Alkohollösning av jod … Sedan barndomen en välkänd hjälpare för repor, skavsår och skärsår till alla barn och deras föräldrar. Det är ett snabbt och effektivt medel som kauteriserar och desinficerar sårytan. Ämnets omfattning är dock inte begränsad till medicin, eftersom jods kemiska egenskaper är mycket olika. Syftet med vår artikel är att lära känna dem mer i detalj.
Fysiska egenskaper
En enkel substans ser ut som mörklila kristaller. Vid uppvärmning, på grund av särdragen hos kristallgittrets inre struktur, nämligen närvaron av molekyler i dess noder, smälter föreningen inte utan bildar omedelbart ångor. Detta är sublimering eller sublimering. Det förklaras av en svag bindning mellan molekylerna inuti kristallen, som lätt separeras från varandra - en gasformig fas av ämnet bildas. Antalet jod i det periodiska systemet är 53. Och dess position bland andra kemiska element indikerarsom tillhör icke-metaller. Låt oss uppehålla oss vid den här frågan ytterligare.
Plats för ett element i det periodiska systemet
Jod befinner sig i den femte perioden, grupp VII och bildar tillsammans med fluor, klor, brom och astatin en undergrupp av halogener. På grund av ökningen av kärnladdningen och atomradien har representanterna för halogener en försvagning av icke-metalliska egenskaper, därför är jod mindre aktivt än klor eller brom, och dess elektronegativitet är också lägre. Atommassan av jod är 126, 9045. Ett enkelt ämne representeras av diatomiska molekyler, liksom andra halogener. Nedan kommer vi att bekanta oss med strukturen hos elementets atom.
Funktioner i den elektroniska formeln
Fem energinivåer och den sista av dem nästan helt fylld med elektroner bekräftar att grundämnet har uttalade tecken på icke-metaller. Liksom andra halogener är jod ett starkt oxidationsmedel som tar bort från metaller och svagare icke-metalliska grundämnen - svavel, kol, kväve - elektronen som saknas innan den femte nivån är klar.
Jod är en icke-metall, i vars molekyler det finns ett gemensamt par av p-elektroner som binder samman atomer. Deras densitet på platsen för överlappning är den högsta, det vanliga elektronmolnet rör sig inte till någon av atomerna och är beläget i mitten av molekylen. En opolär kovalent bindning bildas och själva molekylen har en linjär form. I halogenserien, från fluor till astatin, minskar styrkan på den kovalenta bindningen. Det finns en minskning av entalpivärdet, som sönderfallet av elementmolekyler till atomer beror på. Vilka konsekvenser har detta för jods kemiska egenskaper?
Varför är jod mindre aktivt än andra halogener
Icke-metallers reaktivitet bestäms av attraktionskraften till kärnan i deras egen atom av främmande elektroner. Ju mindre radie en atom har, desto högre är de elektrostatiska attraktionskrafterna för dess negativt laddade partiklar av andra atomer. Ju högre siffra för den period som elementet är beläget i, desto fler energinivåer kommer det att ha. Jod är i den femte perioden, och det har fler energilager än brom, klor och fluor. Det är därför som jodmolekylen innehåller atomer som har en radie som är mycket större än de tidigare listade halogenerna. Det är därför I2 partiklar attraherar elektroner svagare, vilket leder till en försvagning av deras icke-metalliska egenskaper. Den inre strukturen hos ett ämne påverkar oundvikligen dess fysiska egenskaper. Här är några specifika exempel.
sublimering och löslighet
Att minska den ömsesidiga attraktionen av jodatomer i dess molekyl leder, som vi sa tidigare, till en försvagning av styrkan hos den kovalenta opolära bindningen. Det finns en minskning av föreningens motstånd mot hög temperatur och en ökning av den termiska dissociationen av dess molekyler. En utmärkande egenskap hos halogen: övergången av ett ämne när det värms upp från ett fast tillstånd omedelbart till ett gasformigt tillstånd, dvs sublimering är den huvudsakliga fysiska egenskapen hos jod. Dess löslighet i organiska lösningsmedel, såsom koldisulfid, bensen, etanol, är högre än i vatten. Så i 100 g vatten vid 20 ° C kan endast 0,02 g lösas uppämnen. Denna funktion används i laboratoriet för att extrahera jod från en vattenlösning. Om du skakar den med en liten mängd H2S kan du se den lila färgen på svavelväte på grund av övergången av halogenmolekyler till den.
Jodens kemiska egenskaper
När det interagerar med metaller beter sig elementet alltid på samma sätt. Det attraherar metallatomens valenselektroner, som finns antingen på det sista energilagret (s-element, såsom natrium, kalcium, litium, etc.), eller på det näst sista lagret som innehåller till exempel d-elektroner. Dessa inkluderar järn, mangan, koppar och andra. I dessa reaktioner kommer metallen att vara reduktionsmedlet och jod, vars kemiska formel är I2, kommer att vara oxidationsmedlet. Därför är det denna höga aktivitet hos ett enkelt ämne som är orsaken till dess interaktion med många metaller.
Anmärkningsvärt är interaktionen mellan jod och vatten vid upphettning. I ett alkaliskt medium fortskrider reaktionen med bildning av en blandning av jodid och jodsyror. Det senare ämnet uppvisar egenskaperna hos en stark syra och förvandlas vid uttorkning till jodpentoxid. Om lösningen surgörs, interagerar ovanstående reaktionsprodukter med varandra för att bilda de initiala substanserna - fria molekyler I2 och vatten. Denna reaktion tillhör redoxtypen, den uppvisar de kemiska egenskaperna hos jod som ett starkt oxidationsmedel.
Kvalitativ stärkelsereaktion
Inom både oorganisk och organisk kemi finns en grupp reaktioner, med hjälp avsom kan identifieras i interaktionsprodukterna vissa typer av enkla eller komplexa joner. För att detektera makromolekyler av ett komplext kolhydrat - stärkelse - används ofta en 5% alkohollösning av I2. Till exempel, några droppar av det droppas på en skiva av en rå potatis, och färgen på lösningen blir blå. Vi observerar samma effekt när ett ämne kommer in i någon stärkelseh altig produkt. Denna reaktion, som producerar blått jod, används i stor utsträckning inom organisk kemi för att bekräfta närvaron av en polymer i en testblandning.
De fördelaktiga egenskaperna hos produkten av interaktionen mellan jod och stärkelse har länge varit kända. Det användes i frånvaro av antimikrobiella läkemedel för behandling av diarré, magsår i remission, sjukdomar i andningsorganen. Stärkelsepasta, innehållande cirka 1 tesked av en jodalkohollösning per 200 ml vatten, användes i stor utsträckning på grund av ingrediensernas billiga och enkla beredning.
Man måste dock komma ihåg att blått jod är kontraindicerat vid behandling av små barn, personer som lider av överkänslighet mot jodh altiga läkemedel, samt patienter med Graves sjukdom.
Hur icke-metaller reagerar med varandra
Bland elementen i huvudundergruppen i grupp VII, reagerar jod med fluor, den mest aktiva icke-metallen med den högsta graden av oxidation. Processen sker i kylan och åtföljs av en explosion. Med väte interagerar I2 vid stark upphettning, och inte fullständigt, börjar reaktionsprodukten - HI - att sönderdelas till utgångsämnena. Jodvätesyra är ganska stark och även om den liknar s altsyra i egenskaper, visar den fortfarande mer uttalade tecken på ett reduktionsmedel. Som du kan se beror de kemiska egenskaperna hos jod på att det tillhör aktiva icke-metaller, men grundämnet har sämre oxiderande förmåga till brom, klor och naturligtvis fluor.
elementets roll i levande organismer
Det högsta innehållet av joner I- finns i sköldkörtelns vävnader, där de ingår i de sköldkörtelstimulerande hormonerna: tyroxin och trijodtyronin. De reglerar tillväxten och utvecklingen av benvävnad, ledningen av nervimpulser och ämnesomsättningen. Särskilt farlig är bristen på jodh altiga hormoner i barndomen, eftersom mental retardation och uppkomsten av symtom på en sjukdom som kretinism är möjliga.
Otillräcklig utsöndring av tyroxin hos vuxna är förknippad med jodbrist i vatten och mat. Det åtföljs av håravfall, bildandet av ödem och en minskning av fysisk aktivitet. Ett överskott av ett element i kroppen är också extremt farligt, eftersom Graves sjukdom utvecklas, vars symtom är nervsystemets retbarhet, darrningar i armar och ben och kraftig viktminskning.
Det höga innehållet av jodföreningar finns hos vissa representanter för floran. Nedre växter - bruna och röda alger - samlar dem i sin tallus. Bland högre växter är surkörsbär, persimoner, dadlar och betor rekordhållare för ackumulering av jod. Skaldjur och havsfisk innehåller en stor mängd av grundämnet.
Fördelning av jodider i naturen och metoder för att erhålla rena ämnen
Största delen av grundämnet finns i levande organismer och jordens skal - hydrosfären och litosfären - i ett bundet tillstånd. Det finns s alter av elementet i havsvatten, men deras koncentration är obetydlig, därför är det olönsamt att extrahera rent jod från det. Det är mycket mer effektivt att få fram ett ämne från askan från brunalger: fucus, kelp, sargassum.
I industriell skala är I2 isolerad från grundvatten under oljeutvinningsprocesser. Under bearbetningen av vissa malmer, såsom chilensk salpeter, finns kaliumjodater och hypojodater i den, från vilka ren jod därefter utvinns. Det är ganska kostnadseffektivt att få I2 från en lösning av jodväte genom att oxidera den med klor. Den resulterande föreningen är en viktig råvara för läkemedelsindustrin.
Förutom den redan nämnda 5% alkohollösningen av jod, som innehåller inte bara ett enkelt ämne, utan också ett s alt - kaliumjodid, samt alkohol och vatten, inom endokrinologi, av medicinska skäl, läkemedel som t.ex. som "Jod-aktiv" och "Jodomarin".
I områden med låg h alt av naturliga föreningar kan du förutom jodiserat bordss alt använda ett medel som Antistrumin. Den innehåller den aktiva ingrediensen - kaliumjodid - och rekommenderas som ett profylaktiskt läkemedel som används för att förebygga symtomen på endemisk struma.
