Alkoholische Jodlösung … Seit der Kindheit ein bekannter Helfer bei Kratzern, Schürf- und Schnittwunden bei allen Kindern und ihren Eltern. Es ist ein schnelles und wirksames Mittel, das die Wundoberfläche kauterisiert und desinfiziert. Der Anwendungsbereich des Stoffes ist jedoch nicht auf die Medizin beschränkt, denn die chemischen Eigenschaften von Jod sind sehr vielfältig. Ziel unseres Artikels ist es, sie näher kennenzulernen.
Körperliche Eigenschaften
Eine einfache Substanz sieht aus wie dunkelviolette Kristalle. Beim Erhitzen schmilzt die Verbindung aufgrund der Besonderheiten der inneren Struktur des Kristallgitters, nämlich des Vorhandenseins von Molekülen in seinen Knoten, nicht, sondern bildet sofort Dämpfe. Dies ist Sublimation oder Sublimation. Dies wird durch eine schwache Bindung zwischen den Molekülen im Inneren des Kristalls erklärt, die sich leicht voneinander trennen lassen - es bildet sich eine gasförmige Phase der Substanz. Die Anzahl von Jod im Periodensystem beträgt 53. Und seine Position unter anderen chemischen Elementen zeigt es angehören zu den Nichtmetallen. Lassen Sie uns weiter auf dieses Problem eingehen.
Ort eines Elements im Periodensystem
Jod steht in der fünften Periode, Gruppe VII und bildet zusammen mit Fluor, Chlor, Brom und Astat eine Untergruppe der Halogene. Aufgrund der Zunahme der Kernladung und des Atomradius haben die Vertreter von Halogenen eine Schwächung der nichtmetallischen Eigenschaften, daher ist Jod weniger aktiv als Chlor oder Brom und seine Elektronegativität ist ebenfalls geringer. Die Atommasse von Jod beträgt 126, 9045. Eine einfache Substanz wird wie andere Halogene durch zweiatomige Moleküle dargestellt. Im Folgenden lernen wir die Struktur des Atoms des Elements kennen.
Merkmale der elektronischen Formel
Fünf Energieniveaus und das letzte davon fast vollständig mit Elektronen gefüllt, bestätigen, dass das Element ausgeprägte Anzeichen von Nichtmetallen hat. Wie andere Halogene ist Jod ein starkes Oxidationsmittel, das Metallen und schwächeren nichtmetallischen Elementen – Schwefel, Kohlenstoff, Stickstoff – das Elektron entzieht, das vor der Vollendung der fünften Stufe fehlt.
Jod ist ein Nichtmetall, in dessen Molekülen sich ein gemeinsames p-Elektronenpaar befindet, das Atome aneinander bindet. Ihre Dichte an der Überlappungsstelle ist am höchsten, die gemeinsame Elektronenwolke wandert zu keinem der Atome und befindet sich im Zentrum des Moleküls. Es entsteht eine unpolare kovalente Bindung und das Molekül selbst hat eine lineare Form. In der Halogenreihe, von Fluor bis Astat, nimmt die Stärke der kovalenten Bindung ab. Es gibt eine Abnahme des Enthalpiewerts, von dem der Zerfall von Elementmolekülen in Atome abhängt. Welche Auswirkungen hat dies auf die chemischen Eigenschaften von Jod?
Warum ist Jod weniger aktiv als andere Halogene
Die Reaktivität von Nichtmetallen wird durch die Anziehungskraft fremder Elektronen auf den Kern des eigenen Atoms bestimmt. Je kleiner der Radius eines Atoms ist, desto höher sind die elektrostatischen Anziehungskräfte seiner negativ geladenen Teilchen anderer Atome. Je höher die Zahl der Periode, in der sich das Element befindet, desto mehr Energieniveaus hat es. Jod befindet sich in der fünften Periode und hat mehr Energieschichten als Brom, Chlor und Fluor. Aus diesem Grund enthält das Jodmolekül Atome, deren Radius viel größer ist als der der zuvor aufgeführten Halogene. Deshalb ziehen I2-Teilchen Elektronen schwächer an, was zu einer Schwächung ihrer nichtmetallischen Eigenschaften führt. Die innere Struktur eines Stoffes beeinflusst zwangsläufig seine physikalischen Eigenschaften. Hier sind einige konkrete Beispiele.
Sublimation und Löslichkeit
Die Verringerung der gegenseitigen Anziehung von Jodatomen in seinem Molekül führt, wie wir bereits gesagt haben, zu einer Schwächung der Stärke der kovalenten unpolaren Bindung. Die Beständigkeit der Verbindung gegenüber hoher Temperatur nimmt ab und die thermische Dissoziation ihrer Moleküle nimmt zu. Eine Besonderheit von Halogen: Der Übergang eines Stoffes beim Erhitzen aus einem festen Zustand sofort in einen gasförmigen Zustand, d. H. Sublimation ist die wichtigste physikalische Eigenschaft von Jod. Seine Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln wie Schwefelkohlenstoff, Benzol, Ethanol ist höher als in Wasser. In 100 g Wasser bei 20 ° C können sich also nur 0,02 g lösenSubstanzen. Diese Funktion wird im Labor verwendet, um Jod aus einer wässrigen Lösung zu extrahieren. Wenn Sie es mit einer kleinen Menge H2S schütteln, können Sie die violette Farbe von Schwefelwasserstoff aufgrund des Übergangs von Halogenmolekülen darin beobachten.
Chemische Eigenschaften von Jod
Bei der Wechselwirkung mit Metallen verhält sich das Element immer gleich. Es zieht die Valenzelektronen des Metallatoms an, die sich entweder auf der letzten Energieschicht (s-Elemente wie Natrium, Calcium, Lithium usw.) oder auf der vorletzten Schicht befinden, die beispielsweise d-Elektronen enthält. Dazu gehören Eisen, Mangan, Kupfer und andere. Bei diesen Reaktionen ist das Metall das Reduktionsmittel und Jod, dessen chemische Formel I2 lautet, ist das Oxidationsmittel. Daher ist diese hohe Aktivität einer einfachen Substanz der Grund für ihre Wechselwirkung mit vielen Metallen.
Bemerkenswert ist die Wechselwirkung von Jod mit Wasser beim Erhitzen. In alkalischem Medium verläuft die Reaktion unter Bildung eines Gemisches aus Jodid und Jodsäuren. Letztere Substanz weist die Eigenschaften einer starken Säure auf und verwandelt sich bei Dehydratisierung in Jodpentoxid. Wenn die Lösung angesäuert wird, interagieren die obigen Reaktionsprodukte miteinander, um die Ausgangssubstanzen zu bilden - freie Moleküle I2 und Wasser. Diese Reaktion gehört zum Redoxtyp, sie weist die chemischen Eigenschaften von Jod als starkes Oxidationsmittel auf.
Qualitative Stärkereaktion
Sowohl in der anorganischen als auch in der organischen Chemie gibt es eine Gruppe von Reaktionen, mit deren Hilfedie in den Wechselwirkungsprodukten bestimmte Arten von einfachen oder komplexen Ionen identifiziert werden können. Zum Nachweis von Makromolekülen eines komplexen Kohlenhydrats – Stärke – wird häufig eine 5%ige Alkohollösung von I2 verwendet. Zum Beispiel werden ein paar Tropfen davon auf eine Scheibe einer rohen Kartoffel getropft, und die Farbe der Lösung wird blau. Den gleichen Effekt beobachten wir, wenn ein Stoff in ein stärkeh altiges Produkt gelangt. Diese Reaktion, die blaues Jod erzeugt, wird in der organischen Chemie häufig verwendet, um das Vorhandensein eines Polymers in einer Testmischung zu bestätigen.
Die vorteilhaften Eigenschaften des Produktes aus der Wechselwirkung von Jod und Stärke sind seit langem bekannt. Es wurde in Abwesenheit von antimikrobiellen Arzneimitteln zur Behandlung von Durchfall, Magengeschwüren in Remission und Erkrankungen der Atemwege eingesetzt. Stärkepaste, die ungefähr 1 Teelöffel einer Jodalkohollösung pro 200 ml Wasser enthielt, wurde aufgrund der geringen Zutaten und der einfachen Zubereitung weit verbreitet verwendet.
Es muss jedoch daran erinnert werden, dass blaues Jod bei der Behandlung von Kleinkindern, Personen mit Überempfindlichkeit gegen jodh altige Medikamente sowie Patienten mit Morbus Basedow kontraindiziert ist.
Wie Nichtmetalle miteinander reagieren
Unter den Elementen der Hauptuntergruppe der VII. Gruppe reagiert Jod mit Fluor, dem aktivsten Nichtmetall mit dem höchsten Oxidationsgrad. Der Prozess findet in der Kälte statt und wird von einer Explosion begleitet. Mit Wasserstoff interagiert I2 bei starker Erwärmung und nicht vollständig, das Reaktionsprodukt - HI - beginnt sich in die Ausgangsstoffe zu zersetzen. Jodwasserstoffsäure ist ziemlich stark und obwohl sie in ihren Eigenschaften Salzsäure ähnelt, zeigt sie doch deutlichere Anzeichen eines Reduktionsmittels. Wie Sie sehen können, sind die chemischen Eigenschaften von Jod auf seine Zugehörigkeit zu aktiven Nichtmetallen zurückzuführen, jedoch ist das Element in Bezug auf die Oxidationsfähigkeit gegenüber Brom, Chlor und natürlich Fluor unterlegen.
Die Rolle des Elements in lebenden Organismen
Der höchste Geh alt an Ionen I- befindet sich im Gewebe der Schilddrüse, wo sie Teil der Schilddrüsen-stimulierenden Hormone sind: Thyroxin und Trijodthyronin. Sie regulieren das Wachstum und die Entwicklung von Knochengewebe, die Weiterleitung von Nervenimpulsen und die Stoffwechselrate. Besonders gefährlich ist der Mangel an jodh altigen Hormonen im Kindes alter, da eine geistige Behinderung und das Auftreten von Krankheitssymptomen wie Kretinismus möglich sind.
Unzureichende Thyroxinsekretion bei Erwachsenen ist mit Jodmangel in Wasser und Nahrung verbunden. Es wird von Haarausfall, Ödembildung und einer Abnahme der körperlichen Aktivität begleitet. Ein Überschuss eines Elements im Körper ist auch äußerst gefährlich, da sich die Basedow-Krankheit entwickelt, deren Symptome Erregbarkeit des Nervensystems, Zittern der Gliedmaßen und starker Gewichtsverlust sind.
Der hohe Geh alt an Jodverbindungen findet sich in einigen Vertretern der Pflanzenwelt. Niedere Pflanzen - Braun- und Rotalgen - reichern sie in ihrem Thallus an. Unter den höheren Pflanzen sind Sauerkirschen, Kaki, Datteln und Rüben die Rekordh alter für die Anreicherung von Jod. Meeresfrüchte und Seefisch enth alten eine große Menge des Elements.
Verteilung von Jodiden in der Natur und Methoden zur Reinstoffgewinnung
Der größte Teil des Elements ist in gebundenem Zustand in lebenden Organismen und den Hüllen der Erde - der Hydrosphäre und Lithosphäre - vorhanden. Es gibt Salze des Elements im Meerwasser, aber ihre Konzentration ist unbedeutend, daher ist es unrentabel, reines Jod daraus zu extrahieren. Es ist viel effizienter, eine Substanz aus der Asche von Braunalgen zu gewinnen: Fucus, Kelp, Sargassum.
Im industriellen Maßstab wird I2 bei der Ölförderung aus dem Grundwasser isoliert. Bei der Verarbeitung einiger Erze, wie dem chilenischen Salpeter, werden darin Kaliumjodate und Hypojodate gefunden, aus denen anschließend reines Jod gewonnen wird. Es ist recht kostengünstig, I2 aus einer Lösung von Jodwasserstoff durch Oxidation mit Chlor zu gewinnen. Die resultierende Verbindung ist ein wichtiger Rohstoff für die pharmazeutische Industrie.
Neben der bereits erwähnten 5%igen alkoholischen Jodlösung, die nicht nur eine einfache Substanz, sondern auch ein Salz enthält – Kaliumjodid, sowie Alkohol und Wasser, werden in der Endokrinologie aus medizinischen Gründen Medikamente wie z als "jodaktiv" und "jodomarin".
In Gebieten mit geringem Geh alt an Naturstoffen können Sie zusätzlich zu jodiertem Speisesalz ein Mittel wie Antistrumine verwenden. Es enthält den Wirkstoff Kaliumiodid und wird als prophylaktisches Medikament zur Vorbeugung der Symptome des endemischen Kropfs empfohlen.
