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:

3І₂ + 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 рК_а=–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⁺ + ОН^– НІО Н⁺ + ІО^–

К_а = 4⋅10^–11, К_b = 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 T_пл 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 ІО^3– 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 + Na₂S₄O_6.

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 ІО^3–; 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 (Т_½=13,3 год); ¹²⁵І (Т_½=60,2 доби); ¹³¹І (Т_½=8,06 доби) і ¹³²І (Т_½=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.