Jod
Opšta svojstva | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ime, simbol | jod, I | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Izgled | sjajno metalno siv, ljubičast kao gas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
U periodnome sistemu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomski broj (Z) | 53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupa, perioda | grupa 17 (halogeni), perioda 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | p-blok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kategorija | diatomski nemetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rel. at. masa (Ar) | 126,90447(3)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El. konfiguracija | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
po ljuskama | 2, 8, 18, 18, 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fizička svojstva | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tačka topljenja | 386,85 K (113,7 °C, 236,66 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tačka ključanja | 457,4 K (184,3 °C, 363,7 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gustina pri s.t. | 4,933 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trojna tačka | 386,65 K, 12,1 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritična tačka | 819 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)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomska svojstva | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativnost | 2,66 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energije jonizacije | 1: 1008,4 kJ/mol 2: 1845,9 kJ/mol 3: 3180 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomski radijus | 140 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalentni radijus | 139±3 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Valsov radijus | 198 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spektralne linije | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ostalo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristalna struktura | ortorombična | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Topl. vodljivost | 0,449 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrootpornost | 1,3×107 Ω·m (na 0 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetni raspored | dijamagnetičan[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetna susceptibilnost (χmol) | −88,7·10−6 cm3/mol (298 K)[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Modul stišljivosti | 7,7 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS broj | 7553-56-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Istorija | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otkriće i prva izolacija | Bernar Kurtoa (1811) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Glavni izotopi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 joda u vodi za piće i hrani po pravilu je odgovorno za nastanak strume (gušavosti). Zate je, kao sprečavanje 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 delimično 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:
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]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:
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 krajevima 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 dvanaeste 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]- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
- ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ Gutman Ivan, Šišović Dragica: Hemijski simbol joda je I, Hemijski pregled, 2005, vol. 46, br. 1, str. 11-13. (језик: српски)
- ^ Prolexis, 2013. Leksikografski zavod Miroslav Krleža.
- ^ Ivan Klajn, Milan Šipka: Veliki rečnik stranih reči i izraza, Prometej Novi Sad. 2008. ISBN 978-86-515-0219-7.
- ^ „Iodine”. Micronutrient Information Center, Linus Pauling Institute, Oregon State University, Corvallis. 2015. Pristupljeno 20. 11. 2017.
- ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga.
- ^ Stretton, J. Lionel (14. 8. 1909). „The Sterilization of the Skin of Operation Areas”. British Medical Journal. 2 (2537): 368—369. PMC 2320536 . PMID 20764617. doi:10.1136/bmj.2.2537.368-a.
- ^ Stretton, J. Lionel (22. 5. 1915). „The Sterilisation of the Skin with Tincture of Iodine”. British Medical Journal. 1 (2838): 886—887. PMC 2302255 . PMID 20767647. doi:10.1136/bmj.1.2838.886.
- ^ Nešić, S. & Vučetić, J. 1988. Neorganska preparativna hemija. Građevinska knjiga: Beograd.