jód | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
← Tellur | Xenon → | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vzhled jednoduché látky | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jódový krystal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vlastnosti atomu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jméno, symbol, číslo | jód / jod (I), 53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Skupina , období , blok |
17 (zastaralé 7), 5, p-prvek |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
atomová hmotnost ( molární hmotnost ) |
126.90447(3) [1] a. e. m. ( g / mol ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronická konfigurace | [Kr] 4d 10 5s 2 5p 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Poloměr atomu | 136 hodin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chemické vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
kovalentní poloměr | 133 hodin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Poloměr iontů | (+7e) 50 (-1e) 220 hodin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativita | 2,66 (Paulingova stupnice) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrodový potenciál | +0,535 V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidační stavy | -1, 0, +1, +3, +5, +7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionizační energie (první elektron) |
1008,3 (10,45) kJ / mol ( eV ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hustota (v n.a. ) | 4,93 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Teplota tání | 113,5 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Teplota varu | 184,35 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oud. teplo tání | 15,52 (I-I) kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oud. výparné teplo | 41,95 (I-I) kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molární tepelná kapacita | 54,44 [2] J/(K mol) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molární objem | 25,7 cm³ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystalová mřížka jednoduché látky | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Příhradová konstrukce | ortorombický | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Parametry mřížky | a=7,18 b=4,71 c=9,81 [3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
poměr c / a | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Další vlastnosti | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tepelná vodivost | (300 K) (0,45) W/(m K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Číslo CAS | 7553-56-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
nejdéle žijící izotopy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
53 | jód |
já126,9045 | |
4d 10 5s 2 5p 5 |
Jód [4] ( obecný název je jód [5] ; z řečtiny ἰώδης - „fialový ( fialový )“, také z latiny I odum ) je chemický prvek 17. skupiny (podle zastaralé klasifikace - hlavní podskupina sedmá skupina, VIIA ), páté období periodického systému chemických prvků D. I. Mendělejeva , s atomovým číslem 53.
Jednoduchá látka jód (za normálních podmínek ) jsou krystaly (vzorec - I 2 ) černošedé s fialovým kovovým leskem , vykazující nekovové vlastnosti a vydávající charakteristický zápach. Snadno tvoří fialové páry se štiplavým zápachem . Elementární jód je vysoce toxický .
Název prvku navrhl Gay-Lussac a pochází z jiné řečtiny. ἰο-ειδής (rozsvícený. "fialový"), odkazující na barvu páry pozorovanou francouzským chemikem Bernardem Courtoisem při zahřívání mateřského nálevu z popela z mořských řas s koncentrovanou kyselinou sírovou. V medicíně a biologii se tento prvek a jednoduchá látka obvykle nazývá jód , například „roztok jódu“, v souladu se starou verzí názvu, která existovala v chemické nomenklatuře až do poloviny 20. století.
Moderní chemické názvosloví používá název jód . Stejná pozice existuje v některých dalších jazycích, například v němčině: obyčejný jod a terminologicky správný jod . Současně se změnou názvu prvku v 50. letech 20. století Mezinárodní unií obecné a aplikované chemie byl symbol prvku J nahrazen symbolem I [6]. .
Jód byl objeven v roce 1811 Courtoisem . Když se kyselina sírová povařila s solným roztokem z popela z mořských řas, pozoroval vývoj fialové páry, která se po ochlazení změnila na tmavé krystaly s jasným leskem.
Elementární povahu jódu stanovil v letech 1811-1813 L. J. Gay-Lussac (a o něco později H. Davy ). Gay-Lussac také obdržel mnoho derivátů ( HI , HIO 3 , I 2 O 5 , ICl, atd.). Nejdůležitějším přírodním zdrojem jódu je vrtná voda z ropných a plynových vrtů.
Na počátku 20. století byli hlavními světovými dodavateli jódu držitelé chilských továren na ledek „Iodine Association“ a „International Syndicate“, které omezovaly těžbu jódu, využívaly pouze 30 ze 160 továren (700 tun na rok z potenciálních 4000) udržet vysoké ceny na světovém trhu . Ve Velké Británii, Japonsku a Norsku se jód vyráběl z mořských řas. V roce 1914 britské firmy koupily a uzavřely norské továrny na jód. Rusko dováželo chilský jód přes německé a americké prostředníky až do roku 1917, kdy zvláštní carská komise schválila zřízení závodu v Archangelsku na těžbu jódu z bělomořských řas pro potřeby fronty. V roce 1923 se závod kvůli obtížím se sběrem surovin stal nerentabilním a byl zrušen. Jeho zaměstnanci otevřeli za podpory jódového oddělení Archangelského institutu průmyslového výzkumu a zapojení Pomorů do sběru surovin nový Žižginskij závod. Počínaje 50 kg jódu v roce 1923, v roce 1929 dostali tovární dělníci první tunu jódu. S roční poptávkou SSSR ve výši 115 tun přidělil Státní plánovací výbor RSFSR další finanční prostředky na výstavbu dalších 20 závodů v Bílém moři a také zvážil možnost těžby jódu z ropných zdrojů na poloostrově Apsheron [ 7] . V roce 1964 byla na základě ložiska Slavjansko-Troitskoje (jediného průmyslového ložiska jodobromových vod v Rusku) spuštěna jodová továrna Troitsk s kapacitou provozních zásob 200 tun jódu ročně. S rozpadem SSSR a objevením se levného jódu z Chile na domácím trhu v polovině 90. let se podnik stal nerentabilním; YuzhPharm“ [8] .
Jód je vzácný prvek. Jeho clark je pouze 0,5 mg/kg . V přírodě je však extrémně rozptýlený a vzhledem k tomu, že zdaleka není nejběžnějším prvkem, je přítomen téměř všude. Jód je v mořské vodě ve formě jodidů ( 20-30 mg na tunu mořské vody). Je přítomen v živých organismech, nejvíce v řasách (až 3 g na tunu sušených mořských řas [9] - chaluha ). V přírodě je známý i ve volné formě, jako minerál , ale takové nálezy jsou vzácné - v termálních pramenech Vesuv a na ostrově Vulcano ( Itálie ). Zásoby přírodních jodidů se odhadují na 15 milionů tun , 99 % zásob je v Chile a Japonsku . V současné době probíhá v těchto zemích intenzivní těžba jódu, například chilské Atacama Minerals ročně vyprodukují přes 720 tun jódu. Nejznámějším z jodových minerálů je lautarit Ca(IO 3 ) 2 . Některé další jodové minerály jsou jodobromit Ag(Br, Cl, I), embolit Ag(Cl, Br), myersit Cul 4AgI.
Surovinou pro průmyslovou výrobu jódu v Rusku je ropná vrtná voda [10] , zatímco v cizích zemích, které nemají ložiska ropy, se používají mořské řasy, dále matečné roztoky chilského (sodného) dusičnanu, louhu z potaše a dusičnanového průmyslu, což značně zvyšuje náklady na výrobu jódu z takových surovin [11] .
Typická koncentrace jódu v podzemních solankách (kde se obvykle vyskytuje ve formě jodidu sodného) je 30...150 ppm . Odhadované zásoby jódu v solance jsou 5 milionů tun v Japonsku, 0,25 milionu tun v USA, 0,1 milionu tun v Indonésii a 0,36 milionu tun celkem v Turkmenistánu, Ázerbájdžánu a Rusku. Zásoby jódu v chilských nalezištích kalichu ( vápnitá sekundární ložiska s nečistotami dusičnanů, chloridů, jodičnanů a dalších rozpustných solí v poušti Atacama , kde se vyskytuje ve formě jodičnanu vápenatého Ca(IO 3 ) 2 ) jsou 1,8 milionů tun. Kromě toho je zaznamenána možnost získávání jódu z mořských řas (zásoby asi 4 tisíce tun v Japonsku). Celkový odhad zásob jódu je 7,5 mil. tun, nepočítaje mořskou vodu (34,5 mil. tun), z níž je přímá těžba jódu ekonomicky nerentabilní pro jeho nízkou koncentraci – méně než 0,05 ppm [12] .
Kompletní elektronová konfigurace atomu jódu je: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 5
Přírodní jód je monoizotopický prvek , obsahuje pouze jeden izotop - jód-127 (viz Izotopy jódu ). Konfigurace vnější elektronové vrstvy je 5 s 2 p 5 . Ve sloučeninách vykazuje oxidační stavy −1, 0, +1, +3, +5 a +7 (valence I, III, V a VII).
Poloměr neutrálního atomu jódu je 0,136 nm , iontové poloměry I- , I5 + a I7+ jsou 0,206; 0,058-0,109 ; 0,056-0,067 nm . Energie postupné ionizace neutrálního atomu jódu jsou: 10,45; 19,10; 33 eV . Elektronová afinita −3,08 eV . Podle Paulingovy stupnice je elektronegativita jódu 2,66, jód je nekov.
Jód je za normálních podmínek pevná látka, černošedé nebo tmavě fialové krystaly s lehkým kovovým leskem a specifickým zápachem.
Páry mají charakteristickou fialovou barvu , stejně jako roztoky v nepolárních organických rozpouštědlech, jako je benzen , na rozdíl od hnědého roztoku v polárním ethanolu . Málo rozpustný ve vodě ( 0,28 g/l ), lépe rozpustný ve vodných roztocích jodidů alkalických kovů s tvorbou trijodidů (např. trijodid draselný KI 3 ).
Při zahřátí při atmosférickém tlaku jód sublimuje (sublimuje) a mění se ve fialovou páru; když se ochladí při atmosférickém tlaku, páry jódu krystalizují a obcházejí kapalné skupenství. To se v praxi používá k čištění jódu od netěkavých nečistot.
Kapalný jód lze získat zahřátím pod tlakem.
Existuje 37 známých izotopů jódu s hmotnostními čísly od 108 do 144. Z nich je stabilních pouze 127 I ; jednotlivé izotopy se používají pro terapeutické a diagnostické účely.
Radioaktivní nuklid 131 I se rozpadá jednak emisí β - částic (nejpravděpodobnější maximální energie jsou 0,248, 0,334 a 0,606 MeV ), jednak emisí γ - kvant s energiemi od 0,08 do 0,723 MeV [14] .
Jód patří do skupiny halogenů .
Elektronický vzorec ( Elektronická konfigurace ) jódu je: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 5 .
Tvoří řadu kyselin: jodovodíkovou (HI) , jodovou ( HIO) , jodovou (HIO 2 ) , jodovou (HIO 3 ) , jodovou (HIO 4 ) .
Chemicky je jód poměrně aktivní, i když v menší míře než chlor a brom .
5% lihový roztok jódu se používá k dezinfekci kůže v okolí poranění (tržné, řezné nebo jiné rány), ne však k perorálnímu podání při nedostatku jódu v těle. Produkty přídavku jódu do škrobu (tzv. " Modrý jód " - Iodinol , Yoks , Betadine atd.) jsou mírnější antiseptika .
Při velkém počtu intramuskulárních injekcí se na jejich místo pro pacienta vyrobí jódová síťka - síťka se nakreslí jódem na místo, do kterého se injekce aplikují (například na hýždě ). To je nezbytné, aby se rychle rozpustily "hrbolky" vytvořené v místech intramuskulárních injekcí.
V rentgenových a tomografických studiích se široce používají kontrastní látky obsahující jód .
Jód-131 se stejně jako některé radioaktivní izotopy jódu ( 125 I, 132 I) používá v lékařství pro diagnostiku a léčbu onemocnění štítné žlázy [2] . Izotop je široce používán při léčbě difuzní toxické strumy (Gravesova choroba), některých nádorů. Podle norem radiační bezpečnosti NRB-99/2009 přijatých v Rusku je propuštění z kliniky pacienta léčeného jódem-131 povoleno, když celková aktivita tohoto nuklidu v těle pacienta klesne na úroveň 0,4 GBq [19] .
Ve forenzní praxi se páry jódu používají k detekci otisků prstů na površích papíru, jako jsou bankovky.
Jód se používá ve světelných zdrojích :
Jód se používá jako součást kladné elektrody (oxidační činidlo) v lithium-iontových bateriích pro automobily.
Laserová fúzeNěkteré organiojodové sloučeniny se používají pro výrobu vysokovýkonných plynových laserů na bázi excitovaných atomů jódu (výzkum v oblasti laserové termonukleární fúze).
Světová spotřeba jódu v roce 2016 byla cca. 33 tisíc tun. Asi 18 % (6 tisíc tun) pochází z recyklace. Více než 95 % světové produkce jódu se těží v 6 zemích: Japonsku, USA, Turkmenistánu, Ázerbájdžánu, Indonésii (ve všech - z podzemních solanek) a Chile (z přírodních ložisek jodičnanů v Atacamě ). Většina amerického jódu se vyrábí ze solanky čerpané z hlubokých vrtů v severní Oklahomě . V Japonsku se jód získává jako vedlejší produkt ze solanek obsahujících jód z plynových vrtů. V Ázerbájdžánu a Turkmenistánu se solanky těží ze speciálně vyvrtaných vrtů, které nejsou spojeny s těžbou ropy nebo plynu. V Indonésii se těží ložiska jodonosných solanek v Mojokertu (východní Jáva), výroba je převážně pro domácí spotřebu [12] .
Asi 3 % světové produkce jódu se používá pro potřeby lidské výživy jako stopový prvek (přísada do kuchyňské soli a jednotlivých potravinářských přídatných látek). Zhruba 8 % je vynaloženo na doplňky stravy pro zvířata. 22 % připadá na výrobu radioopákních prostředků používaných v lékařské diagnostice, 13 % na ostatní léčiva, 7 % na dezinfekční prostředky (jako je jódová tinktura), 4 % na biocidy přidávané do barev k potlačení růstu plísní na lakovaném povrchu. 12% jód se používá pro výrobu polarizačních fólií pro displeje z tekutých krystalů (ve formě polyjodidů I−
3a já−
5). 4 % se spotřebují ve formě jodidu měďného a dalších jodidů jako přísady do polyamidů ( kapron , nylon a další) ke stabilizaci proti teplu, světlu a kyslíku [12] .
Jód patří mezi stopové prvky [20] [21] [22] a je přítomen ve všech živých organismech. Jeho obsah v rostlinách závisí na přítomnosti jeho sloučenin v půdě a vodě. Některé mořské řasy ( mořské řasy , chaluhy , fucus a další) akumulují až 1 % jódu. Vodní rostliny z čeledi okřehků jsou bohaté na jód . Jód je součástí kosterního proteinu hub a kosterních proteinů mořských mnohoštětinatců .
U zvířat a lidí je jód součástí tzv. hormonů štítné žlázy produkovaných štítnou žlázou - tyroxinu a trijodtyroninu , které mají mnohostranný vliv na růst, vývoj a metabolismus organismu.
Lidské tělo (tělesná hmotnost 70 kg ) obsahuje 12-200 mg jódu; obsah jódu v lidském těle (celkem) je asi 0,0001 %. Denní lidská potřeba jódu je dána věkem, fyziologickým stavem a tělesnou hmotností. Pro člověka středního věku normální postavy (normostenického) je denní dávka jódu 0,15 mg [23] .
Absence nebo nedostatek jódu ve stravě (který je typický pro některé oblasti) vede k onemocněním ( endemická struma , kretinismus , hypotyreóza ). V tomto ohledu se do kuchyňské soli , která se prodává v oblastech s přirozeným geochemickým nedostatkem jódu, preventivně přidává jodid draselný , jodid sodný nebo jodičnan draselný ( jodidovaná sůl ) .
Nedostatek jódu vede k onemocněním štítné žlázy (např. Gravesova choroba , kretinismus ). Také při mírném nedostatku jódu je zaznamenána únava, bolest hlavy, depresivní nálada, přirozená lenost, nervozita a podrážděnost; paměť a intelekt oslabují. Časem se objevuje arytmie, stoupá krevní tlak a klesá hladina hemoglobinu v krvi.
Nadbytek jódu v potravě je tělem obvykle snadno tolerován, ale v některých případech může tento nadbytek u osob s přecitlivělostí vést i k poruchám štítné žlázy [24] .
Jód ve formě volné látky je jedovatý. Pololetální dávka ( LD50 ) - 3 g . Způsobuje poškození ledvin a kardiovaskulárního systému. Při vdechování jodových par se objevuje bolest hlavy, kašel, rýma a může se objevit plicní edém . Při kontaktu s oční sliznicí se objevuje slzení, bolest oka a zarudnutí. Při požití se objevuje celková slabost, bolest hlavy, horečka, zvracení, průjem, hnědý povlak na jazyku, bolest u srdce a zrychlený tep. O den později se v moči objeví krev. Po 2 dnech se objeví selhání ledvin a myokarditida . Bez léčby nastává smrt [25] .
MPC jódu ve vodě je 0,125 mg/dm³, ve vzduchu 1 mg/m³. Jód patří do II . třídy toxicity (vysoce nebezpečný) podle GOST 12.1.007-76 [26] .
Radioaktivní jód-131 (radiojód), který je beta a gama zářičem, je pro lidské tělo obzvláště nebezpečný, protože radioaktivní izotopy se biochemicky neliší od stabilních. Proto se téměř veškerý radioaktivní jód, stejně jako běžný jód, koncentruje ve štítné žláze, což vede k její expozici a dysfunkci. Hlavními zdroji znečištění atmosféry radioaktivním jódem jsou jaderné elektrárny a farmakologická výroba [27] . Tato vlastnost radiojódu zároveň umožňuje jeho využití v boji proti nádorům štítné žlázy a diagnostice onemocnění štítné žlázy (viz výše).
Slovníky a encyklopedie |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
jódu | Sloučeniny|
---|---|
oxidy |
|
Halogenidy a oxyhalogenidy |
|
kyseliny |
|
jiný |
|