Jod

Jod

tellur ← jod → ksenon
Br ↑ I ↓ At 53 I
Wygląd
szaroczarny
Widmo emisyjne jodu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	jod, I, 53 (łac. iodum)
Grupa, okres, blok	17, 5, p
Stopień utlenienia	−I, I, III, V, VII
Właściwości metaliczne	niemetal – fluorowiec
Właściwości tlenków	silnie kwasowe
Masa atomowa	126,90447(3) u
Stan skupienia	stały
Gęstość	4940 kg/m³
Temperatura topnienia	113,7 °C
Temperatura wrzenia	184,25 °C
Numer CAS	7553-56-2
PubChem	{{{nazwa}}}, [w:] PubChem, United States National Library of Medicine, CID:  (ang.).{{PubChem}} Brakujące pola: cid oraz nazwa. Nieznane pola: 1.
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 140 (115) pm 133 pm 198 pm Konfiguracja elektronowa [Kr]4d105s25p5 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 18, 7 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 2,66 2,21 Potencjały jonizacyjne I 1008,4 kJ/mol II 1845,9 kJ/mol III 3180 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 20,752 kJ/mol Ciepło topnienia 7,824 kJ/mol Konduktywność 8×10−8 S/m Ciepło właściwe 145 J/(kg·K) Przewodność cieplna 0,449 W/(m·K) Układ krystalograficzny rombowy Objętość molowa 25,72×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 123I {syn.} 13,2 h w.e. 1,229 123Te 124I {syn.} 4,176 d w.e. 3,160 124Te 125I {syn.} 59,4 d w.e. 0,186 125Te 127I 100% stabilny izotop z 74 neutronami 129I ślady 1,57×107 l β− 0,189 129Xe 130I {syn.} 12,36 h β− 2,949 130Xe 131I {syn.} 8,0252 d β− 0,971 131Xe 132I {syn.} 2,295 h β− 3,581 132Xe 133I {syn.} 20,83 h β− 1,757 133Xe 135I {syn.} 6,58 h β− 2,627 135Xe
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Uwaga Zwroty H H312, H332, H400 Zwroty P P273, P280 Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Szkodliwy (Xn) Groźny dla środowiska (N) Zwroty R R20/21, R50 Zwroty S S2, S23, S25, S61 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 3 0
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Jod (I, łac. iodum) – pierwiastek chemiczny z grupy 17 – fluorowców w układzie okresowym. Jego nazwa pochodzi od stgr. 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 Clémenta. 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 Desormie i Clémencie.

Zgodnie z zaleceniami IUPAC symbolem jodu jest „I”, jednak w starszej literaturze spotyka się symbol „J”.

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 i solankach, towarzyszy także pokładom saletry potasowej, np. w Chile. Występuje również w wielu codziennych produktach spożywczych takich jak mleko, jaja, warzywa czy ryby, o ile pochodzą z terenów, gdzie jod występuje w glebie i w wodzie. Są to jednak ilości niepokrywające dziennego zapotrzebowania człowieka.

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 fotografii. W medycynie stosowany jest w leczeniu i profilaktyce chorób tarczycy oraz jako środek dezynfekujący w formie jodyny. Izotopy promieniotwórcze ¹²³I oraz ¹³¹I mają zastosowanie w rozpoznawaniu i leczeniu chorób tarczycy. Jod służy też do wykrywania skrobi w analizie chemicznej (próba jodowa), 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 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. Zagrożenia takie występuje przede wszystkim w okolicach górskich. Dawniej takie tereny były miejscami endemicznego występowania wola u osób dorosłych i wrodzonego kretynizmu u dzieci. Niedobór jodu niweluje się współcześnie przez jodowanie soli kuchennej lub dodatek związków jodu do mąki.

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. Niektóre warzywa głównie z rodziny krzyżowych (np. kapusta) zawierają rodanki, które działając antagonistycznie do jodków, mogą pogorszyć przebieg niektórych schorzeń tarczycy.

Zawartość jodu w przykładowych produktach [µg/100g]:
dorsz, plamiak	116
tuńczyk	20
wieprzowina	7–12
wołowina	15–19
kurczak	15–18
mleko	21–25
ser biały	26
jajko	ok. 25/szt.
ryż	3

Dobowe zapotrzebowanie na jod w różnych okresach życia:
niemowlęta do 1 roku życia	50 μg
dzieci 1–3 lat	70 μg
dzieci do 6 lat	90 μg
do 6–10 lat	120 μg
młodzież	150 μg
dorośli	średnio 200 μg
kobiety ciężarne	230 μg
kobiety karmiące	260 μg

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 3–4 g.

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

Linki zewnętrzne

• K. Przewłocki, K. Ślizowski. Występowanie jodu w środowisku naturalnym. „Gospodarka Surowcami Mineralnymi”. 23 (2), s. 17–26, 2007. (pol.). 

Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.