Alcoholoplossing van jodium … Van kinds af aan een bekende hulp bij schrammen, schaafwonden en snijwonden bij alle kinderen en hun ouders. Het is een snel en effectief middel dat het wondoppervlak dichtschroeit en desinfecteert. De reikwijdte van de stof is echter niet beperkt tot medicijnen, omdat de chemische eigenschappen van jodium zeer divers zijn. Het doel van ons artikel is om ze nader te leren kennen.
Fysieke kenmerken
Een simpele substantie ziet eruit als donkerpaarse kristallen. Bij verhitting, vanwege de eigenaardigheden van de interne structuur van het kristalrooster, namelijk de aanwezigheid van moleculen in de knooppunten, smelt de verbinding niet, maar vormt onmiddellijk dampen. Dit is sublimatie of sublimatie. Het wordt verklaard door een zwakke binding tussen de moleculen in het kristal, die gemakkelijk van elkaar kunnen worden gescheiden - er wordt een gasvormige fase van de stof gevormd. Het aantal jodium in het periodiek systeem is 53. En de positie tussen andere chemische elementen geeft aan:behoren tot niet-metalen. Laten we verder ingaan op dit probleem.
Plaats van een element in het periodiek systeem
Jodium zit in de vijfde periode, groep VII en vormt samen met fluor, chloor, broom en astatine een subgroep van halogenen. Vanwege de toename van de nucleaire lading en atomaire straal, hebben vertegenwoordigers van halogenen een verzwakking van niet-metalen eigenschappen, daarom is jodium minder actief dan chloor of broom en is de elektronegativiteit ervan ook lager. De atomaire massa van jodium is 126, 9045. Een eenvoudige stof wordt weergegeven door diatomische moleculen, zoals andere halogenen. Hieronder zullen we kennis maken met de structuur van het atoom van het element.
Kenmerken van de elektronische formule
Vijf energieniveaus en de laatste bijna volledig gevuld met elektronen bevestigen dat het element duidelijke tekenen van niet-metalen vertoont. Net als andere halogenen is jodium een sterk oxidatiemiddel, dat metalen en zwakkere niet-metalen elementen - zwavel, koolstof, stikstof - het elektron wegneemt dat vóór de voltooiing van het vijfde niveau ontbreekt.
Jodium is een niet-metaal, in de moleculen waarvan er een gemeenschappelijk paar p-elektronen is die atomen aan elkaar bindt. Hun dichtheid op de plaats van overlap is het hoogst, de gemeenschappelijke elektronenwolk beweegt niet naar een van de atomen en bevindt zich in het midden van het molecuul. Er wordt een niet-polaire covalente binding gevormd en het molecuul zelf heeft een lineaire vorm. In de halogeenreeks, van fluor tot astatine, neemt de sterkte van de covalente binding af. Er is een afname van de enthalpiewaarde, waarvan het verval van elementmoleculen tot atomen afhangt. Welke implicaties heeft dit voor de chemische eigenschappen van jodium?
Waarom is jodium minder actief dan andere halogenen
De reactiviteit van niet-metalen wordt bepaald door de aantrekkingskracht op de kern van hun eigen atoom van vreemde elektronen. Hoe kleiner de straal van een atoom, hoe groter de elektrostatische aantrekkingskracht van zijn negatief geladen deeltjes van andere atomen. Hoe hoger het nummer van de periode waarin het element zich bevindt, hoe meer energieniveaus het zal hebben. Jodium bevindt zich in de vijfde periode en heeft meer energielagen dan broom, chloor en fluor. Daarom bevat het jodiummolecuul atomen met een straal die veel groter is dan die van de eerder genoemde halogenen. Daarom trekken I2 deeltjes zwakkere elektronen aan, wat leidt tot een verzwakking van hun niet-metallische eigenschappen. De interne structuur van een stof is onvermijdelijk van invloed op de fysieke kenmerken ervan. Hier zijn enkele specifieke voorbeelden.
Sublimatie en oplosbaarheid
Het verminderen van de wederzijdse aantrekkingskracht van jodiumatomen in zijn molecuul leidt, zoals we eerder zeiden, tot een verzwakking van de sterkte van de covalente niet-polaire binding. Er is een afname van de weerstand van de verbinding tegen hoge temperaturen en een toename van de thermische dissociatie van zijn moleculen. Een onderscheidend kenmerk van halogeen: de overgang van een stof bij verhitting van een vaste toestand onmiddellijk naar een gasvormige toestand, d.w.z. sublimatie is het belangrijkste fysieke kenmerk van jodium. De oplosbaarheid in organische oplosmiddelen, zoals koolstofdisulfide, benzeen, ethanol, is hoger dan in water. Dus in 100 g water van 20 ° C kan slechts 0,02 g oplossenstoffen. Deze functie wordt in het laboratorium gebruikt om jodium uit een waterige oplossing te extraheren. Als je het schudt met een kleine hoeveelheid H2S, kun je de paarse kleur van waterstofsulfide waarnemen als gevolg van de overgang van halogeenmoleculen erin.
Chemische eigenschappen van jodium
Bij interactie met metalen gedraagt het element zich altijd op dezelfde manier. Het trekt de valentie-elektronen van het metaalatoom aan, die zich ofwel op de laatste energielaag bevinden (s-elementen, zoals natrium, calcium, lithium, enz.), ofwel op de voorlaatste laag die bijvoorbeeld d-elektronen bevat. Deze omvatten ijzer, mangaan, koper en anderen. Bij deze reacties zal het metaal het reductiemiddel zijn en jodium, waarvan de chemische formule I2 is, het oxidatiemiddel. Daarom is het deze hoge activiteit van een eenvoudige stof die de reden is voor zijn interactie met veel metalen.
Opmerkelijk is de interactie van jodium met water bij verhitting. In een alkalisch milieu verloopt de reactie onder vorming van een mengsel van jodide en jodiumzuren. Deze laatste stof heeft de eigenschappen van een sterk zuur en verandert bij uitdroging in jodiumpentoxide. Als de oplossing wordt aangezuurd, gaan de bovenstaande reactieproducten met elkaar in wisselwerking om de oorspronkelijke stoffen te vormen - vrije moleculen I2 en water. Deze reactie behoort tot het redox-type, het vertoont de chemische eigenschappen van jodium als een sterk oxidatiemiddel.
Kwalitatieve zetmeelreactie
In zowel de anorganische als de organische chemie is er een groep reacties, met behulp vandie kunnen worden geïdentificeerd in de interactieproducten van bepaalde soorten eenvoudige of complexe ionen. Om macromoleculen van een complex koolhydraat - zetmeel - te detecteren, wordt vaak een 5% alcoholoplossing van I2 gebruikt. Er worden bijvoorbeeld een paar druppels ervan op een schijfje rauwe aardappel gedruppeld en de kleur van de oplossing wordt blauw. Hetzelfde effect zien we wanneer een stof in een zetmeelhoudend product terechtkomt. Deze reactie, die blauw jodium produceert, wordt veel gebruikt in de organische chemie om de aanwezigheid van een polymeer in een testmengsel te bevestigen.
De gunstige eigenschappen van het product van de interactie van jodium en zetmeel zijn al lang bekend. Het werd gebruikt bij afwezigheid van antimicrobiële geneesmiddelen voor de behandeling van diarree, maagzweren in remissie, aandoeningen van de luchtwegen. Zetmeelpasta, die ongeveer 1 theelepel jodiumalcoholoplossing per 200 ml water bevat, werd veel gebruikt vanwege de goedkope ingrediënten en het gemak van bereiding.
Er moet echter aan worden herinnerd dat blauw jodium gecontra-indiceerd is bij de behandeling van jonge kinderen, mensen die lijden aan overgevoeligheid voor jodiumbevattende geneesmiddelen, evenals patiënten met de ziekte van Graves.
Hoe niet-metalen met elkaar reageren
Van de elementen van de hoofdsubgroep van groep VII reageert jodium met fluor, het meest actieve niet-metaal met de hoogste mate van oxidatie. Het proces vindt plaats in de kou en gaat gepaard met een explosie. Met waterstof interageert I2 met sterke verhitting, en niet volledig, het reactieproduct - HI - begint te ontleden in de uitgangsstoffen. Joodwaterstofzuur is vrij sterk en hoewel het qua eigenschappen vergelijkbaar is met zoutzuur, vertoont het toch meer uitgesproken tekenen van een reductiemiddel. Zoals u kunt zien, zijn de chemische eigenschappen van jodium te wijten aan het feit dat het tot actieve niet-metalen behoort, maar het element is inferieur in het oxiderende vermogen tot broom, chloor en natuurlijk fluor.
De rol van het element in levende organismen
Het hoogste geh alte aan ionen I- bevindt zich in de weefsels van de schildklier, waar ze deel uitmaken van de schildklierstimulerende hormonen: thyroxine en triiodothyronine. Ze reguleren de groei en ontwikkeling van botweefsel, de geleiding van zenuwimpulsen en de stofwisseling. Vooral gevaarlijk is het gebrek aan jodiumbevattende hormonen in de kindertijd, aangezien mentale retardatie en het optreden van symptomen van een ziekte zoals cretinisme mogelijk zijn.
Onvoldoende secretie van thyroxine bij volwassenen wordt in verband gebracht met jodiumtekort in water en voedsel. Het gaat gepaard met haaruitval, de vorming van oedeem en een afname van lichamelijke activiteit. Een teveel aan een element in het lichaam is ook uiterst gevaarlijk, aangezien de ziekte van Graves zich ontwikkelt, met als symptomen prikkelbaarheid van het zenuwstelsel, trillen van de ledematen en ernstig gewichtsverlies.
Het hoge geh alte aan jodiumverbindingen wordt aangetroffen in sommige vertegenwoordigers van de flora. Lagere planten - bruine en rode algen - hopen ze op in hun thallus. Van de hogere planten zijn zure kersen, dadelpruimen, dadels en bieten de recordhouders voor de ophoping van jodium. Zeevruchten en zeevis bevatten een grote hoeveelheid van het element.
Verspreiding van jodiden in de natuur en methoden voor het verkrijgen van zuivere stoffen
Het grootste deel van het element is aanwezig in levende organismen en de schillen van de aarde - de hydrosfeer en lithosfeer - in een gebonden toestand. Er zijn zouten van het element in zeewater, maar hun concentratie is onbeduidend, daarom is het onrendabel om er puur jodium uit te halen. Het is veel efficiënter om uit de as van bruinwier een stof te halen: fucus, kelp, sargassum.
Op industriële schaal wordt I2 geïsoleerd van grondwater tijdens oliewinningsprocessen. Bij de verwerking van sommige ertsen, zoals Chileense salpeter, worden er kaliumjodaten en hypojodaten in aangetroffen, waaruit vervolgens zuiver jodium wordt gewonnen. Het is vrij kosteneffectief om I2 te verkrijgen uit een oplossing van jodiumwaterstof door deze te oxideren met chloor. De resulterende verbinding is een belangrijke grondstof voor de farmaceutische industrie.
Naast de al genoemde 5% alcoholoplossing van jodium, die niet alleen een eenvoudige stof bevat, maar ook een zout - kaliumjodide, evenals alcohol en water, in de endocrinologie, om medische redenen, medicijnen zoals als "Jodium-actief" en " Iodomarin".
In gebieden met een laag geh alte aan natuurlijke verbindingen kun je naast gejodeerd keukenzout een middel zoals Antistrumine gebruiken. Het bevat het actieve ingrediënt - kaliumjodide - en wordt aanbevolen als een profylactisch medicijn dat wordt gebruikt om de symptomen van endemische struma te voorkomen.
