Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ИОД

ИОД (от греч. iodes - фиолетовый; лат Iodum) I, хим. элемент VII гр. периодич. системы, относится к галогенам; ат. н. 53, ат. м. 126,9045. В природе встречается только один стабильный изотоп 127I. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 5s25p5; степени окисления —1, +1, +3, +5 и +7; энергия ионизации I0 :I+ : I2+ соотв. 10,45136 и 19,100 эВ; сродство к электрону —3,08 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,5; атомный радиус 0,136 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) I- 0,206 нм (6), I5+ 0,058 нм (3), 0,109 нм (6), I7+ 0,056 нм (4), 0,067 нм (6). Молекула двухатомна; длина связи 0,266 нм; энергия диссоциации 148,826 кДж/молъ; степень диссоциации 2,8% при 727 °С и 89,5% при 1727 °С. Содержание иода в земной коре 4.10-5% по массе (1014-1015 т). Собственные минералы - иодаргирит AgI, лаутарит Са(IO3)2 и др. крайне редки. Иод находится в природе в рассеянном состоянии в магматич. и осадочных горных породах (10-4-10-5% по массе). Он легко выщелачивается из них водами и концентрируется организмами, напр. водорослями, зола к-рых содержит до 0,5% иода. Пром. кол-ва иода встречаются в подземных водах (0,01-0,1 кг/м3 и выше) нефтяных и газовых месторождений, в селитренных отложениях (до 1%). Мировые запасы иода (без СССР) в пром. месторождениях 2,6 млн. т.
Свойства. Иод - черно-серые кристаллы с фиолетовым металлич. блеском; легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом; кристаллич. решетка ромбическая, а = 0,4792 нм, b = 0,7271 нм, с = 0,9803 нм, пространств. группа Cmca, z = 4 молекулы I2; т. пл. 113,5°С, т. кип. 184,35 °С; плотн. твердого 4,940 г/см3, жидкого 3,960 г/см3 при 120°С; tкрит 546 °С, ркрит 11,4 МПа, dкрит 1,64 г/см3; для твердого I2: С0p 54,44 Дж/(моль.К), DH0пл 15,67 кДж/моль (386,75 К), DH0исп 41,96 кДж/моль (457,5 К), S0298 116,13 Дж/(моль.К); для I (газ): Cop 20,79 Дж/(моль.К), DH0обр 106,762 кДж/моль, S0298 180,67 Дж/(моль.К); ур-ние температурной зависимости давления пара над твердым иодом: lgp (в мм рт. ст.) = 3594,03/T + 0,0004434T - 2,9759 lg T + 21,91008; теплопроводность твердого 0,449 Вт/(м.К) при 300 К, жидкого 0,116 Вт/(м.К) при 386,8 К; r твердого 1,3.1015 мкОм.см (293 К); e твердого 10,3 при 23 °С, жидкого 11,08 при 118°С; h жидкого 2,286.10-3 Па.с (126°С), газа 17,85.10-6 Па.с (126°С); g 36,88.10-3 Н/м2 (126°С); nD138 1,98. Стандартный электродный потенциал иода в водном р-ре (I2/I-) + 0,535 В. Иод раств. в большинстве орг. р-рителей. Р-ры в углеводородах, их галогенопроизводных, нитросоединениях и CS2 окрашены в фиолетовый цвет, в воде и орг. р-рителях, содержащих N, S и О, - в коричневый. Р-римость (г в 1 кг) при 25 °С: в гексане 13,2, бензоле 164,0, СНСl3 49,7, CS2 197,0, ССl4 19,2, этаноле 271,7, диэтиловом эфире 337,3, воде 0,34. В присут. иодидов металлов р-римость иода в воде сильно увеличивается. В водных р-рах иод частично гидролизуется: I2 + Н2О D НIO + Н+ + I- (константа гидролиза 5.10-13 при 25°С). По реакц. способности иод уступает F2, Сl2 и Вr2. Со мн. в-вами (С, N2, O2, S, Se) непосредственно не взаимод., с Н2, Si и мн. металлами реагирует только при повыш. т-рах. Из неметаллов иод легко взаимод. с Р и As, образуя иодиды, а также с др. галогенами, давая межгалогенные соединения, напр. IF5, ICl3, IBr. Металлы из-за образования на пов-сти защитной пленки иодида энергично реагируют с иодом только в присут. влаги. Ti, Та и их сплавы, Ag и, в меньшей степени, Рb стойки к действию влажного иода. В водных р-рах щелочей и карбонатов идут р-ции: 3I2 + 6NaOH : NaIO3 + 5NaI + 3Н2О; 3I2 + 3Na2CO3 : NaIO3 + 5NaI + 3СО2 Иод легко выделяется в своб. состоянии из р-ров его солей даже при действии слабых окислителей, напр, солей Fe3+ и Сu2+, а также HNO2. Сильные окислители, напр. хлор и гипохлориты, окисляют в водных р-рах иод до йодноватой к-ты НIO3. Иод легко восстанавливается сероводородом, Na2S2O3, N2H4 и др. восстановителями до I-. С водным р-ром NH3 образует взрывчатый йодистый азот NI3. Иодиды одно- и двухвалентных металлов - соли. Все они, кроме Agl, Cu2I2 и Hg2I2, хорошо раств. в воде. Мн. иодиды раств. в полярных орг. р-рителях (спиртах, эфирах, кетонах). Иодиды металлов III, IV, V и VI гр., как и иодиды неметаллов (Si, P, As, Sb), легкоплавки и раств. даже в неполярных р-рителях. В соед. с иодом большинство металлов не проявляет своей высшей степени окисления. Для мн. иодидов характерно образование комплексных ионов (напр., [HgI4]2-, [РbI4]2-). При растворении иода в р-рах йодистых солей образуются полииодиды МI3, МI5 и др. (см. Полигалогениды). См. также Галогениды. Иод образует ряд кислородсодержащих соед. - оксидов, к-т и их солей. Пентаоксид дииода I2О5 - бесцв. кристаллы; разлагается при 300 °С; получают обезвоживанием НIO3. Др. оксиды иода малостойки. Иодноватистая к-та НIO существует только в очень разб. водных р-рах. Диссоциирует как к-та (НIO D Н+ + IO-) и как основание (IOН + Н2О D2О+ + ОН-). Соли НIO - гипоиодиты известны только в водных р-рах. Производные основания IOН относительно устойчивы (напр., ICN, ICNS), особенно комплексные соед. с пиридином (напр., [I(C5H5N)NO3]). Соответствующая I3+ к-та НIO2 и ее соли не получены, но известны соли I3+ - нитрат, перхлорат, фосфат, ацетат, сульфат. Йодноватая к-та НIO3 - бесцв. стекловидные кристаллы; т. пл. 110°С; получают в водных р-рах окислением иода хлором, конц. HNO3 или др. сильными окислителями с послед. отгонкой воды в вакууме; материал, используемый для звукопроводов акустооптич. устройств (см. Акустические материалы). Соли НIO3 - иодаты разлагаются только выше 400 °С; обладают сильными окислит. св-вами. При взаимод. с иодидами в присут. к-т иодаты выделяют элементный иод. Иодат калия КIO3 бесцв. кристаллы; раств. в воде (8,13 г в 100 г при 20 °С); получают взаимод. иода с КОН; используют как реактив в иодатометрии. Йодная кислота НIO4 известна в виде дигидрата бесцв. кристаллов; т. пл. 122°С; выше этой т-ры разлагается с выделением О2; слабая к-та. Образует соли: метапериодаты МIO4, ортопериодаты М3IO5, парапериодаты М3Н26. Парапериодат калия К3Н2IO6 получают окислением иода в щелочном р-ре хлором или бромом; применяют в аналит. химии как окислитель. Известны оксифториды иода: IOF3 (плотн. 3,95 г/см3, DH0обр — 555 кДж/моль, выше 100°С диспропорционирует на IO2F и IF5), IO2F (DH0обр -246 кДж/моль) и IO3F (разлагается выше 100 °С до IO2F и О2) - бесцв. кристаллы; (IO2F3)2 - желтые кристаллы (т. пл. 41 °С, т. кип. 147 °С, DH0обр —984 кДж/моль); FOIF4O - светло-желтая жидкость, в кристаллич. состоянии бесцв. (т. пл. — 33 °С, образуется в виде смеси цис-, транс-изомеров). Могут применяться как окислители и фторобразующие агенты.
Получение. Иод добывают из вод нефтяных и газовых месторождений, а также маточников селитренного произ-ва. Минерализованную воду, содержащую 0,001-0,01% иода в виде иодидов, подкисляют серной или соляной к-той до рН 2,5-3,5 и обрабатывают Сl2 или р-ром NaNO2 для выделения элементного иода, к-рый затем адсорбируют активным углем или анионитом. Из вод с повыш. т-рой ( > 40 °С) выделившийся иод выдувают воздухом (воздушно-десорбц. способ). Насыщ. иодом уголь промывают р-ром NaOH, причем образуется р-р NaI и NaIO3. Из насыщ. анионита иод извлекают смесью р-ров Na2SO3 и NaCl. Из полученных такими способами р-ров, содержащих 2-3% NaI, действием H2SO4 и окислителя (напр., хлора) выделяют элементный иод. По воздушно-десорбц. методу воздух, содержащий пары иода, смешивают с SO2. Из образовавшейся в присут. влаги смеси HI (ок. 10%) и H2SO4 выделяют элементный иод действием хлора. Получаемый из подземных вод иод, загрязненный орг. в-вами, очищают сублимацией или плавлением под слоем H2SO4. Маточники селитренного произ-ва, содержащие иод в виде NaIO3, для выделения элементного иода обрабатывают SO2. В очень небольших кол-вах иод получали из морских водорослей, для чего их сжигали, золу выщелачивали водой и из полученного р-ра выделяли иод под действием окислителей.
Определение. Для качеств. обнаружения I- р-р подкисляют серной к-той, выделяют элементный иод действием NaNO2 и добавляют крахмал (синее окрашивание) либо экстрагируют орг. р-рителем, напр. СНСl3 или ССl4. В присут. I2 орг. слой окрашивается в розово-фиолетовый цвет. Своб. иод определяют количественно титрованием тиосульфатом Na. В отсутствие др. галогенид-ионов I- определяют аргентометрически (титрованием AgNO3). В присут. Сl- или Вr- сначала окисляют I- до I2 нитритом Na или др. окислителем, затем экстрагируют иод орг. р-рителем и титруют экстракт тиосульфатом Na. По др. способу I- окисляют, напр. NaClO, до IO3-, добавляют KI и H2SO4 и титруют выделившийся I2 тиосульфатом Na.
Применение. Иод используют для получения неорг. и орг. иодсодержащих соед., как акцептор водорода при дегидрировании предельных углеводородов, катализатор в орг. синтезе, антисептик и антитиреоидное ср-во в медицине. Применяют для иодидного рафинирования металлов (напр., Ti, Zr, Hf), как реагент в иодометрии. Искусств. радиоактивные изотопы 125I (T1/2 60,2 сут), 131I (T1/2 8,05 сут), 132I (T1/2 2,26 ч) используют в медицине для диагностики заболеваний и лечения щитовидной железы. Мировое произ-во иода ок. 15 тыс. т/год (1981). Иод ядовит, его пары раздражают слизистые оболочки; ПДК в воздухе 1 мг/м3. При частом воздействии иода на кожу возможны дерматиты. Попавший на кожу иод смывают р-ром Na2S2O3 или Na2CO3. Иод открыт Б. Куртуа в 1811.
===
Исп. литература для статьи «ИОД»: Ролстен Р. Ф., Йодидные металлы и иодиды металлов, пер. с англ., М., 1968; Позин М. Е., Технология минеральных солей, т. 1, 4 изд., Л., 1974, гл. VIII; Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С., Химия и технология брома, иода и их соединений, М., 1979; Downs A. J., Adams С. J., The chemistry of chlorine, bromine, iodine and astatine, Oxf., 1975.
В. И. Ксензенко, Д. С. Стасиневич.

Страница «ИОД» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн