Jod

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Iodine
Sample of iodine.jpg
Opšta svojstva
Ime, simboliodine, I
Izgledsjajno metalno siv, ljubičast kao gas
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
Br

I

At
teluriodineksenon
Atomski broj (Z)53
Grupa, periodagrupa 17 (halogeni), perioda 5
Blokp-blok
Rel. at. masa (Ar)126,90447(3)[1]
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 18, 7
Fizička svojstva
Tačka topljenja386,85 K ​(113,7 °‍C, ​236,66 °F)
Tačka ključanja457,4 K ​(184,3 °‍C, ​363,7 °F)
Gustina pri s.t.4,933 g/cm3
Trojna tačka386,65 K, ​12,1 kPa
Kritična tačka819 K, 11,7 MPa
Toplota fuzije(I2) 15,52 kJ/mol
Toplota isparavanja(I2) 41,57 kJ/mol
Mol. topl. kapacitet(I2) 54,44 J/(mol·K)
Napon pare (rombičan)
P (Pa) 100 101 102
na T (K) 260 282 309
P (Pa) 103 104 105
na T (K) 342 381 457
Atomska svojstva
Elektronegativnost2,66
Energije jonizacije1: 1008,4 kJ/mol
2: 1845,9 kJ/mol
3: 3180 kJ/mol
Atomski radijus140 pm
Kovalentni radijus139±3 pm
Valsov radijus198 pm
Linije boje u spektralnom rasponu
Ostalo
Kristalna strukturaortorombična
Orthorhombic kristalna struktura za iodine
Topl. vodljivost0,449 W/(m·K)
Električna otpornost1,3×107 Ω·m (na 0 °‍C)
Magnetni rasporeddijamagnetičan[2]
Magnetna susceptibilnost (χmol)−88,7·10−6 cm3/mol (298 K)[3]
Modul stišljivosti7,7 GPa
CAS broj7553-56-2
Istorija
Otkriće i prva izolacijaBernar Kurtoa (1811)
Glavni izotopi
izo RA poluživot (t1/2) TR PR
123I syn 13 h ε, γ 123Te
124I syn 4,176 d ε 124Te
125I syn 59,40 d ε 125Te
127I 100% stabilni
129I tragovi 1,57×107 y β 129Xe
131I syn 8,02070 d β, γ 131Xe
135I syn 6,57 h β 135Xe
referenceVikipodaci

Jod (I, lat. iodum) diatomski je nemetal. Pre uvođenja međunarodnih simbola elemenata bio je J. Atomski broj ovog elementa je 53. On se u periodnom sistemu nalazi se u 7. glavnoj grupi (17. grupa) te stoga spada u halogene elemente. Ime je dobio po grčkoj reči ioeides — ljubičasti,[4] jer pri njegovom zagrejavanju oslobađaju se pare karakteristične ljubičaste boje.

Na sobnoj temperaturi, jod je u čvrstom stanju, vrlo slabo se rastvara u vodi, ali se dobro rastvara u vodenom rastvoru kalijum jodida, te još bolje u etanolu i drugim organskim rastvaračima. U mnogim prilikama, često se stvara zabuna kod simbola ovog hemijskog elementa. Tako neke enciklopedije, brojni školski udžbenici,[5] mnogi mediji i časopisi pogrešno navode simbol J za jod,[6][7] što je zapravo oznaka za međunarodnu mernu jedinicu za energiju - džul.

Jod se javlja u mnogim oksidacionim stanjima, uključujući jodid (I), jodat (IO
3
), i razne perjodatne anjone. On je najmanje izobilan od stabilnih halogena, kao je šezdeset prvi element po zastupljenosti. Jod je najteži esencijalni mineralni nutrijent. On je neophodan u sintezi tiroidnih hormona.[8] Nedostatak joda pogađa oko dve milijarde ljudi i vodeći je sprečivi uzrok intelektualnih poteškoća.

Jod je nezamenjivi i sastavni deo životinjskih i ljudskih organizama, a u telo se unosi hranom. Najveća koncentracija joda kod čoveka prisutna je u štitnoj žlezdi i tamo se koristi u hormonima tiroksinu i trijodtironinu kao dijodotirozinu. Nedostatak jod u vodi za piće i hrani po pravilu je odgovoran za nastanak strume (gušavosti). Stoga je kao prevenciju nastanka strume preporučeno najmanje jednom sedmično uključivanje morskih riba i plodova u ishranu kao i upotreba takozvane jodirane kuhinjske soli (so sa natrijum- ili kalijum jodatom). Pomoću ovakve individualne profilakse i jodiranjem hrane za stoku, u mnogim zemljama sveta nedostatak joda u tlu je delomično ublažen.

Istorija[uredi | uredi izvor]

Fiziološki značaj preparata koji sadrže jod bio je poznat od antike. Tako je već 1.500 godina p.n.e. bolesnicima koji su bolovali od strume savetovano da jedu štitne žlezde ovaca (koje sadrže jod) ili pepeo morskih sunđera.

Jod je otkrio pariski proizvođač šalitre Bernar Kurtoa 1811. godine pri proizvodnji baruta i pepela morske trave. To su kasnije potvrdili hemičari: Šarl Dezorm i Nikolas Kleman. Osobine joda je 1813. godine bolje ispitao francuski hemičar Žozef Luj Ge-Lisak, koji je ovom elementu i dao ime.

Osobine[uredi | uredi izvor]

Jod spada u grupu halogenih elemenata[9] Jod je čvrsta supstanca, tamnosive boje, metalnog sjaja. Na sobnoj temperaturi jod se javlja u čvrstom agregatnom stanju, kao sjajna plavocrna supstanca. Pri zagrevanju jod sublimira, gradi ljubičaste pare karakterističnih mirisa koje se pri hlađenju odmah kristališu. Postoji samo jedan postojan izotop joda u prirodi. Radioaktivni izotopi su: 123I,125I,127I129I,131I.

U čistom obliku jod ima otrovno dejstvo. Jod je kao, i svi halogeni elementi, veoma reaktivan. U vodi se slabo rastvara, ali ga zato organski rastvarači odlično rastvaraju. Jod je jako dezinfekciono sredstvo, ubija bakterije i gljivice.

Hemijske[uredi | uredi izvor]

Jod sa drugim elementima poput fosfora, aluminijuma, željeza i žive reaguje mnogo manje burno za razliku od hlora i broma. Sa vodonikom jod reaguje dajući jodovodonik, koji se čak i pri najslabijem zagrejavanju ponovno raspada na elemente:

Jod i vodonik stoje u ravnoteži sa jodovodikom. Pri povećanju temperature ova ravnoteža se pomera ulevo.

Sa amonijakom dešava se eksplozivna reakcija zbog znatnog povećanja zapremine:

Tri mola joda i dva mola amonijaka reaguju dajući šest mola jodovodika i jedan mol azota.

Sa rastvorom amonijaka jod gradi azot jodid (NI3).

Zanimljiva osobina joda je da on može da gradi polijodidna jedinjenja. Tako se rastvoreni molekuli I2 spajaju sa jednim anjonom jodida u jednostavni negativno naelektrisani anjon I3. Jedna od osobina ovog polijodidnog jedinjenja je da se može skladištiti u skrobnom heliksu. Ovakva jedinjenja se boje u intenzivnu plavu boju već pri najmanjim koncentracijama, što se koristi kao specifično i vrlo osetljivo dokazivanje skroba (pogledajte: Lugolov rastvor).

Izotopi[uredi | uredi izvor]

Do danas poznato je 36 izotopa joda i 10 njegovih nuklearnih izomera. Među izotopima, samo jedan je stabilan, tako da se prirodni jod sastoji u potpunosti od stabilnog izotopa 127I. Stoga se za njega kaže da je mononuklidni element. Među nestabilnim izotopima, izotop 129I koji se raspada emitujući beta-zrake ima vreme poluraspada od 15,7 miliona godina. Pored njega postoje još četiri izotopa sa vremenom poluraspada dužim od jednog dana: 124I (4,2 dana), 125I (59 dana), 126I (13 dana) i 131I (8,0 dana). Nestabilni izotopi joda nastaju npr. pri nuklearnoj fisiji i predstavljaju opasnost po zdravlje ljudi ako dospeju u vazduh, jer se mogu nakupljati u štitnim žlezdama.

Kristalna i molekulska struktura[uredi | uredi izvor]

3D model elementarne ćelije

Jod ima poluprovodničke osobine. One se objašnjavaju prisustvom sloja rešetke u kojem se pojedini nivoi sastoje iz molekula I2 (dužina veze 271,5 pm). Razmak između nivoa u ortorompskim slojevitim kristalima iznosi 441,2 pm i odgovara Van-der-Valsovom razmaku između dva atoma joda (430 pm). Rezultat merenja najmanjeg razmaka između dva molekula joda sa 349,2 pm pokazuje da je daleko ispod toga.

Dobijanje joda[uredi | uredi izvor]

Laboratorijski se aparatura za dobijanje joda sklapa u kapeli. U čašu se stavi dobro izmešana smeša kalijum-jodida i mangan-dioksida, prethodno tako odmerenih supstanci da im mase budu odgovarajuće. Smeša se prelije koncentrovanom sumpornom kiselinom. Druga posuda se napuni ledenom vodom i postavi nad otvorom čaše, a sama čaša se zagreva sa donje strane. U idealnim uslovima, za dno gornje posude nahvataće se ljubičasti igličasti kristali joda. Tako dobijen jod se prečišćava ponovnom sublimacijom. Pri ovom postupku dešava se sledeća reakcija:

2KI + MnO2 + 3H2SO4 = 2KHSO4 + MnSO4 + 2H2O + I2

Jedinjenja joda[uredi | uredi izvor]

Jod gradi brojna hemijska jedinjenja u kojima se javlja sa oksidacionim brojem 1, 5 ili 7. Osobine jodovih jedinjenja su slične analognim jedinjenjima broma ili hlora. Najbolje reaguje sa metalima gradeći jodide.

Najvažnija jedinjenja joda su kalijum-jodid, jodoform i jodovodonik.

Fluor, hlor i brom ga istiskuju iz jedinjenja, što se koristi za njegovo laboratorijsko dobijanje:

2KI + Br2= 2KBr + I2

Jod u prirodi[uredi | uredi izvor]

Jod spada u elemente koji su veoma malo rasprostranjeni u prirodi. Veće količine ovog elementa se javljaju u morskoj vodi, a takođe i kao nečistoća u čilskoj šalitri. Jod se javlja u vidu natrijum-jodata, NaIO3. Javlja se i u mnogim namirnicama koje se svakodnevno koriste u ishrani (ako potiču sa terena na kojima se jod javlja na zemlji i u vodi), ali u količinama koje pokrivaju najviše 1/3 dnevnih potreba za jodom:

  • 1 kg povrća sadrži 20-30 μg joda,
  • 1 litar mleka — 35 μg,
  • 1 kg — 100-200 μg

Prženje i pečenje uzrokuje gubitak oko 20% joda iz namirnica, a kuvanje čak 58%!

Primena joda[uredi | uredi izvor]

Jod se koristi u proizvodnji farbi i u fotografiji. U medicini se koristi za lečenje oboljenja štitne žlezde, kao i za dezinfekciju — npr. jodna tinktura. Radioaktivan izotop joda 131I ima bitnu ulogu u otkrivanju bolesti štitne žlezde. U medicini se jod koristi kao antiseptik u vidu jodne tinkture.[10][11] Kalijum-jodid se dodaje kuhinjskoj soli radi sprečavanja gušavosti.

Biološki značaj[uredi | uredi izvor]

Jod je mikroelement koji je neophodan za zdravlje ljudi. On se unosi ishranom i vodom. Zemlja i voda u blizini mora su veoma bogate jodom, a sa udaljavanjem od mora količina joda se smanjuje.

U telu zdravog čoveka nalazi se 30-50 miligrama joda. Najveće količine se javljaju u štitnoj žlezdi, koja ima mogućnost skladištenja joda. Bez joda štitna žlezda ne može da proizvodi hormone tiroksin (T4) i hormon T3, neophodnih za pravilno funkcionisanje svih ćelija u ljudskom organizmu.

Nedostatak joda u ishrani i u vodi izaziva bolest gušavost. Ovo oboljenje se uglavnom javlja u krajevma udaljenim od mora, tamo gde se ne dodaje jod u kuhinjsku so.

Nedostatak joda kod dece uzrokuje smanjenu mogućnost učenja, pamćenja, usporava rast i fizički razvoj.

Dnevne potrebe za jodom su veoma male i iznose jedva 200 mikrograma, tako da u toku života čovek unese jedva nekoliko grama joda. Trebalo bi znati da neko povrće (uglavnom iz porodice kupusa), sadrži čestice koje mogu pogoršati tok bolesti štitne žlezde.

Količina joda u 100 grama produkta:
kavijar 130
neke ribe 190
neke ribe 120
sardine 99
tunjevina 53
belo vino 70
crno vino 50
sokovi od voća i povrća 30-40
mleko 6
beli sir 40
jaje 10
šargarepa 61
Potrebe za jodom u različitim periodima života:
bebe do jedne godine života 50 μg
deca od 1 do 3 godina 70 μg
deca do 6 godina 90 μg
od 6 do 10 godina 120 μg
mladi 150 μg
odrasli oko 200 μg
trudne žene 230 μg
žene koje doje 260 μg

Od dvaneste nedelje plod počinje da stvara svoje hormone iz štitne žlezde. Jod potreban za taj proces uzima od majke, kao i u vreme dojenja, kada je jedini izvor joda za dete majčino mleko. Zbog toga je u tim periodima posebno važno unositi dovoljnu količinu joda.[12]

Na Zemlji oko 1,5 milijardi ljudi živi u regionima koji su pogođeni nedostatkom joda, a gušavost se javlja kod 600 miliona ljudi.

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Arhivirano na sajtu Wayback Machine (24. март 2004), in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Gutman Ivan, Šišović Dragica: Hemijski simbol joda je I, Hemijski pregled, 2005, vol. 46, br. 1, str. 11-13. (језик: српски)
  6. ^ Prolexis, 2013. Leksikografski zavod Miroslav Krleža.
  7. ^ Ivan Klajn, Milan Šipka: Veliki rečnik stranih reči i izraza, Prometej Novi Sad, 2008. ISBN 978-86-515-0219-7
  8. ^ „Iodine”. Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute, Oregon State University, Corvallis. 2015. Pristupljeno 20. 11. 2017. 
  9. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  10. ^ Stretton, J. Lionel (14. 8. 1909). „The Sterilization of the Skin of Operation Areas”. British Medical Journal. 2 (2537): 368—369. PMC 2320536Slobodan pristup. PMID 20764617. doi:10.1136/bmj.2.2537.368-a. 
  11. ^ Stretton, J. Lionel (22. 5. 1915). „The Sterilisation of the Skin with Tincture of Iodine”. British Medical Journal. 1 (2838): 886—887. PMC 2302255Slobodan pristup. PMID 20767647. doi:10.1136/bmj.1.2838.886. 
  12. ^ Nešić, S. & Vučetić, J. 1988. Neorganska preparativna hemija. Građevinska knjiga: Beograd.

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]