капли йода в стакан с горячей водой и выпейте.

4. Когда только начинается насморк и пока нет в носу отечности, выпейте половину стакана воды, добавив пять капель настойки йода. При насморке откройте настойку йода и вдыхайте пары, как можно чаще.

5. Настойка йода применяется для дезинфекции воды, для этого на литр воды нужно капнуть три капли и оставить на полчаса.

Всем нам известный раствор люголя , больше подходит для приема внутрь. Для профилактики дефицита йода принимайте раствор люголя:

• Если масса тела до 65 кг-одна капля;
• Если масса тела больше 65 кг-две капли.
• Пейте два раза в неделю, до еды за двадцать минут.

Раствор люголя отлично подойдет для смазывания горла при ангине и фарингитах.

Противопоказания

Но следует запомнить, что часто применять внутрь препараты йода нельзя. Так как это может привести к:

• Насморку;
• Ларингиту;
• Слезотечению;
• Бронхиту;
• Кожной сыпи.

Если после приема препаратов йода, вы заметили у себя что-то неладное, то сразу прекратите принимать йод. С большой осторожностью нужно отнестись к приему йода женщинам после 45 лет.

Чтобы убрать и очистить свой организм от излишков йода нужно много пить и увеличить потребление соли. Отказаться от использования йода нужно в следующих случаях при:

• Нефрите;
• Туберкулезе;
• Фурункулах
• Геморрагическом диатезе;
• Угрях;
• Высокой чувствительности к йоду.

Вывод : теперь вы знаете и другие способы применения йода, пользуйтесь ими, но не забывайте о противопоказаниях и прежде, чем принимать йод внутрь, посоветуйтесь с доктором.

Желаем вам

Делитесь с друзьями полезной информацией, им тоже может пригодиться: