Реферат: Йод

Оглавление

Оглавление 1
Введение 2
Раздел 1. Немного истории. 3
1.1. Описание элемента. 3
1.2. Открытие Йода. 4
1.3. Интересные факты. 5
Раздел 2. Свойства Йода. 6
2.1. Физические свойства Йода. 6
2.2. Электронно-графическая формула Йода. 7
2.3. Химические свойства Йода. 8
2.4. Получение Йода. 10
Раздел 3. Распространение Йода. 11
3.1. Распространение в природе. 11
3.2. Йод в живом организме. 12
3.3. Йод и человек 13
3.4. Гормоны щитовидной железы 14
Раздел 4. Применение Йода. 16
4.1. Болезни, связанные с недостатком Йода 16
4.2. Восполнение Йода в организме. 18
4.3. Йод в промышленности. 19
4.4. Йод в медицине. 21
4.5. Препараты Йода. 22
4.6. Йод радиоактивный. 24
4.7. Синий йод 25
4.8. Препараты Синего Йода. 27
Выводы. 31
Список использованной литературы. 32

Дата добавления на сайт: 05 марта 2024

Скачать работу 'Йод':

Оглавление TOC \o "1-2" Оглавление PAGEREF _Toc148708848 \h 1
Введение PAGEREF _Toc148708849 \h 2
Раздел 1. Немного истории. PAGEREF _Toc148708850 \h 3
1.1. Описание элемента. PAGEREF _Toc148708851 \h 3
1.2. Открытие Йода. PAGEREF _Toc148708852 \h 4
1.3. Интересные факты. PAGEREF _Toc148708853 \h 5
Раздел 2. Свойства Йода. PAGEREF _Toc148708854 \h 6
2.1. Физические свойства Йода. PAGEREF _Toc148708855 \h 6
2.2. Электронно-графическая формула Йода. PAGEREF _Toc148708856 \h 7
2.3. Химические свойства Йода. PAGEREF _Toc148708857 \h 8
2.4. Получение Йода. PAGEREF _Toc148708858 \h 10
Раздел 3. Распространение Йода. PAGEREF _Toc148708859 \h 11
3.1. Распространение в природе. PAGEREF _Toc148708860 \h 11
3.2. Йод в живом организме. PAGEREF _Toc148708861 \h 12
3.3. Йод и человек PAGEREF _Toc148708862 \h 13
3.4. Гормоны щитовидной железы PAGEREF _Toc148708863 \h 14
Раздел 4. Применение Йода. PAGEREF _Toc148708864 \h 16
4.1. Болезни, связанные с недостатком Йода PAGEREF _Toc148708865 \h 16
4.2. Восполнение Йода в организме. PAGEREF _Toc148708866 \h 18
4.3. Йод в промышленности. PAGEREF _Toc148708867 \h 19
4.4. Йод в медицине. PAGEREF _Toc148708868 \h 21
4.5. Препараты Йода. PAGEREF _Toc148708869 \h 22
4.6. Йод радиоактивный. PAGEREF _Toc148708870 \h 24
4.7. Синий йод PAGEREF _Toc148708871 \h 25
4.8. Препараты Синего Йода. PAGEREF _Toc148708872 \h 27
Выводы. PAGEREF _Toc148708873 \h 31
Список использованной литературы. PAGEREF _Toc148708874 \h 32

ВведениеЙод знают все. Порезав палец, мы тянемся к склянке с Йодом, точнее с его спиртовым раствором. Но не все знают насколько важно содержание Йода в нашем организме. Йод является очень сильным антисептическим препаратом. Однако Йод служит не только для смазывания ссадин и царапин. Хотя Йода в человеческом организме всего 25 мг, он играет важную роль. Большая часть «человеческого Йода» находится в щитовидной железе: он входит в состав вещества, которое регулирует обмен веществ в организме. При недостатке Йода задерживается физическое и умственное развитие и возникает болезнь, называющаяся эндемический зоб. Это случается в высокогорных районах, где естественное содержание Йода в воздухе, воде и пище очень низкое.
Раздел 1. Немного истории.1.1. Описание элемента.-742953048000 Йод – химический элемент VII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер - 53. Относительная атомная масса 126,9045 (рис. 1). Галоген. Из имеющихся в природе галогенов – самый тяжёлый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат. Практически весь природный Йод состоит из атомов одного – единственного изотопа с массовым числом I127, его содержание в земной коре 4 * 10-5 % по массе. Радиоактивный Йод I125 образуется в ходе естественных радиоактивных превращений. Из искусственных изотопов Йода важнейшие – Йод I131 и Йод I133. их в основном используют в медицине.
358330512128500I2 – галоген. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском. Летуч. Плохо растворяется в воде, хорошо – в органических растворителях (с фиолетовым или коричневым окрашиванием раствора) или в воде с добавкой солей – Йодидов. Слабый окислитель и восстановитель. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, металлами, неметаллами, щелочами, сероводородом. Образует соединения с другими галогенами.
Молекула элементного Йода, как и прочих галогенов, состоит из двух атомов. Йод – единственный из галогенов – находится в твёрдом состоянии при нормальных условиях. Красивые тёмно – синие кристаллы Йода больше всего похожи на графит. Отчётливо выраженное кристаллическое строение (рис. 2), способность проводить электрический ток – все эти «металлические» свойства характерны для чистого Йода.
1.2. Открытие Йода.Конец XVII и начало XVIII века были отмечены в Европе непрекращающимися войнами. Требовалось много пороха и, следовательно, много селитры. Производство селитры приняло невиданные масштабы, наряду с обыкновенным растительным сырьём в дело шли и морские водоросли. В них и обнаружили новый химический элемент.
Одним из французских селитроваров был химик и промышленник Бернар Куртуа (1777–1838), он был весьма наблюдательным человеком. Считается, что именно это помогло ему в 1811 г. стать первооткрывателем нового химического элемента Йода. Однажды он заметил, что медный котёл, в котором выпаривался щелок, полученный из фукуса, ламинарий и других бурых водорослей, быстро разрушается, как будто его разъедает какая – то кислота. Куртуа решил выяснить, в чём тут дело. Осадив и удалив из раствора соли натрия, он выпарил раствор, обнаружил в котле сульфид калия и чтобы разложить его, прилил к осадку концентрированной серной кислоты – и тут появился фиолетовый дым. Куртуа повторил опыт, на этот раз в реторте, и в приёмнике реторты осели блестящие чёрные пластинчатые кристаллы.
Йодид натрия из водорослей, взаимодействуя с серной кислотой, выделяет Йод I2; одновременно образуется сернистый газ – диоксид серы SO2 и воду:
2NaI + 2H2SO4 = I2 + SO2 + Na2SO4 + 2H2O
При охлаждении пары Йода превращались в темно-серые кристаллы с ярким блеском. Куртуа писал: «В маточном растворе щелока, полученного из водорослей, содержится довольно большое количество необычного вещества. Его легко выделить: для этого достаточно прилить серную кислоту к данному раствору и нагреть смесь в реторте... Новое вещество осаждается в приемнике в виде черного порошка, который при нагревании превращается в пары великолепного фиолетового цвета».
Название новому элементу присвоил в 1813 году французский химик Жозеф-Луи Гей-Люссак (1778–1850) за фиолетовый цвет его паров («Йодос» по-гречески значит «фиолетовый»). Он же получил многие производные нового элемента – Йодоводород HI, Йодноватую кислоту HIO3, оксид Йода(V) I2O5, хлорид Йода ICl и другие. Практически одновременно элементарную природу Йода доказал и английский химик Гэмфри Дэви (1778–1829).
1.3. Интересные факты.содержание Йода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация Йода в крови снижается, с февраля начинается новый подъём, а в мае–июне Йодное зеркало достигает наивысшего уровня. Эти колебания имеют небольшую амплитуду, и их до сих пор остаются загадкой;
из пищевых продуктов много Йода содержат яйца, молоко, рыба; очень много Йода в морской капусте, которая поступает в продаже в виде консервов, драже и других продуктов;
первый в России Йодный завод был построен в 1915 г. В Екатеринославле (ныне Днепропетровск); получали Йод из золы черноморской водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто 200 кг Йода;
если грозовое облако «засеять» Йодистым серебром или Йодистым свинцом, то вместо града в облаке образуется снежная крупа: засеянное такими солями облако проливает дождём и не вредит полям.
Раздел 2. Свойства Йода.2.1. Физические свойства Йода.Плотность Йода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tкип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного Йода состоит из двух атомов (I2). Заметная диссоциация I2 2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре Йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании Йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки Йода в лабораториях и в промышленности. Йод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах Йодидов.
2.2. Электронно-графическая формула Йода.Конфигурация внешних электронов атома Йода 5s2 5p5. В соответствии с этим проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1 (в HI, KI) (рис. 3); +1 (в HIO, KIO) (рис. 3); +3 (в IСl3) (рис. 4); +5 (в НIO3, КIO3) (рис. 5); и +7 (в HIO4, KIO4) (рис. 6).
1508760731520001325880731520001143000731520009601207315200077724073152000594360109728000411480109728000457200002514600-914405d
005d
10515602743205p
005p
3200406400805s
005s
32461202743200028803602743200025146002743200021488402743200017830802743200014173206400800010515606400800068580064008000320040100584000 E Iнорм

1508760731520001143000731520009601207315200077724073152000594360109728000411480109728000457200002514600-914405d
005d
10515602743205p
005p
3200406400805s
005s
32461202743200028803602743200025146002743200021488402743200017830802743200014173206400800010515606400800068580064008000320040100584000 E I1*
193738539243000189357015240000
129730530480000
15087607315200011430007315200077724073152000594360109728000411480109728000457200002514600-914405d
005d
10515602743205p
005p
3200406400805s
005s
32461202743200028803602743200025146002743200021488402743200017830802743200014173206400800010515606400800068580064008000320040100584000 E I2*
193738539052500188404514478000224980514478000
93154530289500
15087607315200011430007315200077724073152000411480109728000457200002514600-914405d
005d
10515602743205p
005p
3200406400805s
005s
32461202743200028803602743200025146002743200021488402743200017830802743200014173206400800010515606400800068580064008000320040100584000 E I3*
5657851028065002028825387985002615565142240002249805151765001893570157480002.3. Химические свойства Йода.Химически Йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами Йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя Йодиды.
Hg + I2 = HgI2
С водородом Йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород.
I2 + H2 = 2НI
Элементный Йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до I- .
I2 + H2S = S + 2НI
Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-.
При растворении в воде Йода частично реагирует с ней;
I2 + H2O = HI + HIO
В горячих водных растворах щелочей образуются Йодид и Йодат.
I2 + 2KOH = KI + KIO + H2O
3KIO = 2KI + KIO3
При нагревании йод взаимодействует с фосфором:
3I2 + 2P = 2PI3
А йодид фосфора в свою очередь взаимодействует с водой:
2PI3 + H2O = 3HI + H2 (PHO3)
При взаимодействии H2SO4 и KI образуется продукт, окрашенный темно-бурый цвет, и сульфатная кислота восстанавливается до H2S
8KI + 9H2SO4 = 4I2 + 8KHSO4 + SO2 + H2O
Йод легко реагирует с алюминием, причем катализатором в этой реакции является вода:
3I2 + 2AL = 2ALI3
Йод может также окислять сернистую кислоту и сероводород:
H2SO3 + I2 + H2O = H2SO4 + HI
H2S + I2 = 2HI + S
Йод взаимодействует с нитратной кислотой:
I2 + 10HNO3 = 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O
При соединении кислоты с щелочью образуется соль:
HIO3 + KOH = KIO3 + H2O
При окислении йодид-иона йодат-ионом в кислой среде образуется свободный йод:
5KI + KIO3 + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O
При нагревании йодатной кислоты она распадается, с образованием наиболее стойкого оксида галогенов:
2HIO3 = I2O5 + H2O
Оксид йода (V) проявляет окислительные свойства. Его используют при анализе CO:
5CO + I2O5 = I2 + 5CO2
Перйодатная кислота H5IO6 - пятиосновная. Ее получают следующим образом:
5Ba(IO3)2 ---t--► Ba5(IO6)2 + 4I2 + 9O2
Ba5(IO6)2 + 5H2SO4 = 5BaSO4↓ + 2H5IO6
Это средняя по силе кислота. Может образовывать соли в орто-форме (Ag5IO6) и в мета-форме (NaIO4). Перйодатная кислота и ее соли используют в органической и аналитической химии как сильные окислители.
Йод хорошо взаимодействует с серноватистокислым натрием (тиосульфатом):
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
Это его свойство используется в аналитической химии.
Адсорбируясь на крахмале, Йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в Йодометрии и качественном анализе для обнаружения Йода.
Пары Йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу Йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от Йода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.
2.4. Получение Йода.
Сырьем для промышленного получения Йода в России служат нефтяные буровые воды (рис. 7); за рубежом – морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% Йода в виде Йодата натрия. Для извлечения Йода из нефтяных вод (содержащих обычно 20 – 40 мг/л Йода в виде Йодидов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся Йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На Йод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный Йод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом Йод поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют Йод хлором. Сырой кристаллический Йод очищают возгонкой.

буровая вода;
кислота;
башня подкисления и окисления (хлоратор);
хлор;
башня отдувки элементного Йода (десорбер);
воздух;
сернистый газ;
уловитель (адсорбер);
Йодоватистая и серная кислоты (сорбент);
сборник сорбента;
кристаллизатор (здесь Йод выделяется из сорбента);
Йод – сырец;
безЙодная буровая вода;
Раздел 3. Распространение Йода.3.1. Распространение в природе.Среднее содержание Йода в земной коре 4*10-5% по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения Йода рассеяны; глубинные минералы Йода неизвестны. История Йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками). Известны 8 гипергенных минералов Йода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром Йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5*10-5 грамм Йода). Из океана соединения Йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены Йодом. Йод легко адсорбируется1 органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений Йода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи Йода Йодо-бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг Йода).3.2. Йод в живом организме.Йод – необходимый для животных и человека микроэлемент. В почвах и растениях таёжно-лесной нечерноземной, сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон. Йод содержится в недостаточном количестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами (Са, Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее содержание Йода в почвах около 3*10-4%, в растениях около 2*10-5%. В поверхностных питьевых водах Йода мало (от 10-7 до 10-9%). В приморских областях количество Йода в 1 м3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных – составляет 1 или даже 0,2 мкг.
Поглощение Йода растениями зависит от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (так называемые концентраторы Йода, например морские водоросли – фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1% Йода, некоторые губки – до 8,5% (в скелетном веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие Йод, используются для его промышленного получения. В животный организм Йод поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник Йода – растительные продукты и корма. Всасывание Йода происходит в передних отделах тонкого кишечника. В организме человека накапливается от 20 до 50 мг Йода, в том числе в мышцах около 10 – 25 мг, в щитовидной железе в норме 6 – 15 мг. С помощью радиоактивного Йода (I131 и I125) показано, что в щитовидной железе Йод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующихся в них алл - и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин). Выделяется Йод из организма преимущественно через почки (до 70 – 80% ), молочные, слюнные и потовые железы, частично с жёлчью.
В различных биогеохимических провинциях содержание Йода в суточном рационе колеблется (для человека от 20 до 240 мкг, для овцы от 20 до 400 мкг). Потребность животного в Йода зависит от его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптации организма к содержанию Йода в среде. Суточная потребность в Йоде человека и животных – около 3 мкг на 1 кг массы (возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). Введение в организм Йода повышает основной обмен, усиливает окислительные процессы, тонизирует мышцы.
3.3. Йод и человекОрганизм человека не только не нуждается в больших количествах Йода, но и с удивительным постоянством сохраняет в крови постоянную концентрацию (10-5 – 10-6 %) Йода, так называемое Йодное зеркало крови. Из общего количества Йода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь Йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина – гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1%, находится в виде неорганического Йода I-.
Большие дозы элементного Йода опасны: доза 2 – 3 г смертельна. В то же время в форме Йодида допускается приём внутрь в больших дозах.
Если ввести в организм с пищей значительное количество неорганических солей Йода, концентрация его в крови повысится в 1000 раз, но уже спустя 24 часа Йодное зеркало крови придёт в норму внутреннего обмена и практически не зависит от условий эксперимента.
В медицинской практике Йодорганические соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов Йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого диагностического средства получают исключительно чёткие рентгеновские снимки отдельных участков тканей и органов.
3.4. Гормоны щитовидной железыЩитовидная железа состоит из двух овальных телец общей массой 25-30 г, расположенных по обе стороны нижней части гортани и трахеи.
В опытах с радиоактивным йодом (I131)установлено, что уже через 2ч после введения его основная масса обнаруживается в щитовидной железе. Из всего количества йода в организме (50мг) 10-15 мг находятся в железе, что дает основание считать щитовидную железу депо йода. Причем обнаружена зависимость между поглощением йода железой и степенью ее активности. Если накопление йода в железе идет медленно, это свидетельствует о ее пониженной деятельности, а Высокая степень поглощения - о гиперфункции железы. Проведение такого исследования используется в диагностику заболеваний щитовидной железы.
1297305128905000
Синтез гормонов происходит путем йодирования тирозина и последующей конденсации (соединения) таких двух молекул с образованием три- и тетрайодтиронина (тироксина), которые и являются собственно гормонами (рис. 8). Однако в клетках щитовидной железы они связаны с белком глобулином (йодтиреоглобулином) и неактивны. По мере необходимости этот комплекс распадается, освободившиеся гормоны (уже активные) поступают в тон крови, разносятся к органам и тканям, где и проявляют свое действие. Оно в основном направлено на усиление процессов биологического окисления, увеличение потребления кислорода, регуляцию обмена жира и воды, дифференцировку развития тканей.
Суточная потребность в йоде для человека составляет 1,5*10-4 - 3,0*10-4 г и покрывается за счет воды и продуктов питания, из которых наиболее богаты йодом яйца, рыба, свежие овощи. для детей и беременных женщин потребность в йоде несколько повышена. Из организма йод выводится почками и слюнными железами.
При изменений уровня выработки гормонов развиваются тяжелые заболевания.
Гипофункция щитовидной железы (гипотиреоз) или ее атрофия в молодом возрасте приводит к развитию кретинизма, который проявляется задержкой роста, а затем и его остановкой (карликовый рост), нарушением пропорционального развития частей тела, умственной отсталостью. Аналогичное состояние железы у взрослых проявляется отеком слизистых оболочек микседемой. Для этого заболевания характерны отечность, связанная с задержкой воды в тканях, понижение обмена веществ, ожирение, общая слабость, старческий вид даже у молодых.
Гипофункция, вызванная недостаточностью в организме йода, на фоне резкого увеличения щитовидной железы, связанного с глубоким ее перерождением, называется Эндемическим зобом. При этом заболевании размеры щитовидной железы значительно увеличены, она выступает в области шеи в виде зоба. Такой вид гипофункции...

Похожие материалы:

Статья: Йод, щитовидная железа и наше здоровье

Статья: Йод в организме человека

Реферат: Синий йод