ЙОД

ЙОД, I, Iodum (грец. iodys — фіолетовий) — хімічний елемент VII А групи періодичної системи Д.І. Менделєєва, ат. н. 53, ат. м. 126,9045, належить до галогенів. Й. відкрив у 1811 р. французький хімік-технолог Б. Куртуа. Він одержав свою назву за колір пари — у перекладі з грец. iodes означає фіолетовий. У природі існує один стабільний ізотоп 127І. Відомо 24 радіоактивних ізотопи з масовими числами від 117 до 139, включаючи два ізомери.

Вміст Й. у земній корі становить 4·10–5%. У природі цей елемент у зв’язаному стані входить до складу мінералів, морської води та живих організмів. Мінерали йодаргірит AgI, лаутарит Ca(IO3)2 та інші виявляють рідко. Як домішка (до 1%) у формі натрію йодату NaIO3 він міститься у чилійській селітрі NaNO3. Із гірських порід сполуки Й. легко вимиваються водою і поглинаються морськими водоростями, губками, зола яких містить близько 0,5% Й. Промислова кількість Й. міститься у водах нафтових і газових родовищ. Сполуки Й. знаходяться у морській воді та воді деяких соляних озер.

У промисловості Й. одержують відновленням натрію йодату натрій гідрогенсульфітом

2NaIO3 + 5NaHSO3 = I2 + 2Na2SO4 + 3NaHSO4+H2O

або окисненням хлором йодовмісних сполук, добутих із золи морських водоростей. У лабораторії його добувають взаємодією KI з MnO2 у кислому середовищі. Це сіро-чорні з металічним блиском кристали з різким запахом. Й. — летка речовина, яка при повільному нагріванні сублімується з утворенням фіолетової пари, що містить молекули І2. При швидкому нагріванні або при нагріванні у запаяній посудині Й. плавиться й утворює чорну рідину. Він добре розчиняється в етанолі (коричневий розчин), сірковуглеці та хлороформі (фіолетовий розчин), бензолі (червоне забарвлення розчину); помірно розчиняється у Н2О. При 20 °С у 100 г води розчиняється 0,03 г Й. Його розчинність підвищується при додаванні до водного розчину КІ. При цьому утворюється добрерозчинний у воді комплекс бурого кольору КІ3.

Й. — неметал середньої хімічної активності, сильний окисник. З деякими неметалами (С, N2, O2, S, Se) він безпосередньо не взаємодіє. З більшістю металів і неметалами (Н2, Р) він взаємодіє при підвищеній температурі з утворенням відповідно МІ, МІ2, НІ та РІ3. Оскільки реакція Й. з Н2 перебігає не до кінця, НІ отримують гідролізом РІ3. Він безпосередньо взаємодіє з іншими галогенами з утворенням міжгалогенних сполук ІСІ, ІВr3, IF5 та інших, які легко гідролізуються до відповідних кислот:

ІF5 +3Н2О → НІО3 + 5НF.

Розчинення Й. у воді супроводжується гідролітичним диспропорціонуванням:

І2 + Н2О НІ + НІО.

Однак рівновага цієї реакції майже повністю зміщена ліворуч. З лугами він взаємодіє при кімнатній температурі з утворенням солей, реакція повністю зміщена праворуч:

І2 +2NaOH → NaI + NaIO + H2O.

Утворені гіпойодити стійкі на холоді (0 °С). При підвищенні температури вони швидко диспропорціонують та утворюють відповідні йодати МІО3, тому вже при кімнатній температурі Й. взаємодіє з лугами з утворенням йодатів:

2 + 6NaOH → 5NaI + NaIO3 + 3H2O.

Сильні окисники Сl2, КСІО, концентрована НNO3 окиснюють Й. до йодатної кислоти НІО3. Відновники Na2S2O3, H2S та інші відновлюють Й. до йодид-іонів І. Найбільш важливими є сполуки Й. із ступенем окиснення –1, +1, +5, +7. У ступені окиснення –1 Й. утворює йодидну кислоту НІ, яка виявляє сильні кислотні властивості рКа=–10,7. НІ та її солі — йодиди є сильними відновниками. Вони відновлюють Н2SO4 до Н2S, NaNO2 до NO. З солями лужних металів деякі йодиди утворюють комплексні сполуки К2[HgI4], К[ВіІ4], Na2[PbI4]. Внаслідок взаємодії Й. з водними розчинами йодидів утворюються полійодиди МІ3, МІ5. Позитивний ступінь окиснення Й. проявляє у оксигенвмісних сполуках. У ступені окиснення +1 Й. утворює нестійку гіпойодитну кислоту НІО, яка існує лише у водному розчині. При освітленні вона розкладається з виділенням О2. Це слабка амфотерна кислота з більш вираженими основними властивостями, сильний окисник:

І+ + ОННІО Н+ + ІО

Ка = 4⋅10–11, Кb = 3⋅10–10.

Солі кислоти — гіпойодити більш стійкі, вони виявляють окиснювальні властивості. У лужному розчині при нагріванні гіпойодити здатні диспропорціонувати з утворенням відповідних йодатів МІО3. У ступені окиснення +5 Й. утворює кислотний оксид І2О5 і йодатну кислоту НІО3. Це безбарвні кристали з Tпл 110 °С. Її одержують окисненням у водному розчині кристалічного Й. сильними окисниками СІ2, концентрованою НNO3:

І2 + 10HNO3 = 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O.

НІО3 — сильна кислота, в результаті нейтралізації вона утворює солі — йодати КІО3, NaIO3. Це стійкі сполуки, які розкладаються при нагріванні вище 400 °С. Окиснювальні властивості НІО3 використовують в аналітичній хімії для визначення І та ІО3– іонів за реакцією:

5КІ + КІО3 + 3Н2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O.

При нагріванні НІО3 відщеплює Н2О й утворюється найстійкіший оксид галогенів І2О5, який застосовують для визначення карбон (ІІ) оксиду І2О5+5СО=І2+5СО2. Й., що утворився, кількісно визначають титруванням натрію тіосульфатом у кислому середовищі у присутності крохмального клейстеру. Інші оксиди Й. нестійкі. Перйодатна кислота відома у формі дигідрату Н5ІО6 (НІО4·2Н2О), її ще називають ортоперйодатною кислотою. Це п’ятиосновна кислота, їй відповідають солі Ag5IO6. Гідрат метаперйодатної кислоти Н3ІО5 (НІО4·Н2О) — триосновна кислота, їй відповідають солі М3ІО5. Метаперйодатна кислота НІО4 утворює стійкі солі МІО4. Це кислоти середньої сили. Самі кислоти та їх солі — сильні окисники, які використовують в органічній та аналітичній хімії. Для якісного визначення Й. використовують його здатність забарвлювати крохмальний клейстер у синій колір, у той час як сполуки Й. не змінюють забарвлення розчину. Кількісно Й. визначають титруванням натрію тіосульфатом:

I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.

Для якісного визначення І-іонів розчин солі підкиснюють H2SO4, додають окисник NaNO2, а виділений Й. визначають за синім забарвленням крохмалю. Кількісно І-іон визначають його окисненням NaClO до ІО3–; потім додають КІ, підкиснюють H2SO4 і Й., що виділився, титрують натрію тіосульфатом.

Й. належить до життєво необхідних елементів, його маса в організмі людини становить 10–25 мг (1·10–4%). Найбільше Й. містять щитовидна і надниркова залози. Він знаходиться у м’язах, шкірі, кістках, печінці, нирках, головному мозку, крові. Постійну концентрацію Й. у крові людини (1·10–5–1·10–6%) називають «йодним дзеркалом». Із крові він легко проникає у різні органи й тканини та відкладається у ліпідах. Добова потреба організму становить 0,2 мг Й. Він надходить у організм з їжею та питною водою. Багато Й. містять морські продукти. У меншій кількості він знаходиться у молоці, яйцях, сирі. Також елементний Й. легко засвоюється шкірою, слизовими оболонками, а у пароподібному стані — легенями. Щитовидна залоза поглинає із крові, що проходить через неї, неорганічні сполуки Й., а в кров потрапляють утворені у щитовидній залозі гормони тироксин і трийодтиронін. При нестачі Й. в організмі людини порушується діяльність щитовидної залози й розвивається хвороба — ендемічний зоб. Крім того, дефіцит Й. спричиняє порушення росту і формування кісток в організмі дитини. Він бере участь у водно-сольовому обміні, впливає на концентрацію в організмі іонів Na+ і К+. За допомогою гормонів, які утворює Й., активізуються окисно-відновні процеси в організмі, він позитивно впливає на фізичний і психічний розвиток організму, білковий і ліпідний обмін. Виводиться Й. нирками і частково зі слиною, молочною і потовою залозами.

Препарати Й., які застосовують у медичній практиці, поділяють на 5 груп: препарати, які містять елементний Й.; препарати, здатні вивільняти Й. внаслідок взаємодії з організмом; препарати, у складі яких є І-іон; препарати, молекули яких містять міцно зв’язаний Й.; радіоактивні препарати Й. Для діагностики й лікування захворювань у медицині застосовують радіоізотопи Й.: 123І (Т½=13,3 год); 125І (Т½=60,2 доби); 131І (Т½=8,06 доби) і 132І (Т½=2,26 год). Радіофармпрепарати з ізотопами Й. випускають у різних лікарських формах. Близько 30 препаратів, помічених різними ізотопами Й., застосовують із лікувально-діагностичною метою. Це, в першу чергу, натрію йодид NaI, який застосовують для визначення функціонального стану щитовидної і слинної залоз, дослідження йодного обміну, а також для лікування тиреотоксикозу, тиреотоксичного зобу і метастазів раку щитовидної залози. Різноманітні йодорганічні препарати, які містять радіоізотопи Й. (йодгіпуран, йодбензойна кислота, тироксин, трийодтиронін, альбумін сироватки крові людини та ін.) застосовують для радіодіагностичних досліджень серцево-судинної системи, печінки, нирок, легень, ШКТ, крові, кісткового та головного мозку. Найчастіше у цих препаратах застосовують ізотоп 123І для досліджень in vivo та 125І — для радіохімічних доліджень in vitro. У медичній практиці препарати елементного Й. застосовують зовнішньо і всередину. Зовнішньо як антисептичний, подразливий і відволікаючий засіб при запальних захворюваннях шкіри і слизових оболонок, всередину — при атеросклерозі, хронічних запальних процесах дихальних шляхів, при захворюванні на сифіліс, гіпертиреоз, для профілактики і лікування ендемічного зоба, при отруєннях солями Меркурію і Плюмбуму. Як ЛП застосовують розчин Й. спиртовий 5% (Solutio Iodi spirituosa), що містить Й. 50 г, калію йодиду — 20 г, води і 95% етилового спирту у рівних кількостях до 1 л; Розчин Й. спиртовий 10% (Solutio Iodi spirituosa 10%), що містить Й. 100 г, 95% етилового спирту до 1 л; розчин Люголю (Solutio Lugoli) — це розчин Й. у водному розчині калію йодиду; таблетки Мікройод (Tabulettae Mikroiodum) містять Й. 0,05 г, калію йодиду — 0,005 г, порошку коренів валеріани — 0,05 г. Калію йодид (Kalii iodidum) — білий дрібнодисперсний порошок, який застосовують, як і препарати Й., для лікування ендемічного зобу, гіпертиреозу, запальних захворювань дихальних шляхів, бронхіальної астми, очних захворювань. Натрію йодид (Natrii iodidum) — білий кристалічний порошок, який виявляє таку біологічну дію, як і КІ; Кальційодин (Calciiodinum) — суміш кальцієвих солей йодбегенової кислоти та інших йодованих жирних кислот застосовують для лікування атеросклерозу, бронхіту. У зв’язку з тим, що в організмі людини цей препарат повільно відщеплює Й., хворі переносять його легше, ніж неорганічні препарати Й. Йодоформ (Iodoformium), СНІ3 — дрібнокристалічний порошок, його використовують зовнішньо як антисептичний засіб для лікування інфікованих ран.

Оскільки Й. затримує проходження рентгенівських променів, його препарати як рентгеноконтрастні (кардіотраст, серозин, білігност та ін.) часто застосовують для рентгенологічних досліджень нирок, сечовода, кровоносних судин і серця, жовчного міхура, печінки.

Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. Химия и технология брома, йода и их соединений. — М., 1979; БМЭ. — М., 1974. — Т. 9; Машковский М.Д. Лекарственные средства. — М., 1988. — Ч. 2.