Йод растворяется в воде

Йод. Чудо-микроэлемент на страже вашего здоровьяТекст

© Константинов Ю., 2016

© ЗАО «Издательство Центрполиграф», 2016

Введение

Человек не может жить без микро- и макроэлементов. Это знают все. Калий, магний, кальций, натрий, йод… В данном случае нас интересует йод. В чем его польза для организма человека, зачем он нужен, где находится в природе и как поступает к человеку, через какие продукты питания.

Наша страна в основной своей части, кроме приморских районов, относится к местностям, бедным йодом. И это сказывается на здоровье людей, ведь от йода зависит работа щитовидной железы, а от нее – многие функции организма, включая работу головного мозга.

Так как же лучше употреблять йод, в каких количествах? Некоторые люди считают, что чем больше, тем лучше, «все в дело пойдет». А вот это очень серьезная ошибка. Избыток йода вреден не менее, чем его недостаток.

Ниже будут представлены общие сведения о йоде как химическом элементе, о содержании йода в продуктах питания и нормах его употребления. Отдельная глава посвящена заболеваниям щитовидной железы, связанным с недостатком или избытком йода. Далее будут приведены рецепты народной медицины с йодом и применение йода в косметологии в масках для лица, рук и ног.

Немногие люди знают о существовании очень полезного вещества под названием «синий йод», которое представляет собой соединение обычного йода с крахмалом. Будет рассказано о его свойствах и применении. И в конце отдельная глава посвящена пользе и применению крахмала.

Общие сведения о йоде

Название его происходит от греческого слова, означающего «фиалковый» или «фиолетовый». В твердом виде он блестящий темно-серый неметалл (относится к группе галогенов), а в газообразном виде имеет фиолетовый цвет. При этом интересно, что йод обладает повышенной летучестью и уже при обычной комнатной температуре испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар.

Йод плохо растворим в воде, зато хорошо растворяется во многих органических растворителях: сероуглероде, бензоле, спирте, керосине, эфире, хлороформе, а также в водных растворах калия и натрия, причем в них концентрация йода будет гораздо выше, чем та, которую можно получить прямым растворением йода в воде.

Открыл это вещество в 1811 году французский химик Бернар Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 года французский физик и химик Жозеф Гей-Люссак предложил считать его химическим элементом.

Йод в природе содержится практически везде, но при этом в чрезвычайно малых количествах, именно поэтому в организмах живых существ может легко ощущаться его недостаток. Больше всего его в морской воде: 20–30 мг на тонну воды, а в морских водорослях его 2,5 г на тонну высушенной морской капусты (ламинарии).

Из морской воды йод попадает в воздух и разносится по окрестной суше. Чем ближе к морю-океану, тем больше йода в воздухе и земле. С дождями часть йода уходит под землю, образуя йодобромные воды, которые обнаруживают в районах нефтяных месторождений. В одном литре этих вод содержится от 20 до 100 мг йода. В нашей стране из буровых вод и получают сырье для медицинской промышленности.

В качестве минерала йод встречается чрезвычайно редко, такие находки были в термальных источниках Везувия и на острове Вулькано (Италия). Из минералов, богатых йодом, наиболее известен лаутарит, но промышленных месторождений лаутарита на Земле нет.

До 1860-х годов единственным источником промышленного получения йода были водоросли. В 1868 году йод стали получать из отходов селитряного производства. В России йод стали получать из подземных и нефтяных вод Кубани, где он был обнаружен русским химиком А. Л.

Потылициным в 1882 году. Позже подобные воды были открыты в Туркмении и Азербайджане. Но содержание йода в этих водах очень малое. Первый в России йодный завод был построен в 1915 г.

в Екатеринославе (ныне Днепропетровск), на нем получали йод из золы черноморской водоросли филлофоры.

Нужен ли йод людям, было долго непонятно, пока в 1854 году французский биолог Гаспар Адольф Шатен не обнаружил, что чем меньше йода в почве, воздухе и пище, тем сильнее заболевание зобом.

Коллеги-ученые ему не поверили, Французская академия наук официально признала эти выводы вредными. Тогда считалось, что зоб могут вызвать целых 42 причины.

И только через половину столетия, после опытов немецких ученых Баумана и Освальда, французские академики признали свою ошибку.

В 1865–1866 годах великий русский хирург Н. И. Пирогов применял йодную настойку при лечении ран. А первым антисептические свойства йода в хирургии использовал французский врач Буанэ. В 1904 году русский военный врач Н. П. Филончиков в своей статье «Водные растворы йода как антисептическая жидкость в хирургии» писал о достоинствах водных и спиртовых растворов йода при подготовке к операции.

У животных и человека йод входит в состав тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой: тироксина и трийодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ в организме. Ниже отдельный раздел будет посвящен анализам гормонов щитовидной железы и тому, что означает повышенное или пониженное содержание гормонов.

В организме человека (со средней массой тела 70 кг) содержится от 20 до 25 мг йода. Для человека среднего возраста нормальной комплекции суточная доза йода составляет 0,15 миллиграмм (150 микрограмм).

Во время беременности и вскармливания норма йода повышается до 175–200 мкг. Для детей, соответственно, доза меньше. От года до 8 лет хватит 90 мкг в сутки, с 9 до 13 лет – 120 мкг в сутки. С 14 лет – доза взрослого человека.

Максимально допустимое среднее суточное поступление не должно превышать 300 мкг.

Во время беременности женщины ей нужен йод и для себя, и для малыша, и если женщина не будет получать этот элемент в достаточном количестве, то это может привести к дисфункции щитовидной железы не только у будущей матери, но и у плода. Причем каких-то специфических признаков йодной недостаточности нет, но нехватка йода способна привести к выкидышу или задержке развития у будущего ребенка. Кроме того, у женщины может возникнуть патология щитовидной железы.

Отсутствие или недостаток йода в рационе, что бывает в местностях, удаленных от моря, приводит к определенным заболеваниям: эндемический зоб, гипотиреоз, кретинизм. Раньше это были неизлечимые заболевания, теперь их предотвращают, принимая препараты йода или йодированную соль.

Если недостаток йода в организме небольшой, то человек чувствует усталость, головную боль, подавленное настроение, упадок сил, нервозность и раздражительность, слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение. При попадании внутрь в больших дозах развиваются общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налет на языке, будут боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче.

Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит (воспаление сердечной мышцы). Без лечения наступает летальный исход.

Если же бесконтрольно есть продукты с большим содержанием йода, то организм начинает выводить весь поступающий йод, он перестанет усваиваться и начнется гипотиреоз.

Предельно допустимая концентрация йода в воде 0,125 мг/дм3, в воздухе – 1 мг/м3.

В организме человека сохраняется постоянная концентрация йода в крови на уровне 10-5– 10-6 %, это так называемое йодное зеркало крови. Из общего количества йода в организме больше половины находится в щитовидной железе.

При этом ученые установили, что содержание йода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация снижается, с февраля начинается новый подъем, а в мае-июне йодное зеркало достигает наивысшего уровня. Причины этих колебаний до сих пор остаются загадкой.

Йод выполняет в организме очень важные функции. Он:

– входит в состав гормонов щитовидной железы, поэтому необходим для их синтеза;

– влияет на обмен веществ в организме;

– отвечает за поддержание стабильной температуры тела;

– участвует в жировом и белковом обмене;

– обеспечивает водно-электролитный баланс;

– необходим для усвоения организмом некоторых витаминов;

– влияет на процессы роста и развития организма;

– необходим для нормального функционирования нервной системы;

– повышает потребление тканями кислорода;

– влияет на скорость сжигания жиров. При достаточном количестве йода и похудение идет гораздо активней.

Что касается взаимодействия йода и химических элементов, то тут есть некоторые сложности. Например, вещества из группы галогенов (фтор, хлор и бром) могут замещать йод в организме.

То есть хлорированная вода или зубная паста с повышенным содержанием фтора приводят к меньшей усваиваемости йода.

А если учесть, что многие местности в нашей стране и так относятся к рискованным по малому содержанию йода, то картина вырисовывается печальная.

Бром раньше часто прописывали для успокоения нервной системы. И постепенно была обнаружена некая закономерность: после приема препаратов брома у людей начиналась неврастения. Причиной этого могло служить как раз вытеснение бромом йода.

Для лучшего усвоения и обмена йода в организме нужен селен. При этом высокое содержание селена не увеличивает активность йода, а вот недостаток селена приводит к понижению активности йода.

От повышенного его содержания люди теряют волосы и ногти, могут начаться судороги в конечностях. Кроме того, избыток селена ведет к недостатку кальция, который нужен костям. Самый опасный «враг» селена – углеводы.

А это значит, что пирожные, сладкие пироги, торты и печенье, все сладкие мучные продукты, все газированные напитки могут полностью или частично уничтожить селен, поскольку в присутствии углеводородов этот микроэлемент не усваивается.

Человеку нужны буквально «следы» селена, и эти дозы легко получить при правильном питании. Селен содержится в морской и каменной солях, в субпродуктах, в яйцах (к тому же в желтке еще есть и витамин Е).

Богаты селеном продукты морей: рыба, особенно сельдь, крабы, омары, лангусты, креветки и кальмары.

Селена нет в обработанных продуктах – консервах и концентратах, а во всех вареных, рафинированных продуктах его наполовину меньше, чем в свежих.

Из продуктов растительного происхождения богаты селеном пшеничные отруби, проросшие зерна пшеницы, зерна кукурузы, помидоры, пивные дрожжи, грибы и чеснок, а также черный хлеб и другие продукты из муки грубого помола.

Кальций, железо, цинк, медь, кобальт, марганец, стронций также способствуют более полному усвоению йода тканями, а если йода в организм поступает недостаточно, они содействуют максимальному его использованию. Похожим образом действуют витамины А и Е.

При дефиците его в пище возможны патологические переломы и размягчение костей, мышечные спазмы. Потребность организма в кальции увеличивается при беременности и кормлении грудью, переломах костей. Наибольшее количество кальция содержится в молоке, сыре, твороге, овощах и фруктах.

В кишечнике лучше всасывается кальций молочных продуктов.

Источник: https://www.litres.ru/uriy-konstantinov/yod-chudo-mikroelement-na-strazhe-vashego-zdorovya/chitat-onlayn/

Йод

Йод (тривиальное (общеупотребительное) название — йод; от греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — химический элемент с атомным номером 53.

Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA), находится в пятом периоде таблицы. Атомная масса элемента 126,90447 а. е. м.. Обозначается символом I (от лат. Iodum).

Химически активный неметалл, относится к группе галогенов.
Простое вещество йод при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Элементарный йод высокотоксичен. Молекула простого вещества двухатомна (формула I2).

Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰο-ειδής (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.

История

Йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент.

Нахождение в природе

Йод — редкий элемент. Его кларк — всего 400 мг/т. Однако он чрезвычайно сильно рассеян в природе и, будучи далеко не самым распространенным элементом, присутствует практически везде. Йод находится в виде йодидов в морской воде (20—30 мг на тонну морской воды).

Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях (2,5 г на тонну высушенной морской капусты, ламинарии). Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на острове Вулькано (Италия).

Запасы природных йодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии. В настоящее время в этих странах ведётся интенсивная добыча йода, например, чилийская Atacama Minerals производит свыше 720 тонн йода в год. Наиболее известный из минералов йода — лаутарит Ca(IO3)2.

Некоторые другие минералы йода — йодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br), майерсит CuI·4AgI.

Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство йода из такого сырья.

Физические свойства

Жидкий йод на дне химического стакана

Природный йод состоит только из одного изотопа — йода-127 (см. Изотопы йода). Конфигурация внешнего электронного слоя — 5s2p5. В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).

Радиус нейтрального атома йода 0,136 нм, ионные радиусы I−, I5+ и I7+ равны, соответственно, 0,206; 0,058-0,109; 0,056-0,067 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома йода равны, соответственно: 10,45; 19,10; 33 эВ. Сродство к электрону −3,08 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность йода — 2,66, йод принадлежит к числу неметаллов.

Йод при обычных условиях — твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском и специфическим запахом.

При нагревании при атмосферном давлении йод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Жидкий йод можно получить, нагревая его под давлением.

Известны 37 изотопов йода с массовыми числами от 108 до 144. Из них только 127I является стабильным, период полураспада остальных изотопов йода составляет от 103 мкс до 1,57⋅107 лет; отдельные изотопы используются в терапевтических и диагностических целях.

Радиоактивный нуклид 131I распадается с испусканием β-частиц (наиболее вероятные максимальные энергии — 0,248, 0,334 и 0,606 МэВ), а также с излучением γ-квантов с энергиями от 0,08 до 0,723 МэВ.

Химические свойства

Йод относится к группе галогенов.

Электронная формула (Электронная конфигурация) йода: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5.

Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4).

Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.

• Довольно известной качественной реакцией на йод является его взаимодействие с крахмалом, при котором наблюдается синее окрашивание в результате образования соединения включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry).
• С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:

Hg + I2 → HgI2

• С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:

H2 + I2 → 2HI

• Йод является окислителем, менее сильным, чем фтор, хлор и бром. Сероводород H2S, Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I−:

I2 + H2S → S + 2HII2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

Последняя реакция также используется в аналитической химии для определения йода.

• При растворении в воде йод частично реагирует с ней (По «Началам Химии» Кузьменко: реакция не идёт даже при нагревании, текст нуждается в проверке)

I2 + H2O → HI + HIO ,  pKc=15,99

• Реакция образования нитрида трийода:

3I2 + 5NH3 → 3NH4I + NH3 ⋅ NI3↓

Нитрид трийода в сухом кристаллическом состоянии разлагается с выделением фиолетовых паров йода, что демонстрируется как эффектная химическая реакция.

• Йодиды щелочных металлов очень склонны в растворах присоединять (растворять) молекулы галогенов с образованием полийодидов (перйодидов) — трийодид калия, дихлоройодат I калия:

KI + I2 → KI3

В медицине

5 % спиртовой раствор йода

«Раствор йода» ссылается сюда. На эту тему нужна отдельная статья.

Основная статья: Раствор Люголя

5-процентный спиртовой раствор йода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците йода в организме. Продукты присоединения йода к крахмалу, другим ВМС (т. н. «Синий йод» — Йодинол, Йокс, Бетадин и др.) являются более мягкими антисептиками.

При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка, — йодом рисуется сетка на площади, в которую делаются инъекции (напр., на ягодицах). Это нужно для того, чтобы быстро рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.

Широко рекламируется в альтернативной (неофициальной) медицине, однако его использование без назначения врача в целом мало обосновано и нередко сопровождается различными рекламными заявлениями.

В качестве антисептика применяется всё реже и реже, наряду со спиртовым раствором йода используется зелёнка, фукорцин, пиоктанин, растворы перекиси водорода и др.

В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.

Йод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы йода (125I, 132I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы.

Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, принятым в России, выписка из клиники пациента, лечившегося с использованием йода-131, разрешается при снижении общей активности этого нуклида в теле пациента до уровня 0,4 ГБк.

В криминалистике

В криминалистике пары йода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.

Источники света

Йод используется в источниках света:

• галогеновых лампах — в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё.
• металлогалогеновых дуговых лампах — в качестве газовой среды разряда используются галогениды ряда металлов, использование различных смесей которых позволяет получать лампы с большим разнообразием спектральных характеристик.

Производство аккумуляторов

Йод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-ионных аккумуляторах для автомобилей.

Лазерный термоядерный синтез

Некоторые йодорганические соединения применяются для производства сверхмощных газовых лазеров на возбужденных атомах йода (исследования в области лазерного термоядерного синтеза).

Радиоэлектронная промышленность]

В последние годы резко повысился спрос на йод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.

Динамика потребления йода

Мировое потребление йода в 2005 году составило 25,8 тыс. тонн

Биологическая роль

Йод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % йода. Богаты йодом водные растения семейства рясковых. Йод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.

Йод и щитовидная железа

У животных и человека йод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трийодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12—20 мг йода. Суточная потребность человека в йоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза йода составляет 0,15 мг.

Отсутствие или недостаток йода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом йода, с профилактической целью добавляют йодид калия, йодид натрия или йодат калия (йодированная соль).

Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке йода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

Избыток йода в пище обычно легко переносится организмом, однако в отдельных случаях в людях с повышенной чувствительностью этот избыток может также привести к расстройствам щитовидной железы.

Токсичность

Йод токсичен. Смертельная доза (LD50) — 3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров йода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких.

При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение. При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче.

Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит. Без лечения наступает летальный исход.

ПДК йода в воде 0,125 мг/дм³, в воздухе 1 мг/м³.

Поэтому почти весь радиоактивный йод, как и обычный, концентрируется в щитовидной железе, что приводит к её облучению и дисфункции. Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным йодом являются атомные станции и фармакологическое производство.

В то же время это свойство радиойода позволяет использовать его для борьбы с опухолями щитовидной железы и диагностики её заболеваний (см. выше).

Источник: https://chem.ru/jod.html

Исчезающий йод

• Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
• Проводите эксперимент на подносе.

Общие правила безопасности

• Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
• Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
• Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
• Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
• Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
• Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
• Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
• Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

• В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
• В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
• В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
• В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

• Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
• Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
• Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
• Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
• Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
• Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Попробуйте добавить ещё 5-10 капель раствора Na2S2O5 на пятно. Подождите немного дольше – 1 минуту. Просушите пятно фильтровальной бумагой.

1. Накапайте несколько капель йода (2,5% водный раствор) на листок бумаги.

2. Прилейте 5-10 капель 0,5М раствора пиросульфита натрия Na2S2O5 на пятно йода.

3. Подождите 10 секунд.

4. Просушите пятно фильтровальной бумагой. Пятно йода исчезнет.

5. В качестве развития опыта попробуйте восстановить пятно: добавьте 1 каплю 2М раствора соляной кислоты HCl и 2 капли 3%-го раствора перекиси водорода H2O2 на мокрый участок.

Пиросульфит натрия (Na2S2O5) восстанавливает коричневый йод (I2) до бесцветных ионов йодида (I-). Пятно йода обесцвечивается!

Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором. Слейте растворы в раковину, промойте избытком воды.

Пятно йода мы обрабатываем водным раствором пиросульфита натрия Na2S2O5. Когда пиросульфит взаимодействует с йодом в водной среде, протекает следующая реакция:

Na2S2O5 + I2 + H2O → NaHSO4 + HI

При этом молекулярный йод выступает в роли окислителя, а пиросульфит – восстановителя.

Вместе с исчезновением молекулярного I2, пропадает и оранжево-коричневый цвет пятна на бумаге.

Дополнение

Эту реакцию можно условно разбить на две части: восстановление йода и окисление пиросульфита:

S2O52– + 3H2O – 4e– → 2SO42– + 6H+

I2 + 2e– → 2I–

Учитывая число электронов в первой части, вторую нужно умножить на два:

2I2 + 4e– → 4I–

Запись реакции, в которой участвуют не только молекулы и ионы, но и электроны, часто называют полуреакцией. Полуреакции нужны для того, чтобы легче было уравнять окислительно-восстановительную реакцию. Химики используют их для того, чтобы было легче правильно написать уравнение полной реакции.

Ведь нам необходимо, чтобы и в левой (там, где пишут исходные вещества), и в правой части уравнения (там, где пишут продукты) было одинаковое количество атомов каждого элемента. Кроме того, должны совпадать и суммарные заряды правой и левой частей.

Для этого нужно расставить цифры (множители) перед формулами частиц (молекул, ионов, электронов) и сложить две полуреакции (левую часть с левой, а правую – с правой).

Сравните, как выглядит уравнение реакции до и после того, как мы расставили коэффициенты:

Na2S2O5 + I2 + H2O → NaHSO4 + HI

Na2S2O5 + 2I2 + 3H2O → 2NaHSO4 + 4HI

Что такое окисление?

Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в ходе которых происходит перенос электронов от одной частицы (атома) к другой. Окислитель (йод) хочет забрать электроны у восстановителя (пиросульфата).

Окисление – это процесс переноса электронов, когда окислитель (элемент с относительным недостатком электронов) забирает у восстановителя (элемента с относительным избытком электронов) часть электронов с его валентной электронной оболочки.

Окислитель при этом восстанавливается (получает электроны), а восстановитель – окисляется (теряет электроны).

Можно ли пиросульфитом убрать другие пятна?

Первым делом хотим напомнить вам о технике безопасности и не советуем экспериментировать дома с незнакомыми веществами.

Давайте подумаем о том, какие пятна можно было бы убрать пиросульфитом. В нашем примере за окрашивание пятна отвечал йод. Он был окислителем и восстанавливался при помощи пиросульфита до ионов I–. При этом цвет пятна исчезал. Значит, за цвет пятна должно отвечать вещество, которое в реакции с пиросульфитом будет выступать в роли окислителя.

Кроме того, восстановленная форма этого вещества должна быть бесцветной или легко растворимой в воде (а лучше сразу и то, и то). Например, мы могли бы убрать фиолетовое пятно от марганцовки или бурое пятно от диоксида марганца (см.

MnO2 + Na2S2O5 + NaHSO4 → MnSO4 + Na2SO4 + H2O

KMnO4 + Na2S2O5 + NaHSO4 → MnSO4 + Na2SO4 + H2O

Источник: https://melscience.com/RU-ru/experiments/iodine-stain/

№53 Йод

По преданию в открытии иода участвовал кот, который в нужное время и в нужном месте опрокинул склянку с концентрированной серной кислотой. Кислота попала на рассыпаную золу водорослей, она зашипела, и начали образовываться фиолетовые пары… Остальное было делом техники. Фото первоткрывателя:

Йод был открыт в 1811 г. парижским фабрикантом селитры, по имени Куртуа в соде, приготовленной из золы прибрежных растений. В 1813 г. Гей-Люссак исследовал новое вещество и дал ему название по фиолетовой окраске паров — иод.

Оно произведено от греческого слова — темно-синий, фиалковый. Затем, когда было установлено его сходство с хлором, Дэви предложил именовать элемент иодином (аналогичное хлорином); это название принято в Англии и США до сих пор.

Получение:

Главным источником получения иода в СССР служат подземные буровые воды, которые содержат до 10 — 50 мг/л иода. Соединения иода также имеются в морской воде, но в столь малых количествах, что непосредственное выделение их из воды очень затруднительно.

Однако существуют некоторые водоросли, которые накапливают иод в своих тканях. Зола этих водорослей служит сырьем для получения иода.

Иод встречается также в виде солей калия — иодата КIO3 и периодата КIO4, сопутствующих залежам нитрата натрия (селитры) в Чили и Боливии.
Йод может быть получен аналогично хлору окислением HI различными окислителями.

В промышленности его обычно получают из иодидов, действуя на их растворы хлором. Таким образом, получение иода основано на окислении его ионов, причем в качестве окислителя применяется хлор.

Физические свойства:

Иод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском.

При нагревании под атмосферным давлением он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пар фиолетового цвета; при охлаждении пары иода кристаллизуются, минуя жидкое состояние.

Этим пользуются на практике для очистки иода от нелетучих примесей. Мало растворим в воде, хорошо во многих органических растворителях.

Химические свойства:

Свободный йод проявляет чрезвычайно высокую химическую активность. Он вступает во взаимодействие почти со всеми простыми веществами.

Особенно быстро и с выделением большого количества теплоты протекают реакции соединения йода с металлами.

С водородом реагирует только при достаточно сильном нагревании и не полностью, так как начинает идти обратная реакция — разложение иодоводорода:

H2 + I2 = 2HI — 53,1 кДж

Растворяется в растворах иодидов, образуя неустойчивые комплексы. Со щелочами диспропорционирует, образуя иодиды и гипоиодиты. Азотной кислотой окисляется до иодной кислоты.

Если к желтоватому водному раствора йода добавить сероводородной воды (водный раствор H2S), то жидкость обесцвечивается и становится мутной от выделившейся серы:

H2S + I2 = S + 2HI

В соединениях проявляет степени окисления -1, +1, +3, +5, +7.

Важнейшие соединения:

Йодоводород, газ, очень похож по своим свойствам на хлороводород, но отличается более выраженными восстановительными свойствами.

Очень хорошо растворим в воде (425:1), концентрированный раствор йодоводорода дымит вследствие выделения HI, образующего с водяными парами туман.В водном растворе принадлежит к числу наиболее сильных кислот.

Иодоводород уже при комнатной температуре постепенно окисляется кислородом воздуха, причем под действием света реакция сильно ускоряется:

4HI + O2 = 2I2 + 2H2O

Восстановительные свойства иодоводорода заметно проявляются при взаимодействии с концентрированной серной кислотой, которая при этом восстанавливается до свободной серы или даже до H2S. Поэтому HI невозможно получить действием серной кислоты на иодиды. Обычно иодоводород получают действием воды на соединения иода с фосфором — РI3. Последний подвергается при этом полному гидролизу, образуя фосфористую кислоту и йодоводород:
РI3 + ЗН2О = Н3РО3 + 3HI
Раствор иодоводорода (вплоть до 50%-ной концентрации) можно также получить, пропуская H2S в водную суспензию иода.
Иодиды, соли иодоводородной кислоты. Иодид калия применяют в медицине — в частности, при заболеваниях эндокринной системы, фотореактивы.
Иодноватистая кислота — HOI является амфотерным соединением, у которого основные свойства несколько преобладают над кислотными. Может быть получена в растворе взаимодействием йода с водой
I2 + Н2О = НI + НОI
Иодноватая кислота — НIO3 может быть получена окислением йодной воды хлором:
I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl Бесцветные кристаллы, вполне устойчивые при комнатной температуре. Сильная кислота, энергичный окислитель. Соли — иодаты, сильные окислители в кислой среде.

Оксид йода(V), иодноватый ангидрид, может быть получен при осторожном нагревании НIO3 до 200°С, порошок. При нагревании выше 300°С распадается на иод и кислород, проявляет окислительные свойства, в частности используется для поглощения CO в анализе:

5СО + I2O5 = I2 + 5CO2
Иодная кислота — HIO4 и ее соли (периодаты) хорошо изучены. Сама кислота может быть получена действием НСlO4 на иод: 2НСIО4 + I2=2НIO4 + Сl2
или электролизом раствора НIO3: НIO3+Н2О = Н2 (катод) + НIO4 (анод)
Из раствора иодная кислота выделяется в виде бесцветных кристаллов, имеющих состав НIO4 ·2Н2О. Этот гидрат следует рассматривать как пятиосновную кислоту H5IO6 (ортоиодную), так как в нем все пять атомов водорода могут замещаться металлами с образованием солей (например, Ag5IO6). Иодная кислота — слабая, но более сильный окислитель, чем НСlO4.
Оксид иода (VII) I2О7 не получен.
Фториды йода, IF5, IF7 — жидкости, гидролизуются водой, фторирующие агенты.
Хлориды йода, ICl, ICl3 — крист. вещества, в растворах хлоридов растворяются с образованием комплексов [ICl2]- и [ICl4]-, иодирующие агенты.

Применение:

Иод широко применяются в химической промышленности (иодидное рафинирование Zr и Ti), для синтеза полуповодниковых материалов.

Иод и его соединения используются в аналитической химии (иодометрия) В медицине в виде так называемой йодной тинктуры (10% раствор иода в этиловом спирте), антисептического и кровоостанавливающего средства.

Соединения иода для профилактики (иодирование продуктов) и лечения заболеваний щитовидной железы, там же используются радиоактивные изотопы 125I, 131I, 132I. Мировое производство (без СССР) — около 10 тыс. т/год (1976).

ПДК около 1 мг/м3.

См. также:
П.А. Кошель. Вездесущий йод. «Химия» (прил. к газ. «1-е Сентября»), №20, 2005 г.

Источник: http://www.kontren.narod.ru/x_el/info53.htm