jod | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
← Tellur | Xenon → | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Udseende af et simpelt stof | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jod krystal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Navn, symbol, nummer | Jod / Jod (I), 53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe , punktum , blok |
17 (forældet 7), 5, p-element |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse ( molær masse ) |
126.90447(3) [1] a. e. m. ( g / mol ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfiguration | [Kr] 4d 10 5s 2 5p 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius | 136 kl | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kemiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
kovalent radius | 133 kl | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ion radius | (+7e) 50 (-1e) 220 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet | 2,66 (Pauling-skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrodepotentiale | +0,535 V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationstilstande | -1, 0, +1, +3, +5, +7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergi (første elektron) |
1008,3 (10,45) kJ / mol ( eV ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termodynamiske egenskaber af et simpelt stof | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tæthed ( i.a. ) | 4,93 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Smeltetemperatur | 113,5°C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kogetemperatur | 184,35°C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oud. fusionsvarme | 15,52 (I-I) kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oud. fordampningsvarme | 41,95 (I-I) kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molær varmekapacitet | 54,44 [2] J/(K mol) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molært volumen | 25,7 cm³ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystalgitteret af et simpelt stof | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gitterstruktur | ortorombisk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gitterparametre | a=7,18 b=4,71 c=9,81 [3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
c / a -forhold | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Andre egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varmeledningsevne | (300 K) (0,45) W/(m K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS nummer | 7553-56-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
længst levede isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
53 | jod |
jeg126,9045 | |
4d 10 5s 2 5p 5 |
Jod [4] ( almindeligt navn er jod [5] ; fra græsk ἰώδης - "violet ( violet )", også fra latin I odum ) er et kemisk grundstof i den 17. gruppe (ifølge den forældede klassificering - hovedundergruppen af den syvende gruppe, VIIA), den femte periode af det periodiske system af kemiske grundstoffer af D. I. Mendeleev , med atomnummer 53.
Et simpelt stof jod (under normale forhold ) er krystaller (formel - I 2 ) sort-grå med en lilla metallisk glans , der viser ikke-metalliske egenskaber og udsender en karakteristisk lugt. Danner let violette dampe med en skarp lugt . Elementært jod er meget giftigt .
Navnet på elementet blev foreslået af Gay-Lussac og kommer fra andet græsk. ἰο-ειδής (lit. "violet-lignende"), henviser til farven på dampen observeret af den franske kemiker Bernard Courtois under opvarmning af en moderlage af tangaske med koncentreret svovlsyre. I medicin og biologi kaldes dette grundstof og simple stof normalt jod , for eksempel "jodopløsning", i overensstemmelse med den gamle version af navnet, der eksisterede i den kemiske nomenklatur indtil midten af det 20. århundrede.
Moderne kemisk nomenklatur bruger navnet jod . Samme holdning findes i nogle andre sprog, for eksempel på tysk: almindelig Jod og terminologisk korrekt Iod . Samtidig med ændringen af grundstoffets navn i 1950'erne af International Union of General and Applied Chemistry blev grundstofsymbolet J erstattet af I [6] .
Jod blev opdaget i 1811 af Courtois . Når svovlsyre blev kogt med saltlage af tangaske, observerede han udviklingen af en violet damp, som, når den blev afkølet, blev til mørke krystaller med en lys glans.
Jods elementære natur blev fastslået i 1811-1813 af L. J. Gay-Lussac (og lidt senere af H. Davy ). Gay - Lussac modtog også mange derivater ( HI , HIO3, I2O5 , ICl , etc. ). Den vigtigste naturlige kilde til jod er borevandet fra olie- og gasbrønde.
I begyndelsen af det 20. århundrede var de vigtigste verdensleverandører af jod indehaverne af de chilenske salpeterfabrikker "Iodine Association" og "International Syndicate", som begrænsede udvindingen af jod ved kun at bruge 30 ud af 160 fabrikker (700 tons pr. år ud af en potentiel 4000) for at opretholde høje priser på verdensmarkedet. I Storbritannien, Japan og Norge blev jod fremstillet af tang. I 1914 købte britiske firmaer op og lukkede de norske jodfabrikker. Rusland importerede chilensk jod gennem tyske og amerikanske mellemmænd indtil 1917, hvor en særlig tsarkommission godkendte etableringen af et anlæg i Arkhangelsk til udvinding af jod fra Hvidehavsalger til frontens behov. I 1923, på grund af vanskelighederne med at indsamle råvarer, blev anlægget urentabelt og blev opløst. Dets ansatte åbnede en ny Zhizhginsky-fabrik med støtte fra jodafdelingen i Arkhangelsk Institute of Industrial Research og involverede Pomors i indsamlingen af råmaterialer. Startende med 50 kg jod i 1923, modtog fabriksarbejderne i 1929 det første ton jod. Med USSR's årlige efterspørgsel på 115 tons tildelte RSFSR's statslige planlægningsudvalg yderligere midler til opførelse af yderligere 20 anlæg ved Hvidehavet og overvejede også muligheden for at udvinde jod fra oliekilderne på Apsheron-halvøen [ 7] . I 1964, på grundlag af Slavyansko-Troitskoye-forekomsten (den eneste industrielle forekomst af jod-bromvand i Rusland), blev Troitsk-jodfabrikken lanceret med en driftskapacitet på 200 tons jod om året. Med Sovjetunionens sammenbrud og fremkomsten af billig jod fra Chile på hjemmemarkedet i midten af 1990'erne, blev virksomheden urentabel; YuzhPharm" [8] .
Jod er et sjældent grundstof. Hans clark er kun 0,5 mg/kg . Det er dog ekstremt spredt i naturen og er langt fra det mest almindelige element, men er til stede næsten overalt. Jod er i form af iodider i havvand ( 20-30 mg pr. ton havvand). Det er til stede i levende organismer, mest af alt i alger (op til 3 g pr. ton tørret tang [9] - tangalger ). Det er også kendt i naturen i fri form, som et mineral , men sådanne fund er sjældne - i de termiske kilder i Vesuv og på øen Vulcano ( Italien ). Reserver af naturlige iodider anslås til 15 millioner tons , 99% af reserverne er i Chile og Japan . I øjeblikket udføres intensiv jodminedrift i disse lande, for eksempel producerer det chilenske Atacama Minerals over 720 tons jod om året. Det mest berømte af jodmineralerne er lautarit Ca(IO 3 ) 2 . Nogle andre jodmineraler er iodobromite Ag(Br, Cl, I), embolite Ag(Cl, Br), myersite CuI 4AgI.
Råmaterialet til den industrielle produktion af jod i Rusland er olieborevand [10] , mens der i fremmede lande, der ikke har olieforekomster, anvendes tang, samt moderopløsninger af chilensk (natrium)nitrat, lud fra kaliumchlorid og nitratindustrien, hvilket i høj grad øger produktionsomkostningerne for jod fra sådanne råvarer [11] .
Den typiske koncentration af jod i underjordiske saltlage (hvor det normalt findes i form af natriumiodid) er 30...150 ppm . De anslåede reserver af jod i saltlage er 5 millioner tons i Japan, 0,25 millioner tons i USA, 0,1 millioner tons i Indonesien og 0,36 millioner tons i alt i Turkmenistan, Aserbajdsjan og Rusland. Reserverne af jod i de chilenske aflejringer af kaliche (kalkholdige sekundære aflejringer med urenheder af nitrater, chlorider, iodater og andre opløselige salte i Atacama-ørkenen , hvor det er til stede i form af calciumiodat Ca(IO 3 ) 2 ) er 1,8 millioner tons. Derudover bemærkes muligheden for at udvinde jod fra tang (reserver på omkring 4 tusinde tons i Japan). Det samlede skøn over jodreserver er 7,5 millioner tons, havvand (34,5 millioner tons) ikke medregnet, hvorfra den direkte udvinding af jod er økonomisk urentabel på grund af dens lave koncentration - mindre end 0,05 ppm [12] .
Den komplette elektroniske konfiguration af jodatomet er: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 5
Naturligt jod er et monoisotopisk grundstof , det indeholder kun én isotop - jod-127 (se isotoper af jod ). Konfigurationen af det ydre elektronlag er 5 s 2 p 5 . I forbindelser udviser det oxidationstilstande -1, 0, +1, +3, +5 og +7 (valenser I, III, V og VII).
Radius af det neutrale iodatom er 0,136 nm , de ioniske radius I- , I5 + og I7+ er henholdsvis 0,206; 0,058-0,109 ; 0,056-0,067 nm . Energierne ved successiv ionisering af et neutralt jodatom er henholdsvis: 10,45; 19.10; 33 eV . Elektronaffinitet −3,08 eV . Ifølge Pauling-skalaen er jods elektronegativitet 2,66, jod er et ikke-metal.
Jod er under normale forhold et fast stof, sortgrå eller mørkelilla krystaller med en let metallisk glans og en specifik lugt.
Dampe har en karakteristisk lilla farve , ligesom opløsninger i ikke-polære organiske opløsningsmidler, såsom benzen , i modsætning til en brun opløsning i polær ethanol . Lidt opløseligt i vand ( 0,28 g/l ), bedre opløseligt i vandige opløsninger af alkalimetaliodider med dannelse af triiodider (f.eks. kaliumtriiodid KI 3 ).
Når det opvarmes ved atmosfærisk tryk, sublimerer (sublimerer) jod og bliver til en violet damp; når den afkøles ved atmosfærisk tryk, krystalliserer joddamp og omgår den flydende tilstand. Dette bruges i praksis til at rense jod fra ikke-flygtige urenheder.
Flydende jod kan opnås ved at opvarme det under tryk.
Der er 37 kendte isotoper af jod med massetal fra 108 til 144. Af disse er kun 127 I stabile ; individuelle isotoper bruges til terapeutiske og diagnostiske formål.
Det radioaktive nuklid 131 I henfalder med emission af β - partikler (de mest sandsynlige maksimale energier er 0,248, 0,334 og 0,606 MeV ), samt med emission af γ - kvanter med energier fra 0,08 til 0,14 ] 3 MeV .
Jod tilhører gruppen af halogener .
Den elektroniske formel ( elektronisk konfiguration ) for jod er: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 5 .
Danner en række syrer: hydroiodisk (HI) , iod ( HIO) , iod (HIO 2 ) , iod (HIO 3 ) , iod (HIO 4 ) .
Kemisk er jod ret aktivt, dog i mindre grad end klor og brom .
En 5% alkoholopløsning af jod bruges til at desinficere huden omkring en skade (sår, snit eller andet sår), men ikke til oral administration i tilfælde af jodmangel i kroppen. Produkter med tilsætning af jod til stivelse (det såkaldte " blå jod " - Iodinol , Yoks , Betadine osv.) er mildere antiseptiske midler .
Med et stort antal intramuskulære injektioner laves et jodnet i deres sted for patienten - et net trækkes med jod på det område, hvori der foretages injektioner (for eksempel på balderne ). Dette er nødvendigt for hurtigt at opløse de "buler", der dannes på stederne for intramuskulære injektioner.
I røntgen- og tomografiske undersøgelser er jodholdige kontrastmidler meget brugt .
Jod-131 , ligesom nogle radioaktive isotoper af jod ( 125 I, 132 I), bruges i medicin til diagnosticering og behandling af skjoldbruskkirtelsygdomme [2] . Isotopen er meget udbredt til behandling af diffus giftig struma (Graves' sygdom), nogle tumorer. I henhold til strålingssikkerhedsstandarderne NRB-99/2009 , der er vedtaget i Rusland, er udskrivning fra klinikken af en patient behandlet med jod-131 tilladt, når den samlede aktivitet af dette nuklid i patientens krop falder til et niveau på 0,4 GBq [19] .
I retsmedicin bruges joddamp til at detektere fingeraftryk på papiroverflader, såsom pengesedler.
Jod bruges i lyskilder :
Jod bruges som en del af den positive elektrode (oxidationsmiddel) i lithium-ion- batterier til biler.
LaserfusionNogle organiske jodforbindelser anvendes til fremstilling af højeffektgaslasere baseret på exciterede jodatomer (forskning inden for termonuklear laserfusion).
Verdensforbruget af jod var i 2016 ca. 33 tusinde tons. Omkring 18% (6 tusinde tons) kommer fra genbrug. Mere end 95% af verdensproduktionen af jod udvindes i 6 lande: Japan, USA, Turkmenistan, Aserbajdsjan, Indonesien (i alle disse - fra underjordiske saltlage) og Chile (fra naturlige forekomster af iodater i Atacama ). Det meste amerikansk jod produceres fra saltlage pumpet fra dybe brønde i det nordlige Oklahoma . I Japan udvindes jod som et biprodukt fra jodholdige saltlage fra gasbrønde. I Aserbajdsjan og Turkmenistan udvindes saltlage fra specielt borede brønde, der ikke er forbundet med olie- eller gasproduktion. I Indonesien udnyttes forekomster af jodholdige saltlage i Mojokerto (Øst Java), produktionen er hovedsageligt til indenlandsk forbrug [12] .
Omkring 3 % af verdensproduktionen af jod bruges til menneskelige ernæringsmæssige behov som et sporstof (tilsætningsstof til bordsalt og individuelle fødevaretilsætningsstoffer). Omkring 8 % bruges på kosttilskud til dyr. 22 % går til produktion af røntgenfaste midler, der anvendes i medicinsk diagnostik, 13 % til andre lægemidler, 7 % til desinfektionsmidler (såsom tinktur af jod), 4 % til biocider tilsat til maling for at undertrykke væksten af skimmelsvampe på den malede overflade. 12% jod bruges til fremstilling af polariserende film til flydende krystalskærme (i form af polyiodider I-
3og jeg-
5). 4% forbruges i form af kobber(I) iodid og andre iodider som tilsætningsstoffer til polyamider ( kapron , nylon og andre) for at stabilisere dem mod varme, lys og ilt [12] .
Jod tilhører sporstoffer [20] [21] [22] og er til stede i alle levende organismer. Dets indhold i planter afhænger af tilstedeværelsen af dets forbindelser i jord og vand. Nogle tang ( tang , tang , fucus og andre) akkumulerer op til 1% jod. Vandplanter af andemadsfamilien er rige på jod . Jod er inkluderet i skeletproteinet i svampe og skeletproteiner fra marine polychaete-orme .
Hos dyr og mennesker er jod en del af de såkaldte skjoldbruskkirtelhormoner, der produceres af skjoldbruskkirtlen - thyroxin og triiodothyronin , som har en mangefacetteret effekt på kroppens vækst, udvikling og stofskifte.
Den menneskelige krop (legemsvægt 70 kg ) indeholder 12-200 mg jod; indholdet af jod i den menneskelige krop (totalt) er omkring 0,0001%. Menneskets daglige behov for jod bestemmes af alder, fysiologisk tilstand og kropsvægt. For en midaldrende person med normal bygning (normostenisk) er den daglige dosis jod 0,15 mg [23] .
Fraværet eller mangel på jod i kosten (som er typisk for nogle områder) fører til sygdomme ( endemisk struma , kretinisme , hypothyroidisme ). I den forbindelse tilsættes kaliumiodid , natriumiodid eller kaliumiodat ( jodiseret salt ) til bordsalt , som sælges i områder med en naturlig geokemisk mangel på jod, i forebyggende øjemed .
Mangel på jod fører til sygdomme i skjoldbruskkirtlen (for eksempel Graves' sygdom , kretinisme ). Også med en let mangel på jod bemærkes træthed, hovedpine, deprimeret humør, naturlig dovenskab, nervøsitet og irritabilitet; hukommelse og intellekt svækkes. Over tid opstår arytmi, blodtrykket stiger, og niveauet af hæmoglobin i blodet falder.
Overskydende jod i maden tolereres normalt let af kroppen, men i nogle tilfælde hos personer med overfølsomhed kan dette overskud også føre til skjoldbruskkirtellidelser [24] .
Jod i form af et frit stof er giftigt. Semi-letal dosis ( LD50 ) - 3 g . Forårsager skader på nyrerne og det kardiovaskulære system. Når joddampe indåndes, opstår der hovedpine, hoste, løbende næse, og der kan være lungeødem . Når det kommer i kontakt med øjnenes slimhinde, opstår tåreflåd, øjensmerter og rødme. Ved indtagelse opstår generel svaghed, hovedpine, feber, opkastning, diarré, brun belægning på tungen, smerter i hjertet og øget puls. Et døgn senere dukker der blod op i urinen. Efter 2 dage opstår nyresvigt og myokarditis . Uden behandling opstår døden [25] .
MPC for jod i vand er 0,125 mg/dm³, i luft 1 mg/m³. Jod tilhører II -klassen af toksicitet (meget farlig) ifølge GOST 12.1.007-76 [26] .
Radioaktivt jod-131 (radiojod), som er en beta- og gamma-emitter, er særligt farligt for menneskekroppen, da radioaktive isotoper ikke biokemisk adskiller sig fra stabile. Derfor er næsten alt radioaktivt jod, ligesom almindeligt jod, koncentreret i skjoldbruskkirtlen, hvilket fører til dets eksponering og dysfunktion. De vigtigste kilder til atmosfærisk forurening med radioaktivt jod er atomkraftværker og farmakologisk produktion [27] . Samtidig gør denne egenskab af radioaktivt jod det muligt at bruge det til at bekæmpe skjoldbruskkirteltumorer og diagnosticere skjoldbruskkirtelsygdomme (se ovenfor).
Ordbøger og encyklopædier |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Periodisk system af kemiske elementer af D. I. Mendeleev | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
_ | Jodforbindelser|
---|---|
oxider |
|
Halogenider og oxyhalogenider |
|
syrer |
|
Andet |
|