Jod
53 I Układ okresowy pierwiastków
Jod krystaliczny Jod krystaliczny
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.	Jod, I, 53
Grupa, okres, blok	17 , 5, p
Właściwości metaliczne	niemetal - fluorowiec
Właściwości atomowe Masa atomowa 126,90447 Promień atomowy 140 (115) pm Promień walencyjny 133 pm Promień van der Waalsa 198 pm Konfiguracja elektronowa [ Kr ]4d105s25p5 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 18, 7 Elektroujemność 2,66 ( Pauling ) 2,21 ( Allred ) Stopień utlenienia ±1, 3, 5, 7 Właściwości kwasowe tlenków silnie kwasowe
Właściwości fizyczne Stan skupienia stały Gęstość 4940 kg/m³ Kolor szaroczarny Temperatura topnienia 386,85 K 113,7 °C Temperatura wrzenia 457,4 K 184,25 °C Objętość molowa 25,72×10-6 m³/ mol Ciepło parowania 20,752 kJ/mol Ciepło topnienia 7,824 kJ/mol
Pozostałe dane Ciepło właściwe 145 J/(kg*K) Konduktywność 8×10-8 S /m Przewodność cieplna 0,449 W/(m*K) Potencjały jonizacyjne I. 1008,4 kJ/mol II. 1845,9 kJ/mol III. 3180 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 123I {syn.} 13,1 godz. w.e. 1,23 123 Te 125I {syn.} 59,9 dni w.e. 0,178 125 Te 127I 100% stabilny izotop z 74 neutronami 129I ślady 1,57×107 lat β - 0,194 129 Xe 131I {syn.} 8,02070 dni β - 0,971 131 Xe
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Jod w stanie gazowym

Jod (I, łac. iodum) – pierwiastek chemiczny , z grupy fluorowców w układzie okresowym . Jego nazwa pochodzi od gr . ἰοειδής ioeides – fioletowy.

W naturze występuje tylko jeden trwały jego izotop ¹²⁷I. Izotopy promieniotwórcze: ¹²³I,¹²⁵I,¹²⁹I,¹³¹I.

Historia

Odkryty w 1811 roku przez Bernarda Courtois , co zostało później potwierdzone przez chemików: Charles'a Desormes'a i Nicholasa Clementa. Właściwości jodu przebadał dokładniej w 1813 roku inny znany francuski chemik Joseph Louis Gay-Lussac , który nadał temu pierwiastkowi nazwę. Do pierwszego wyodrębnienia tego pierwiastka rościł sobie też prawa Humphry Davy , który pracował nad nim niezależnie, ale opublikował swoje wyniki kilkanaście dni po Dersormesie i Clémentcie.

Wg zaleceń IUPAC symbolem jodu jest "I"^[1], jednak do końca lat 70. XX w. powszechnie stosowany był symbol "J"^[2][3].

Właściwości

Jod w temperaturze pokojowej występuje w postaci stałej , jako połyskliwa, niebiesko-czarna substancja krystaliczna sublimująca po podgrzaniu i dająca fioletowe opary o charakterystycznej drażniącej woni. Pary jodu można łatwo zestalić na chłodniejszej powierzchni w procesie resublimacji .

Słabo rozpuszcza się w wodzie, ale jest dobrze rozpuszczalny w wodnym roztworze jodku potasu ( płyn Lugola ), gdzie tworzy jony I_n^- (przede wszystkim I₃^-), a także w alkoholach , chloroformie i innych rozpuszczalnikach organicznych.

Występowanie

Jod należy do pierwiastków mało rozpowszechnionych w przyrodzie. Większe jego ilości występują w wodzie morskiej, solankach, a także towarzyszy pokładom saletry potasowej np. w Chile . Występuje również w wielu codziennych produktach spożywczych o ile pochodzą z terenów, gdzie jod występuje w glebie i w wodzie, ale w ilościach pokrywających co najwyżej 1/3 dziennego zapotrzebowania człowieka:

• 1kg warzyw zawiera 20-30 μg jodu,
• mleka – 35 μg,
• ryb – 100-200 μg.

Związki i reaktywność jodu

Chemia nieorganiczna

Jod jest podobnie do innych chlorowców bardzo reaktywny, szczególnie wobec metali , z którymi daje jodki . Tworzy liczne związki chemiczne , w których występuje jako jedno-, trój-, pięcio- lub siedmiowartościowy. W reakcji z amoniakiem tworzy wybuchowy jodek azotu . Własności związków jodu są podobne do analogicznych związków bromu lub chloru . Najważniejsze nieorganiczne związki jodu to: jodek potasu , jodowodór , jodany , nadjodany.

Chemia organiczna

Wiązanie C-I jest najmniej trwałe spośród połączeń halogenów z węglem (anion jodkowy jest dość dobrą grupą opuszczającą) i ulega stosunkowo łatwemu podstawieniu przez nukleofile . Reaktywność jodków alkilowych wykorzystywana jest w reakcjach alkilowania , szczególnie do metylowania za pomocą jodku metylu CH₃I (łagodniejszego od siarczanu dimetylu ). Jednocześnie jest to przyczyną silnie toksycznych właściwości tych związków.

Jod może tworzyć związki kompleksowe z niejonowymi związkami powierzchniowo czynnymi (tzw. jodofory ). W takich kompleksach jod wiąże się z wodorem grupy hydroksylowej niejonowego związku za pomocą wiązania koordynacyjnego typu mostka wodorowego. Takie wiązanie nadaje jodoforom własności łagodności dla skóry przy jednoczesnym silnym działaniu mikrobiobójczym oraz własnościach myjących.

Jod posiada łagodne własności utleniające , np. wobec organicznych związków fosforu :

P^III → P^V

W środowisku zasadowym wiązanie P-I w diestrach kwasu jodofosforowego (RO)₂P(O)I jest niezwykle reaktywne wobec nukleofili , w wyniku czego powstają różnorodne pochodne kwasu fosforowego (diestry, triestry, amidoestry, pirofosforany ).

W środowisku zasadowym jod reaguje bardzo łatwo z aldehydami i ketonami posiadającymi grupę metylową w pozycji α z wytworzeniem jodoformu (reakcja haoloformowa). Reakcja ta jest wykorzystywana w analityce , natomiast sam jodoform jest jednym z pierwszych antyseptyków .

Zastosowanie

Jod ma zastosowanie w produkcji barwników oraz w fotografice. W medycynie stosowany jest w leczeniu i profilaktyce chorób tarczycy oraz jako środek dezynfekcyjny w formie jodyny . Izotop promieniotwórczy jodu – ¹²³I ma zastosowanie w rozpoznawaniu i leczeniu chorób tarczycy. Służy do wykrywania skrobi w analizie chemicznej, w formie jodyny bądź płynu Lugola . Ponadto pary jodu wykorzystywane są do wywoływania płytek do chromatografii cienkowarstwowej .

Znaczenie biologiczne

Jod jest dla człowieka niezbędnym mikroelementem . Jest on dostarczany z pożywieniem i wodą. Gleby i woda okolic nadmorskich są najbogatsze w jod, im dalej od morza gleby są coraz uboższe w ten pierwiastek. Najmniej jodu jest w glebie i wodzie okolic górskich i podgórskich.

Ciało zdrowego człowieka zawiera 30-50 mg jodu. Najwięcej jodu występuje w tarczycy , która ma zdolność aktywnego gromadzenia tego pierwiastka. Bez jodu niemożliwa jest produkcja w pęcherzykach tarczycy hormonów , tyroksyny (T4) i trójjodotyroniny (T3), niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania wszystkich komórek organizmu.

Niedobór jodu w pożywieniu i w wodzie po pewnym czasie może prowadzić do powstania wola tarczycy. Występuje to przede wszystkim w okolicach górskich, tam gdzie nie jest stosowane jodowanie soli kuchennej lub nie dodaje się związków jodu do mąki. Dawniej takie tereny były miejscami endemicznego występowania wola u osób dorosłych i wrodzonego kretynizmu u dzieci.

Niedostatek jodu u dzieci zmniejsza zdolność uczenia się, spowalnia wzrost i rozwój fizyczny w okresie pokwitania. U dorosłych może upośledzać funkcje rozrodcze, utrudniać utrzymanie ciąży, prowadzić do niewydolności tarczycy i w konsekwencji do zahamowania funkcji wielu narządów i procesów życiowych organizmu.

Dobowe zapotrzebowanie na jod jest bardzo małe, ok. 200 mikrogramów , w ciągu całego życia potrzeba zatem zaledwie kilka gramów jodu. Warto wiedzieć, że niektóre warzywa głównie z rodziny krzyżowych (np. kapusta ) zawierają rodanki , które działając antagonistycznie do jodków, mogą pogorszyć przebieg niektórych schorzeń tarczycy.

Od około 12 tygodnia płód zaczyna wytwarzać własne hormony tarczycowe. Potrzebny jod pobiera od matki, także w okresie karmienia piersią jedynym źródłem jodu dla dziecka jest matka. Dlatego szczególnie w tych okresach uzupełnianie jodu w pożywieniu matki jest ważne.

Na świecie około 1,5 miliarda ludzi żyje w rejonach dotkniętych niedoborem jodu, a wole endemiczne pojawia się u około 600 milionów ludzi. Taki sam problem występuje w Europie , a także na całym terenie Polski (oprócz wąskiego pasa wybrzeża Bałtyku ), szczególnie w województwach południowych.

Jod w postaci czystej jest toksyczny. W kontakcie ze skórą wywołuje silne podrażnienia, rany i zmiany martwicze. Po spożyciu powoduje pojawienie się ciemno zabarwionych wymiotów, bólu brzucha, ciemnych plam w ustach i szumu w uszach. W cięższych przypadkach może wystąpić wstrząs, majaczenie i stupor . Duże dawki jodu mogą uszkadzać ściany żołądka i jelit, a także nerki.

Długotrwałe zażywanie zwiększonych dawek jodu prowadzi do rozwoju jodzicy. Dawka śmiertelna dla człowieka wynosi 3-4g.

Leczenie zatruć jodem

Osobom zatrutym podaje się doustnie zawiesinę skrobi, która wiąże jod, lub tiosiarczan sodu redukujący wolny jod do jodków. Stosuje się też wymuszoną diurezę i wyrównuje zaburzoną gospodarkę elektrolitową .

Zobacz też

• zaburzenia z niedoboru jodu
• AOX

Przypisy

Linki zewnętrzne

• K. Przewłocki, K. Ślizowski. Występowanie jodu w środowisku naturalnym . „Gospodarka Surowcami Mineralnymi”. 23 (2), ss. 17-26 (2007) ( pol. ). 
• Informacje o jodzie jako mikroelemencie w diecie człowieka . [dostęp 2010-10-31].