Йод (лат. Iodum), I, хімічний елемент VII групи періодичної системи Менделєєва, відноситься до галогенам (у літературі зустрічається також символ J); атомний номер 53, атомна маса 126,9045; кристали чорно-сірого кольору з металевим блиском. Природний І. складається з одного стабільного ізотопу з масовим числом 127. І. відкрив в 1811 французький хімік Би. Куртуа. Нагріваючи матковий розсіл золи морських водоростей з концентрованою сірчаною кислотою, він спостерігав виділення фіолетової пари (звідси назв.(назва) І. — від греч.(грецький) iódes, ioeidés — схожий кольором на фіалку, фіолетовий), яка конденсувалася у вигляді темних блискучих пластинчастих кристалів. У 1813—1814 французький хімік Же. Л. Гей-Люссак і англійський хімік Р. Деві довели елементарну природу І.
Поширення в природі. Середній вміст І. у земній корі 4×10 -5 % по масі. У мантії і магмі і в породах (гранітах, базальтах і ін.) з'єднання, що утворилися з них, І. розсіяні; глибинні мінерали І. невідомі. Історія І. у земній корі тісно пов'язана з живою речовиною і біогенною міграцією. У біосфері спостерігаються процеси його концентрації, особливо морськими організмами (водоростями, губками і ін.). Відомо 8 гіпергенних мінералів І., що утворюються в біосфері, проте вони дуже рідкі. Основним резервуаром І. для біосфери служить Світовий океан (у 1 л в середньому міститься 5×10 -5 г І.). З океану з'єднання І., розчинені в краплях морської води, потрапляють в атмосферу і переносяться вітрами на континенти. (Місцевості, віддалені від океану або відгороджені від морських вітрів горами збіднені І.) І. легко адсорбується органічними речовинами грунтів і морських ілов. При ущільненні цих ілов і утворенні осадових гірських порід відбувається десорбція, частина з'єднань І. переходить в підземні води. Так утворюються використовувані для видобутку І. іодо-бромісті води, особливо характерні для районів нафтових родовищ (місцями 1 л цих вод містить понад 100 міліграм І.).
Фізичні і хімічні властивості. Щільність І. 4,94 г / см 3 , t пл 113,5 °С, t кип 184,35 °C. Молекула рідкого і газоподібного І. складається з двох атомів (I 2 ). Помітна дисоціація
спостерігається вище 700°С, а також при дії світла. Вже при звичайній температурі І. випаровується, утворюючи різко пахнучу фіолетову пару. При слабкому нагріванні І. переганяється, осідаючи у вигляді блискучих тонких пластинок; цей процес служить для очищення І. у лабораторіях і в промисловості. І. погано розчинимо у воді (0,33 г / л при 25 °С), добре — в сірковуглеці і органічних розчинниках (бензолі, спирті і ін.), а також у водних розчинах іодідов.
Конфігурація зовнішніх електронів атома І. 5 2 s 5 5 p . Відповідно до цього І. проявляє в з'єднаннях змінну валентність (міра окислення): — 1 (у HI, KI, див.(дивися) Іодістий водень, Іодіди ) + 1 (у HIO, KIO, див.(дивися) Іодноватістая кислота ) + 3 (у Icl 3 , див.(дивися) Міжгалогенні з'єднання ), + 5 (у Hio 3 , Kio 3 , див.(дивися) Іодноватая кислота ) і + 7 (у Hio 4 , Kio 4 , див.(дивися) Іодная кислота ). Хімічно І. досить активний, хоча і у меншій мірі, чим хлор і бром . З металами І. при легкому нагріванні енергійно взаємодіє, утворюючи іодіди (Hg + I 2 = Hgi 2 ). З воднем І. реагує лише при нагріванні і не повністю, утворюючи іодістий водень. З вуглецем, азотом, киснем І. безпосередньо не з'єднується. Елементарний І. — окислювач, менш сильний, чим хлор і бром. Сірководень H 2 S тіосульфат натрію Na 2 S 2 O 3 і ін. відновники відновлюють його до I — (I 2 + H 2 S = S + 2hi). Хлор і інші сильні окислювачі у водних розчинах переводять його в Io 3 — (5cl 2 + I 2 + 6h 2 O = 2hio 3 + 10hcl). При розчиненні у воді І. частково реагує з нею
в гарячих водних розчинах лугів утворюються іодід і іодат (3i 2 + 6naoh = 5nai + Naio 3 + 3h 2 O). Адсорбуючись на крохмалі, І. забарвлює його в темно-синій колір; це використовується в іодометрії і якісному аналізі для виявлення І.
Пари І. отруйні і дратують слизисті оболонки. На шкіру І. надає припікаючу і знезаражувальну дію. Плями від І. змивають розчинами соди або тіосульфату натрію.
Здобуття і вживання. Сировиною для промислового здобуття І. у СРСР служать нафтові бурові води; за кордоном — морські водорості, а також маткові розчини чилійської (натрієвою) селітри, що містять до 0,4% І. у вигляді іодата натрію. Для витягання І. з нафтових вод (що містять зазвичай 20—40 міліграм / л І. у вигляді іоділов) на них спочатку діють хлором (2nai + Cl 2 = 2nacl + I 2 ) або азотистою кислотою (2nai + 2nano 2 + 2h 2 So 4 = 2na 2 So 4 + 2no + I 2 + 2h 2 O). Що виділився І. або адсорбують активним вугіллям, або видувають повітрям. На І., адсорбований вугіллям, діють їдким лугом або сульфітом натрію (I 2 + Na 2 So 3 + H 2 O = Na 2 So 4 + 2hi). З продуктів реакції вільний І. виділяють дією хлору або сірчаної кислоти і окислювача, наприклад дихромату калія (K 2 Cr 2 O 7 + 7h 2 So 4 + 6nai = K 2 So 4 + 3na 2 So 4 + Cr 2 (So 4 ) 3 + 3i 2 ). При видуванні повітрям І. поглинають сумішшю двоокису сірки з водяною парою (2h 2 O + So 2 + I 2 = = H 2 So 4 + 2hi) і потім витісняють І. хлором (2hi + Cl 2 = 2hcl + I 2 ). Сирий кристалічний І. очищають сублімацією.
І. і його з'єднання застосовують головним чином в медицині і в аналітичній хімії (див. Іодометрія ), а також в органічному синтезі і фотографії. В промышленности вживання І. поки трохи за об'ємом, але вельми перспективно. Так, на термічному розкладанні іодідов засновано здобуття високочистих металів (див. Іодідний метод ).
Літ.: Ксензенко Ст І., Стасиневіч Д. С., Технологія брому і йоду, М., 1960; Позін М. Е., Технологія мінеральних солей, 3 видавництва, Л., 1970, гл.(глав) 8; Ролстен Р. Ф., Іодідниє метали і іодіди металів, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1968.
Д. С. Стасиневіч.
Йод в організмі. І. — необхідний для тварин і людини мікроелемент . В почвах і рослинах тайгово-лісовою нечорноземною, сухостепной, пустинною і гірських біогеохімічних зон І. міститься в недостатній кількості або не збалансований з деякими іншими мікроелементами (З, Mn, Cu); з цим пов'язано поширення в цих зонах ендемічного зобу. Середній вміст І. у грунтах біля 3×10 -4 %, у рослинах біля 2×10 -5 %. У поверхневих питних водах І. мало (від 10 -7 до 10 -9 %). У приморських областях кількість І. у 1 м-коду 3 повітря може досягати 50 мкг , в континентальних і гірських — складає 1 або навіть 0,2 мкг .
Поглинання І. рослинами залежить від вмісту в грунтах його з'єднань і від вигляду рослин. Деякі організми (так звані концентратори І.), наприклад морські водорості — фукус, ламінарія, філлофора, нагромаджують до 1% І., деякі губки — до 8,5% (у скелетній речовині спонгіні). Водорості, що концентрують І., використовуються для його промислового здобуття. У тваринний організм І. поступає з їжею, водою, повітрям. Основне джерело І. — рослинні продукти і корма. Всмоктування І. відбувається в передніх відділах тонкого кишечника. У організмі людини накопичується від 20 до 50 міліграм І., у тому числі в м'язах близько 10—25 міліграм , в щитовидній залозі в нормі 6—15 міліграма . За допомогою радіоактивного І. ( 131 I і 125 I) показано, що в щитовидній залозі І. накопичується в мітохондріях епітеліальних кліток і входить до складу тих, що утворюються в них діїод- і моноїодтірозінов, які конденсуються в гормон тетраїодтіронін (тіроксин ). Виділяється І. з організму переважно через нирки (до 70—80% ), молочні, слинні і потові залози, частково з жовчю.
В різних біогеохімічних провінціях вміст І. у добовому раціоні вагається (для людини від 20 до 240 мкг , для вівці від 20 до 400 мкг ). Потреба тварини в І. залежить від його фізіологічного стану, пори року, температури, адаптації організму до вмісту І. у середовищі. Добова потреба в І. людини і тварин — близько 3 мкг на 1 кг маси (зростає при вагітності, посиленому зростанні, охолоджуванні). Введення в організм І. підвищує основний обмін, підсилює окислювальні процеси, тонізує м'язи, стимулює статеву функцію.
У зв'язку з великим або меншим недоліком І. у їжі і воді застосовують йодування куховарської солі, що містить зазвичай 10—25 г іодістого калія на 1 т солі. Вживання добрив, що містять І., може подвоїти і потроїти його вміст.-х.(сільськогосподарський) культурах.
Літ.: Гутбертсон Д. П., Мікроелементи, в кн.: Нове у фізіології домашніх тварин, пер.(переведення) з англ.(англійський), т. 1 М-код.—Л., 1958; Туракулов Я. Х., Біохімія і патохимія щитовидної залози, Таш., 1963; Берзін Т., Біохімія гормонів, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1964; Рапопорт С. М., Медична біохімія, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1966.
Ст Ст Ковальський.
Йод в медицині. Препарати, що містять І., володіють антибактеріальними і протигрибковими властивостями, вона надають також протизапальну і відволікаючу дію; їх застосовують зовнішньо для знезараження ран, підготовки операційного поля. При вживанні препарати І. роблять вплив на обмін речовин, підсилюють функцію щитовидної залози. Малі дози І. (мікройод) гальмують функцію щитовидної залози, діючи на утворення тиреотропного гормону передніх доль гіпофіза. Оскільки І. впливає на білковий і жировий (ліпідний) обмін, він знайшов вживання при лікуванні атеросклерозу, оскільки знижує вміст холестерину в крові; підвищує також фібринолітичну активність крові.
Для діагностичних цілей використовують рентгеноконтрастні речовини, що містять І.
При тривалому вживанні препаратів І. і при підвищеній чутливості до них можлива поява іодізма — нежить, кропив'янка, набряк Квінке, слюно- і сльозотеча, вугроподібний висип (іододерма) і ін. Препарати І. не можна приймати при туберкульозі легенів, вагітності, при захворюваннях нирок, хронічній піодермії, геморагічному діатезі, кропив'янці.
Йод радіоактивний. Штучно радіоактивні ізотопи І. — 125 I, 131 I, 132 I, і ін. широко використовуються в біології і особливо в медицині для визначення функціонального стану щитовидної залози і лікування ряду її захворювань. Вживання радіоактивного І. у діагностиці пов'язано із здатністю І. вибірково накопичуватися в щитовидній залозі; використання в лікувальній меті засноване на здатності b-віпромінювання радіоізотопів І. руйнувати секреторні клітки залози. При забрудненнях довкілля продуктами ядерного ділення радіоактивні ізотопи І. швидко включаються в біологічний круговорот, потрапляючи, кінець кінцем, в молоко і, отже, в організм людини. Особливо небезпечне їх проникнення в організм дітей, щитовидна залоза яких в 10 разів менше, ніж у дорослих людей, і до того ж володіє більшою радіочутливістю. С целью зменшення відкладення радіоактивних ізотопів І. у щитовидній залозі рекомендується застосовувати препарати стабільного І. (по 100—200 міліграма на прийом). Радіоактивний І. швидко і повністю всмоктується в шлунково-кишковому тракті і вибірково відкладається в щитовидній залозі. Його поглинання залежить від функціонального стану залози. Відносно високі концентрації радіоізотопів І. виявляються також в слинних і молочною залозах і слизовій оболонці шлунково-кишкового тракту. Не поглинений щитовидною залозою радіоактивний І. майже повністю і порівняно швидко виділяється з сечею.
