Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Август » 29 » Йод
10:25
Йод

Йод получил широкую известность, несмотря на достаточно скромную распространенность (около 0,0001% в земной коре). Это связано с незаменимостью иода для важных физиологических процессов практически всех живых организмов. Иод входит в состав некоторых гормонов и других белковых комплексов, главным образом, вырабатываемых щитовидной железой.

Йод был открыт французским селитроваром Б. Куртуа в 1811 году, при воздействии горячей разбавленной азотной кислоты на йодид калия. Йод, как и все галогены, обладает достаточно высокой активностью. При этом, он проявляет металлические свойства в еще большей степени, чем бром. Йод – кристаллическое вещество серо-стального цвета, плотностью 4,9 гр./см3. При нагревании йод возгоняется без плавления. С одной стороны, эта особенность помогает очищать его от примесей, а с другой, требует при хранении тщательно закупоривать емкость с йодом. Для хранения йода применяют стеклянные толстостенные бутыли с широким горлом и притертой стеклянной пробкой. По шву пробку заливают парафином или воском. При неплотном закрытии емкости, происходит "улетучивание ” йода, и он сублимируется в виде мелких кристалликов на окружающих предметах.

Легкая возгонка и сублимация обуславливают агрегацию кристалликов иода при хранении. Это происходит из-за возгонки иода с поверхности мелких кристаллов и сублимации его на поверхности крупных кристаллов. Движущей силой этого процесса является разница в поверхностной энергии Гиббса. Пропорциональной удельной площади поверхности кристаллов иода в мелком и крупном состоянии. Поэтому, иод при хранении может, своего рода, слеживаться. Для этого и нужны, широкое горло бутыли и ее толстое стекло.

Из-за больших размеров молекулы, йод еще меньше растворим в воде, чем хлор и бром. Его растворимость составляет 0,02 гр. в 100 мл воды при 20оС. Это связанно с сильным разрушающим воздействием на структуру воды большой малополярной молекулы йода. Так как, растворение происходит почти исключительно по пустотному механизму. Зато, йод прекрасно растворим в органических растворителях.

Этим пользуются для экстракции йода из водной среды при получении чистого йода. Получают йод вытеснением из йодидов хлором. При этом происходит замещение йода на хлор, как в случае брома. В связи с меньшей электроотрицательностью йода относительно брома, требуемое количество хлора должно быть соблюдено более тщательно, чем для брома. В противном случае, произойдет диспропорционирование хлора в водной среде с окислением йода до иодатов. Процесс может выглядеть так: 3KI+3Cl2+3H2O3KCl+3HCl+HIO3+2HI, при этом, точные продукты реакции зависят от величины избытка хлора, в данном случае, взят двух кратный избыток.

При заведомо меньшем количестве хлора, происходит извлечение не всего йода из йодида. Йодиды получают из смешанных солей минеральных источников и залежей легкорастворимых солей щелочных металлов, например, селитр или хлоридов. Выделение и очистка йодидов производится перекристаллизацией из водного раствора. Менее экономически целесообразный, но вполне приемлемый для стран, не имеющих залежей йод содержащих солей, метод получения йода из водорослей. Для этого, водоросли высушивают и подвергают экстракции водяным паром (аналогично процессу в аппарате Сокслета). Йодиды выделяют из экстракта перекристаллизацией. Сухие водоросли, ламинария и бурая водоросль, содержат около 0,8% смеси йодида калия и йодида натрия.

Существуют более экзотические месторождения йода, например, в Чилийской селитре содержится небольшая примесь (около 0,15%) йодата калия KIO3, который можно выделить многократной перекристаллизацией. Достаточно современный и весьма экологичный метод получения йода (кстати, основной в России), заключается в адсорбции активированным углем или экстракции петролейным эфиром йода, выделяющегося при воздействии хлора на попутные воды нефтяных скважин. Содержание йода в этих вода составляет 0,004-0,01%. Поэтому, более современный метод заключается в пропускании вод через фильтрующий слой хлорида серебра, при этом происходит обменная реакция и получается йодид серебра. Который затем обрабатывают требуемым количеством хлора (уже на заводе), выделяя чистый йод. Предложены и более современные методы выделения йода при помощи ионообменных смол.

Здесь стоит отметить повышенную растворимость йода в водных растворах йодидов щелочных металлов. Это происходит из-за образования комплексного аниона: NaI+I2Na+[I3]-. Этим раньше пользовались для приготовления некоторых лекарственных микстур антисептического действия.

В лаборатории можно получить йод совместным действием окислителя и кислоты на йодид щелочного или щелочноземельного металла. Но, как правило, проще использовать готовый йод, что экономит силы, время и деньги. Химики-любители могут выделить йод из спиртового раствора достаточно простым методом. Для этого, спиртовый раствор йода смешивают с 5-10 кратным количеством насыщенного раствора пищевой соли. При этом, этиловый спирт переходит в водную среду, а йод не может растворится в воде, так как, его высаливает хлорид натрия. При этом, раствор сразу мутнеет, нужно подержать емкость закрытой в прохладном темном месте для роста кристалликов (желательно, периодически встряхивать). Затем фильтруют или экстрагируют гексаном с последующим выпариванием. Мелкие кристаллики могут осесть на стекло емкости, в этом случае требуется размешать их стеклянной палочкой (можно забросить в емкость несколько стеклянных шариков, они будут перемешивать при встряхивании). Короче, методика требует некоторых навыков.

При упаривании спиртового раствора стоит создать вакуум, испарение спирта является более чувствительным к вакууму процессом, чем возгонка йода.

Хулиганистым элементам йод знаком по йодистому азоту и воспламеняющимся от воды высокотемпературным смесям с алюминиевой стружкой. Большинство людей знают йод по антисептическому спиртовому раствору и таблеткам, содержащим йодид калия. Так как, недостаток йода приводит ко многим заболеваниям, он относится к важным микроэлементам и входит в состав некоторых БАДов. Изредка, йодид калия (технической чистоты) встречается в магазинах удобрений, но, обычно входит в состав комбинированных многокомпонентных удобрений.

Аналитической реакцией на йод является реакция образования комплексного соединения с крахмалом. Для этого, добавляют немного жидкого клейстера к исследуемому раствору, должно получиться синее окрашивание. Исчезающее при нагревании и появляющееся вновь при охлаждении.

Кроме удобрений, БАДов и антисептического спиртового раствора, йод используется для получения ряда органических (в том числе, комплексных) соединений медицинского назначения и аналитических реактивов. Но, две последние области применения расходуют небольшое количество йода (не более сотни тон в год в мировом масштабе). Тем не менее, химия йода достаточно важна для научно-технического прогресса.

Категория: Химия элементов | Просмотров: 3944 | Добавил: Chemadm | Теги: соединения йода, получение йода, фармацевтика | Рейтинг: 4.7/26
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]