Какова температура плавления йода?

24 ноября 2021

Йод – микроэлемент, играющий важную роль для здоровья человека. Узнайте, какова температура плавления йода и его польза для организма.

Название и обозначение йода

Название элемента “йод” предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰο-ειδής (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например, «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века.

В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например, в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

Физические свойства йода

Природный йод состоит только из одного изотопа — йода-127 (см. Изотопы йода). Конфигурация внешнего электронного слоя — 5s2p5. В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).

Радиус нейтрального атома йода 0,136 нм, ионные радиусы I, I5+ и I7+ равны, соответственно, 0,206; 0,058-0,1090,056-0,067 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома йода равны, соответственно: 10,45; 19,10; 33 эВ. Сродство к электрону −3,08 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность йода — 2,66, йод принадлежит к числу неметаллов.

Йод при обычных условиях — твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском и специфическим запахом.

Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например, в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном этиловом спирте. Слабо растворяется в воде (0,28 г/л), лучше растворяется в водных растворах йодидов щелочных металлов с образованием трийодидов (например трийодида калия KI3).

При нагревании при атмосферном давлении йод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Жидкий йод можно получить, нагревая его под давлением.

Химические свойства йода

Йод относится к группе галогенов.

Электронная формула (Электронная конфигурация) йода: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5.

Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4).

Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.

  • Довольно известной качественной реакцией на йод является его взаимодействие с крахмалом, при котором наблюдается синее окрашивание в результате образования соединения включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry).
  • С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:
Hg + I2 → HgI2
  • С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:
H2 + I2 → 2HI
  • Йод является окислителем, менее сильным, чем фтор, хлор и бром. Сероводород H2S, Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I:
I2 + H2S → S + 2HI
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

Последняя реакция также используется в аналитической химии для определения йода.

  • При растворении в воде йод частично реагирует с ней (По “Началам Химии” Кузьменко: реакция не идёт даже при нагревании, текст нуждается в проверке)
I2 + H2O → HI + HIO ,  pKc=15,99
  • Реакция образования нитрида трийода:
3I2 + 5NH3 → 3NH4I + NH3 ⋅ NI3

Нитрид трийода в сухом кристаллическом состоянии разлагается с выделением фиолетовых паров йода, что демонстрируется как эффектная химическая реакция.

  • Йодиды щелочных металлов очень склонны в растворах присоединять (растворять) молекулы галогенов с образованием полийодидов (перйодидов) — трийодид калия, дихлоройодат I калия:
KI + I2 → KI3

Биологическая роль йода

Йод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % йода. Богаты йодом водные растения семейства рясковых. Йод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.

Йод и щитовидная железа

У животных и человека йод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трийодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12—20 мг йода. Суточная потребность человека в йоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза йода составляет 0,15 мг.

Отсутствие или недостаток йода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом йода, с профилактической целью добавляют йодид калия, йодид натрия или йодат калия (йодированная соль).

Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму). Также при небольшом недостатке йода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

Избыток йода в пище обычно легко переносится организмом, однако в отдельных случаях в людях с повышенной чувствительностью этот избыток может также привести к расстройствам щитовидной железы.

Токсичность йода

Йод токсичен. Смертельная доза (LD50) — 3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров йода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких. При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение. При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче. Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит. Без лечения наступает летальный исход.

ПДК йода в воде 0,125 мг/дм³, в воздухе 1 мг/м³.

Радиоактивный йод-131 (радиойод), являющийся бета- и гамма-излучателем, особенно опасен для организма человека, так как радиоактивные изотопы биохимически не отличаются от стабильных. Поэтому почти весь радиоактивный йод, как и обычный, концентрируется в щитовидной железе, что приводит к её облучению и дисфункции. Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным йодом являются атомные станции и фармакологическое производство. В то же время это свойство радиойода позволяет использовать его для борьбы с опухолями щитовидной железы и диагностики её заболеваний.

Польза йода

Йод – микроэлемент, требующийся организму для его нормального роста и развития. Он накапливается в щитовидной железе и участвует в продуцировании важных гормонов: тироксина и трийодтиронина. Они влияют на физическое и умственное развитие, обмен веществ, репродуктивную функцию и настроение человека.

Нормаль потребления йода – 150–200 мкг. Недостаточное потребление отрицательно влияет на работу нервной системы. Ухудшается память. Человек становится раздражительным, сонливым и затрудняется концентрироваться. У нее слабеет иммунитет. Ухудшается работа сердца.

Применение йода

Йод в природных условиях твердый, является кристаллическим веществом. Он имеет темно-фиолетовый или серый цвет с характерным металлическим блеском. Запах у вещества специфический. Это самый тяжелый из всех стабильных галогенов. Его сложно растворить в воде. Но зато он хорошо вступает в реакцию со спиртом.

Йод активно применяется в разных сферах:

  • криминалистика;
  • медицина;
  • автомобильная промышленность;
  • стекольная промышленность и т.п.

При какой температуре кристаллы йода расплавляются и кипят?

Плавление – это процесс, в ходе которого твердое вещество обретает жидкий вид. Температурой плавления йода является +113,5 градусов Цельсия. Кипит йод при температуре +184,35 градусов. При снижении температуры его пары сразу кристаллизуются. Эту особенность применяют для очистки данного вещества. Точки кипения, плавления йода самые высокие среди всех галогенов.

Как расплавить йод?

Чтобы получить жидкий йод из кристаллов, необходимо очень быстро их нагреть. Если этот процесс будет слишком медленным, то вещество начнет испаряться. В открытой емкости сделать из твердых частичек йода жидкость достаточно сложно. Поэтому применяют метод нагрева в закрытом сосуде под давлением.

Таким образом, йод в нормальных условиях является твердым, а приобретает жидкую форму лишь при нагревании. Температура плавления этого вещества составляет +113,5 градусов. Йод находит применение в разных сферах.

 

Источники:

  • https://chem.ru/jod.html
  • https://domstrousam.ru/%F0%9F%9A%A9-temperatura-plavleniya-joda
  • https://ru.siberianhealth.com/ru/blogs/kak/kakova-temperatura-plavleniya-yoda-i-ego-polza-dlya-organizma

 

Оцените статью:
[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]