5CO + I₂O₅ = I₂ + 5CO₂

Перйодатная кислота H₅IO₆ - пятиосновная. Ее получают следующим образом:

5Ba(IO₃)₂ ---^t--► Ba₅(IO₆)₂ + 4I₂ + 9O₂

Ba₅(IO₆)₂ + 5H₂SO₄ = 5BaSO₄↓ + 2H₅IO₆

Это средняя по силе кислота. Может образовывать соли в орто-форме (Ag₅IO₆) и в мета-форме (NaIO₄). Перйодатная кислота и ее соли используют в органической и аналитической химии как сильные окислители.

Йод хорошо взаимодействует с серноватистокислым натрием (тиосульфатом):

2Na₂S₂O₃ + I₂ = Na₂S₄O₆ + 2NaI

Это его свойство используется в аналитической химии.

Адсорбируясь на крахмале, Йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в Йодометрии и качественном анализе для обнаружения Йода.

Пары Йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу Йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от Йода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.

2.4. Получение Йода.

Сырьем для промышленного получения Йода в России служат нефтяные буровые воды (рис. 7); за рубежом – морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% Йода в виде Йодата натрия. Для извлечения Йода из нефтяных вод (содержащих обычно 20 – 40 мг/л Йода в виде Йодидов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся Йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На Йод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный Йод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом Йод поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют Йод хлором. Сырой кристаллический Йод очищают возгонкой.

1) буровая вода;

2) кислота;

3) башня подкисления и окисления (хлоратор);

4) хлор;

5) башня отдувки элементного Йода (десорбер);

6) воздух;

7) сернистый газ;

8) уловитель (адсорбер);

9) Йодоватистая и серная кислоты (сорбент);

10) сборник сорбента;

11) кристаллизатор (здесь Йод выделяется из сорбента);

12) Йод – сырец;

13) безЙодная буровая вода;

Раздел 3. Распространение Йода.

3.1. Распространение в природе.

Среднее содержание Йода в земной коре 4*10^-⁵% по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения Йода рассеяны; глубинные минералы Йода неизвестны. История Йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками). Известны 8 гипергенных минералов Йода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром Йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5*10^-5 грамм Йода). Из океана соединения Йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены Йодом. Йод легко адсорбируется¹ органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений Йода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи Йода Йодо-бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг Йода).

3.2. Йод в живом организме.

Йод – необходимый для животных и человека микроэлемент. В почвах и растениях таёжно-лесной нечерноземной, сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон. Йод содержится в недостаточном количестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами (Са, Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее содержание Йода в почвах около 3*10^-4%, в растениях около 2*10^-5%. В поверхностных питьевых водах Йода мало (от 10^-7 до 10^-9%). В приморских областях количество Йода в 1 м3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных – составляет 1 или даже 0,2 мкг.

Поглощение Йода растениями зависит от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (так называемые концентраторы Йода, например морские водоросли – фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1% Йода, некоторые губки – до 8,5% (в скелетном веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие Йод, используются для его промышленного получения. В животный организм Йод поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник Йода – растительные продукты и корма. Всасывание Йода происходит в передних отделах тонкого кишечника. В организме человека накапливается от 20 до 50 мг Йода, в том числе в мышцах около 10 – 25 мг, в щитовидной железе в норме 6 – 15 мг. С помощью радиоактивного Йода (I¹³¹ и I¹²⁵) показано, что в щитовидной железе Йод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующихся в них алл - и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин). Выделяется Йод из организма преимущественно через почки (до 70 – 80% ), молочные, слюнные и потовые железы, частично с жёлчью.

В различных биогеохимических провинциях содержание Йода в суточном рационе колеблется (для человека от 20 до 240 мкг, для овцы от 20 до 400 мкг). Потребность животного в Йода зависит от его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптации организма к содержанию Йода в среде. Суточная потребность в Йоде человека и животных – около 3 мкг на 1 кг массы (возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). Введение в организм Йода повышает основной обмен, усиливает окислительные процессы, тонизирует мышцы.

3.3. Йод и человек

Организм человека не только не нуждается в больших количествах Йода, но и с удивительным постоянством сохраняет в крови постоянную концентрацию (10^-5 – 10^-6 %) Йода, так называемое Йодное зеркало крови. Из общего количества Йода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь Йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина – гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1%, находится в виде неорганического Йода I^-.

Большие дозы элементного Йода опасны: доза 2 – 3 г смертельна. В то же время в форме Йодида допускается приём внутрь в больших дозах.

Если ввести в организм с пищей значительное количество неорганических солей Йода, концентрация его в крови повысится в 1000 раз, но уже спустя 24 часа Йодное зеркало крови придёт в норму внутреннего обмена и практически не зависит от условий эксперимента.

В медицинской практике Йодорганические соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов Йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого диагностического средства получают исключительно чёткие рентгеновские снимки отдельных участков тканей и органов.

3.4. Гормоны щитовидной железы

Щитовидная железа состоит из двух овальных телец общей массой 25-30 г, расположенных по обе стороны нижней части гортани и трахеи.

В опытах с радиоактивным йодом (I¹³¹)установлено, что уже через 2ч после введения его основная масса обнаруживается в щитовидной железе. Из всего количества йода в организме (50мг) 10-15 мг находятся в железе, что дает основание считать щитовидную железу депо йода. Причем обнаружена зависимость между поглощением йода железой и степенью ее активности. Если накопление йода в железе идет медленно, это свидетельствует о ее пониженной деятельности, а Высокая степень поглощения - о гиперфункции железы. Проведение такого исследования используется в диагностику заболеваний щитовидной железы.

Синтез гормонов происходит путем йодирования тирозина и последующей конденсации (соединения) таких двух молекул с образованием три- и тетрайодтиронина (тироксина), которые и являются собственно гормонами (рис. 8). Однако в клетках щитовидной железы они связаны с белком глобулином (йодтиреоглобулином) и неактивны. По мере необходимости этот комплекс распадается, освободившиеся гормоны (уже активные) поступают в тон крови, разносятся к органам и тканям, где и проявляют свое действие. Оно в основном направлено на усиление процессов биологического окисления, увеличение потребления кислорода, регуляцию обмена жира и воды, дифференцировку развития тканей.