De jodium Het is een reactief niet-metallisch element dat behoort tot groep 17 van het periodiek systeem (halogenen) en wordt weergegeven door het chemische symbool I.In wezen is het een vrij populair element, van gejodeerd water tot het hormoon tyrosine.
In vaste toestand is jodium donkergrijs met een metaalglans (onderste afbeelding), in staat om te sublimeren om een violette damp te produceren die, wanneer gecondenseerd op een koud oppervlak, een donker residu achterlaat. Talrijke en aantrekkelijke experimenten zijn geweest om deze kenmerken aan te tonen.
Dit element werd voor het eerst geïsoleerd door Bernard Curtois in het jaar 1811, terwijl hij verbindingen kreeg die als grondstof dienden voor de productie van salpeter. Curtois identificeerde jodium echter niet als een element, een verdienste die werd gedeeld door Joseph Gay-Lussac en Humphry Davy. Gay-Lussac identificeerde het element als "iode", een term die afkomstig was van het Griekse woord "ioides" waarmee de kleur violet werd aangeduid..
Elementair jodium is, net als de andere halogenen, een diatomisch molecuul, dat bestaat uit twee jodiumatomen die zijn verbonden door een covalente binding. De Van der Waals-interactie tussen jodiummoleculen is de sterkste onder halogenen. Dit verklaart waarom jodium het halogeen is met de hoogste smelt- en kookpunten. Bovendien is het het minst reactief van de halogenen en degene met de laagste elektronegativiteit..
Jodium is een essentieel element dat moet worden ingenomen, omdat het nodig is voor de groei van het lichaam; hersenen en mentale ontwikkeling; metabolisme in het algemeen, enz., waarbij een dagelijkse inname van 110 µg / dag wordt aanbevolen.
Jodiumtekort in de foetale toestand van een persoon wordt geassocieerd met het optreden van cretinisme, een aandoening die wordt gekenmerkt door een vertraging van de lichaamsgroei; evenals onvoldoende mentale en intellectuele ontwikkeling, scheelzien, enz..
Ondertussen wordt een jodiumtekort op elke leeftijd van het individu geassocieerd met het verschijnen van een struma, gekenmerkt door een hypertrofie van de schildklier. Struma is een endemische ziekte, omdat het beperkt is tot bepaalde geografische gebieden met hun eigen voedingskenmerken.
Artikel index
Jodium werd ontdekt door de Franse chemicus Bernard Curtois, in het jaar 1811, terwijl hij samen met zijn vader werkte aan de productie van salpeter, waarvoor hij natriumcarbonaat nodig had..
Deze compound werd geïsoleerd uit zeewier dat ze verzamelden voor de kusten van Normandië en Bretagne. Daartoe werden de algen verbrand en de as gewassen met water, waarbij de resulterende resten werden vernietigd door toevoeging van zwavelzuur..
Bij één gelegenheid, misschien door een toevallige vergissing, voegde Curtois een overmaat zwavelzuur toe en vormde zich een paarse damp die kristalliseerde op de koude oppervlakken en bezinkte als donkere kristallen. Curtois vermoedde dat hij in de buurt was van een nieuw element en noemde het "Substance X".
Curtois ontdekte dat deze stof bij vermenging met ammoniak een bruine vaste stof (stikstoftrijodide) vormde die bij het minste contact explodeerde..
Curtois had echter beperkingen om zijn onderzoek voort te zetten en besloot om monsters van zijn substantie te geven aan Charles Desormes, Nicolas Clément, Joseph Gay-Lussac en André-Marie Ampère, om hun medewerking te verkrijgen..
In november 1813 maakten Desormes en Clément de ontdekking van Curtois openbaar. In december van datzelfde jaar wees Gay-Lussac erop dat de nieuwe substantie een nieuw element zou kunnen zijn, met de suggestie van de naam "iode" van het Griekse woord "ioides", aangeduid voor violet..
Sir Humphry Davy, die een deel van het door Curtois aan Ampère gegeven monster ontving, experimenteerde met het monster en constateerde een gelijkenis met chloor. In december 1813 was de Royal Society of London betrokken bij de identificatie van een nieuw element.
Hoewel er een discussie ontstond tussen Gay-Lussac en Davy over de identificatie van jodium, erkenden ze allebei dat Curtois de eerste was die het isoleerde. In 1839 ontving Curtois uiteindelijk de Montyn-prijs van de Koninklijke Academie van Wetenschappen als erkenning voor het isoleren van jodium..
In 1839 gaf Louis Daguerre jodium zijn eerste commerciële gebruik door een methode uit te vinden voor het produceren van fotografische afbeeldingen, daguerreotypieën genaamd, op dunne metalen platen..
In 1905 onderzocht de Amerikaanse patholoog David Marine jodiumtekort bij bepaalde ziekten en adviseerde de inname ervan.
Effen donkergrijs met metallic glans. Wanneer gesublimeerd, zijn de dampen paars van kleur (bovenste afbeelding).
126.904 u
53
113,7 ºC
184,3 ºC
Omgevingstemperatuur: 4,933 g / cm3
Het lost op in water om bruine oplossingen te produceren met een concentratie van 0,03% bij 20 ºC..
Deze oplosbaarheid wordt aanzienlijk verhoogd als er eerder opgeloste jodide-ionen zijn, aangezien er een evenwicht tot stand wordt gebracht tussen de I- en iktwee om de anionische soort I te vormen3-, die beter solvateert dan jodium.
In organische oplosmiddelen zoals chloroform, koolstoftetrachloride en koolstofdisulfide lost jodium op en geeft een paarse tint. Evenzo lost het op in stikstofverbindingen, zoals pyridine, chinoline en ammoniak, om opnieuw een bruine oplossing te vormen.
Het verschil in de kleuringen zit hem in het feit dat het jodium wordt opgelost als gesolvateerde moleculen Itwee, of als ladingoverslagcomplexen; de laatste verschijnen als het polaire oplosmiddelen zijn (waaronder water), die zich gedragen als Lewis-basen door elektronen aan jodium te doneren.
Scherp, irriterend en karakteristiek. Geurdrempelwaarde: 90 mg / m3 en irriterende geurdrempel: 20 mg / m3.
Log P = 2,49
Bij verhitting tot ontbinding geeft het een rook van waterstofjodide en verschillende jodideverbindingen af..
2,27 cP bij 116 ºC
386,65 K en 121 kPa
819 K en 11,7 MPa
15,52 kJ / mol
41,57 kJ / mol
54,44 J / (mol K)
Jodium heeft een matige dampspanning en wanneer de container wordt geopend, sublimeert het langzaam tot een violette damp, irriterend voor de ogen, neus en keel..
De oxidatiegetallen voor jodium zijn: -1 (ik-), +1 (I+), +3 (I3+), +4 (I4+), +5 (I5+), +6 (I6+) en +7 (I7+In alle jodidezouten, zoals in het geval van KI, heeft jodium een oxidatiegetal van -1, omdat we daarin het anion I hebben-.
Jodium verkrijgt positieve oxidatiegetallen wanneer het wordt gecombineerd met elementen die meer elektronegatief zijn dan het; bijvoorbeeld in zijn oxiden (I.tweeOF5 en ik4OF9) of interhalogeneerde verbindingen (I-F, I-Cl en I-Br).
2,66 op de schaal van Pauling
Ten eerste: 1.008,4 kJ / mol
Ten tweede: 1.845 kJ / mol
Ten derde: 3.180 KJ / mol
0,449 W / (m · K)
1,39 107 Ω · m bij 0 ºC
Diamagnetisch
Jodium combineert met de meeste metalen om jodiden te vormen, en ook met niet-metalen elementen zoals fosfor en andere halogenen. Het jodide-ion is een sterk reductiemiddel, dat spontaan een elektron afgeeft. Oxidatie van jodide produceert een bruinachtige tint van jodium.
Jodium is, in tegenstelling tot jodide, een zwak oxidatiemiddel; zwakker dan broom, chloor en fluor.
Jodium met oxidatiegetal +1 kan worden gecombineerd met andere halogenen met oxidatiegetal -1, om jodiumhalogeniden te geven; bijvoorbeeld: jodiumbromide, IBr. Evenzo combineert het met waterstof om waterstofjodide te doen ontstaan, dat na oplossen in water joodwaterstofzuur wordt genoemd..
Joodwaterstofzuur is een zeer sterk zuur dat jodiden kan vormen door reactie met metalen of hun oxiden, hydroxiden en carbonaten. Jodium heeft een oxidatietoestand van +5 in jodiumzuur (HIO3), die wordt gedehydrateerd om jodiumpentoxide (I.tweeOF5.
Jodium in zijn grondtoestand bestaat uit een atoom met zeven valentie-elektronen, waarvan er slechts één in staat is zijn octet te voltooien en iso-elektronisch te worden met het edelgas xenon. Deze zeven elektronen zijn gerangschikt in hun 5s en 5p orbitalen volgens hun elektronische configuratie:
[Kr] 4d10 5stwee 5 p5
Daarom vertonen I-atomen een sterke neiging om covalent te binden, zodat elk afzonderlijk acht elektronen in zijn buitenste schil heeft. Dus twee I-atomen naderen en vormen de I-I-binding, die het diatomische molecuul I definieerttwee (bovenste afbeelding); moleculaire eenheid van jodium in zijn drie fysische toestanden onder normale omstandigheden.
De afbeelding toont molecuul Itwee vertegenwoordigd door een ruimtelijk opvulmodel. Het is niet alleen een twee-atomig molecuul, maar ook homonucleair en apolair; dus hun intermoleculaire interacties (Itwee - iktwee) worden beheerst door de Londense dispersiekrachten, die recht evenredig zijn met hun molecuulmassa en de grootte van de atomen.
Deze I-I-binding is echter zwakker in vergelijking met die van de andere halogenen (F-F, Cl-Cl en Br-Br). Dit is theoretisch te wijten aan de slechte overlap van hun sp-hybride orbitalen3.
De moleculaire massa van Itwee zorgt ervoor dat zijn verspreidende krachten directioneel en sterk genoeg zijn om een orthorhombisch kristal bij omgevingsdruk tot stand te brengen. Het hoge elektronengehalte zorgt ervoor dat het licht eindeloze energie-overgangen bevordert, waardoor de jodiumkristallen zwart kleuren.
Wanneer jodium echter sublimeert, vertonen de dampen een violette kleur. Dit wijst al op een meer specifieke overgang binnen de moleculaire orbitalen van de Itwee (degenen met de hoogste energie of anti-link).
Moleculen I zijn hierboven weergegeventwee, weergegeven door een model van bollen en staven, gerangschikt binnen de orthorhombische eenheidscel.
Je kunt zien dat er twee lagen zijn: de onderste met vijf moleculen en de middelste met vier. Merk ook op dat een jodiummolecuul aan de basis van de cel zit. Glas wordt gebouwd door deze lagen periodiek in alle drie de dimensies te verdelen..
Reizend in de richting parallel aan de I-I bindingen, blijkt dat de jodiumorbitalen elkaar overlappen om een geleidingsband te genereren, waardoor dit element een halfgeleider is; het vermogen om elektriciteit te geleiden verdwijnt echter als de richting loodrecht op de lagen wordt gevolgd.
De I-I-link lijkt te zijn uitgebreid; en in feite is het, aangezien de lengte van zijn binding toeneemt van 266 pm (gasvormige toestand) tot 272 pm (vaste toestand).
Dit kan komen doordat in gas de moleculen Itwee ze zijn erg ver uit elkaar, hun intermoleculaire krachten zijn bijna te verwaarlozen; terwijl in de vaste stof deze krachten (I-I - I-I) tastbaar worden, waardoor de jodiumatomen van twee naburige moleculen naar elkaar toe worden getrokken en bijgevolg de intermoleculaire afstand wordt verkort (of interatomair, op een andere manier gezien).
Wanneer het jodiumkristal vervolgens sublimeert, trekt de I-I-binding in de gasfase samen, aangezien naburige moleculen niet langer dezelfde (dispersieve) aantrekkingskracht uitoefenen op hun omgeving. En ook, logischerwijs, de afstand Itwee - iktwee stijgt.
Eerder werd vermeld dat de I-I-binding zwakker is in vergelijking met de andere halogenen. In de gasfase bij een temperatuur van 575 ºC, 1% van de moleculen Itwee ze vallen uiteen in individuele I-atomen. Er is zoveel warmte-energie dat slechts twee ik's weer samenkomen, ze scheiden, enzovoort.
Evenzo kan dit verbreken van de binding optreden als er enorme druk wordt uitgeoefend op de jodiumkristallen. Door het teveel samen te persen (onder druk honderdduizenden keren hoger dan atmosferisch), worden de moleculen Itwee worden herschikt als een mono-atomaire fase I, en dan wordt gezegd dat jodium metallische eigenschappen vertoont.
Er zijn echter andere kristallijne fasen, zoals: lichaamsgerichte orthorhombische (fase II), lichaamsgerichte tetragonale (fase III) en gezichtsgecentreerde kubische (fase IV).
Jodium heeft een gewichtsverhouding, in verhouding tot de aardkorst, van 0,46 ppm, en staat daarmee op de 61ste plaats in overvloed. Jodidemineralen zijn schaars en commercieel exploiteerbare jodiumafzettingen zijn jodaten..
Jodiummineralen worden aangetroffen in stollingsgesteenten met een concentratie van 0,02 mg / kg tot 1,2 mg / kg en in magmatisch gesteente met een concentratie van 0,02 mg tot 1,9 mg / kg. Het is ook te vinden in de Kimmeridge-schalie, met een concentratie van 17 mg / kg gewicht.
Verder worden jodiummineralen aangetroffen in fosfaatgesteenten met een concentratie variërend van 0,8 tot 130 mg / kg. Zeewater heeft een jodiumconcentratie die varieert van 0,1 tot 18 µg / l. Zeewier, sponzen en oesters waren vroeger de belangrijkste bronnen van jodium.
Momenteel zijn de belangrijkste bronnen echter caliche, natriumnitraatafzettingen in de Atacama-woestijn (Chili) en pekel, voornamelijk uit het Japanse gasveld in Minami Kanto, ten oosten van Tokio, en het gasveld Anadarko. Basin in Oklahoma (VS).
Het jodium wordt gewonnen uit de caliche in de vorm van jodaat en wordt behandeld met natriumbisulfiet om het te reduceren tot jodide. De oplossing wordt vervolgens gereageerd met vers geëxtraheerd jodaat om de filtratie te vergemakkelijken. Caliche was de belangrijkste bron van jodium in de 19e en begin 20e eeuw..
Na zuivering wordt de pekel behandeld met zwavelzuur, dat jodide produceert..
Deze jodide-oplossing wordt vervolgens omgezet met chloor om een verdunde jodiumoplossing te produceren, die wordt verdampt door een luchtstroom die wordt omgeleid naar een absorberende toren van zwaveldioxide, waardoor de volgende reactie ontstaat:
iktwee + 2 uurtweeO + SOtwee => 2 HI + HtweeSW4
Vervolgens reageert het waterstofjodidegas met chloor om het jodium in gasvormige toestand vrij te maken:
2 HI + Cltwee => Iktwee + 2 HCl
En tot slot wordt het jodium gefilterd, gezuiverd en verpakt voor gebruik..
Jodium is een essentieel element, omdat het ingrijpt in tal van functies bij levende wezens, die vooral bekend zijn bij mensen. De enige manier waarop jodium de mens kan binnendringen, is via het voedsel dat hij eet.
Het aanbevolen dieet voor jodium varieert met de leeftijd. Een kind van 6 maanden heeft dus een inname van 110 µg / dag nodig; maar vanaf 14 jaar is de aanbevolen voeding 150 µg / dag. Daarnaast wordt gesteld dat de jodiumopname niet hoger mag zijn dan 1.100 µg / dag.
Schildklierstimulerend hormoon (TSH) wordt uitgescheiden door de hypofyse en stimuleert de opname van jodium door de schildklierfollikels. Jodium wordt in de schildklierfollikels gebracht, ook wel colloïden genoemd, waar het zich bindt aan het aminozuur tyrosine om monoiodotyrosine en diiodotyrosine te vormen..
In het folliculaire colloïde combineert een molecuul monoiodothyronine zich met een molecuul diiodothyronine om een molecuul te vormen genaamd trijoodthyronine (T3Aan de andere kant kunnen twee moleculen diiodotyrosine samenkomen en tetraiodothyronine vormen (T4De t3 en de T4 worden schildklierhormonen genoemd.
T-hormonen3 en T4 ze worden uitgescheiden in plasma waar ze binden aan plasma-eiwitten; inclusief schildklierhormoon transporteiwit (TBG). De meeste schildklierhormonen worden in plasma getransporteerd als T4.
De actieve vorm van schildklierhormonen is echter T3, dus de T4 in de "witte organen" van de schildklierhormonen ondergaat het dejodering en verandert het in T3 om zijn hormonale werking uit te oefenen.
De effecten van de werking van schildklierhormonen zijn veelvoudig, waarbij op de volgende kan worden gewezen: verhoogde stofwisseling en eiwitsynthese; bevordering van lichaamsgroei en hersenontwikkeling; verhoogde bloeddruk en hartslag, etc..
Het tekort aan jodium en dus aan de schildklierhormonen, bekend als hypothyreoïdie, heeft tal van gevolgen die worden beïnvloed door de leeftijd van de persoon.
Als jodiumtekort optreedt tijdens de foetale toestand van een persoon, is het meest relevante gevolg cretinisme. Deze aandoening wordt gekenmerkt door tekenen zoals een verminderde mentale functie, vertraagde lichamelijke ontwikkeling, scheelzien en vertraagde seksuele rijping..
Een jodiumtekort kan een struma veroorzaken, ongeacht de leeftijd waarop het tekort optreedt. Een struma is een overmatige ontwikkeling van de schildklier, veroorzaakt door overmatige stimulatie van de klier door het hormoon TSH, dat vrijkomt uit de hypofyse als gevolg van jodiumtekort..
De buitensporige grootte van de schildklier (struma) kan de luchtpijp samendrukken, waardoor de doorgang van lucht er doorheen wordt beperkt. Bovendien kan het schade aan de laryngeale zenuwen veroorzaken, wat kan leiden tot heesheid..
Vergiftiging door overmatige inname van jodium kan brandwonden aan de mond, keel en koorts veroorzaken. Ook buikpijn, misselijkheid, braken, diarree, zwakke pols en coma.
Een teveel aan jodium veroorzaakt enkele van de symptomen die bij een tekort worden waargenomen: er is een remming van de synthese van schildklierhormonen, waardoor de afgifte van TSH toeneemt, wat resulteert in een hypertrofie van de schildklier; d.w.z. een struma.
Er zijn onderzoeken die aangeven dat overmatige inname van jodium thyroïditis en papillaire schildklierkanker kan veroorzaken. Bovendien kan een overmatige inname van jodium een wisselwerking hebben met medicijnen, waardoor hun werking wordt beperkt..
Overmatige inname van jodium in combinatie met antithyroid-medicatie, zoals methimazol, gebruikt om hyperthyreoïdie te behandelen, kan een additief effect hebben en hypothyreoïdie veroorzaken..
Angiotensineconversie-enzymremmers (ACE-remmers), zoals benazepril, worden gebruikt om hypertensie te behandelen. Te veel kaliumjodide innemen verhoogt het risico op hyperkaliëmie en hypertensie.
Jodium werkt als een huid- of wondontsmettingsmiddel. Het heeft een bijna onmiddellijke antimicrobiële werking, dringt door in het inwendige van micro-organismen en interageert met zwavelaminozuren, nucleotiden en vetzuren, wat celdood veroorzaakt.
Het oefent zijn antivirale werking voornamelijk uit op de bedekte virussen en stelt dat het de eiwitten op het oppervlak van de bedekte virussen aanvalt..
Kaliumjodide in de vorm van een geconcentreerde oplossing wordt gebruikt bij de behandeling van thyreotoxicose. Het wordt ook gebruikt om de effecten van straling van te beheersen 131Ik door de binding van de radioactieve isotoop aan de schildklier te blokkeren.
Jodium wordt gebruikt bij de behandeling van dendritische keratitis. Om dit te doen, wordt het hoornvlies blootgesteld aan waterdampen die verzadigd zijn met jodium, waardoor tijdelijk het epitheel van het hoornvlies verloren gaat; maar er is een volledig herstel na twee of drie dagen.
Ook jodium heeft gunstige effecten bij de behandeling van cystische fibrose van de menselijke borst. Evenzo is erop gewezen dat de 131Ik zou een optionele behandeling van schildklierkanker kunnen zijn.
Jodium wordt gebruikt om de aanwezigheid van zetmeel te detecteren, waardoor een blauwe tint ontstaat. De reactie van jodium met zetmeel wordt ook gebruikt om de aanwezigheid van valse bankbiljetten te detecteren die zijn gedrukt op papier dat zetmeel bevat..
Kalium (II) tetrajodomercuraat, ook bekend als Nessler-reagens, wordt gebruikt bij de detectie van ammoniak. Evenzo wordt een alkalische jodiumoplossing gebruikt in de jodoformtest om de aanwezigheid van methylketonen aan te tonen..
Anorganische jodiden worden gebruikt bij de zuivering van metalen, zoals titanium, zirkonium, hafnium en thorium. In een fase van het proces moeten de tetrajodiden van deze metalen worden gevormd.
Jodium dient als stabilisator voor colofonium, olie en andere houtproducten.
Jodium wordt gebruikt als katalysator bij de organische synthesereacties van methylering, isomerisatie en dehydrogenering. Ondertussen wordt joodwaterstofzuur gebruikt als katalysator voor de productie van azijnzuur in de Monsanto- en Cativa-processen..
Jodium werkt als katalysator bij de condensatie en alkylering van aromatische aminen, evenals bij sulfaterings- en sulfaneringsprocessen, en voor de productie van synthetische rubbers.
Zilverjodide is een essentieel onderdeel van traditionele fotografische film. Jodium wordt gebruikt bij de vervaardiging van elektronische instrumenten zoals eenkristalprisma's, polariserende optische instrumenten en glas dat infraroodstralen kan doorlaten..
Jodium wordt gebruikt bij de vervaardiging van pesticiden, anilinekleurstoffen en ftaleïne. Bovendien wordt het gebruikt bij de synthese van kleurstoffen en is het een rookblusmiddel. En tenslotte dient het zilverjodide als condensatiekern voor de waterdamp in de wolken om regen te veroorzaken..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.