Иод (лат. Iodum), I, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам (в литературе встречается также устаревшие название Йод и символ J); атомный номер 53, атомная масса 126,9045; кристаллы черно-серого цвета с металлическим блеском. Природный Иод состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127. Иод открыл в 1811 году французский химик Б. Куртуа. Нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой, он наблюдал выделение фиолетового пара (отсюда название Иод - от греч. iodes, ioeides - похожий цветом на фиалку, фиолетовый), который конденсировался в виде темных блестящих пластинчатых кристаллов. В 1813-1814 годах французский химик Ж. Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви доказали элементарную природу Иода.

Распространение Иода в природе. Среднее содержание Иода в земной коре 4·10 -5 % по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах и других) соединения Иода рассеяны; глубинные минералы Иода неизвестны. История Иода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками и другими). Известны восемь гипергенных минералов Иода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром Иода для биосферы служит Мировой океан (в 1 л в среднем содержится 5·10 -5 г Иода). Из океана соединения Иода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. (Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены Иодом) Иод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений Иода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи Иода иодобромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 л этих вод содержит свыше 100 мг Иода).

Физические свойства Иода. Плотность Иода 4,94 г/см 3 , t пл 113,5°C, t кип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного Иода состоит из двух атомов (I 2). Заметная диссоциация I 2 = 2I наблюдается выше 700 °C, а также при действии света. Уже при обычной температуре Иод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании Иод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки Иода в лабораториях и в промышленности. Иод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °C), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте и других), а также в водных растворах иодидов.

Химические свойства Иода. Конфигурация внешних электронов атома Иода 5s 2 5p 5 . B соответствии с этим Иод проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1 (в HI, KI), +1 (в HIO, KIO), +3 (в ICl 3), +5 (в HIO 3 , KIO 3) и +7 (в HIO 4 , KIO 4). Химически Иод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами Иод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды (Hg + I 2 = HgI 2). С водородом Иод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя иодистый водород. С углеродом, азотом, кислородом Иод непосредственно не соединяется. Элементарный Иод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H 2 S, тиосульфат натрия Na 2 S 2 O 3 и другие восстановители восстанавливают его до I - (I 2 + H 2 S = S + 2HI). Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO 3 - (5Cl 2 + I 2 + 6H 2 O = 2HIO 3 H + 10НСl). При растворении в воде Иод частично реагирует с ней (I 2 + H 2 O = HI + HIO); в горячих водных растворах щелочей образуются иодид и иодат (3I 2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO 3 + 3H 2 O). Адсорбируясь на крахмале, Иод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в иодометрии и качественном анализе для обнаружения Иода.

Пары Иода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу Иод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от Иода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.

Получение Иода. Сырьем для промышленного получения Иода служат нефтяные буровые воды; морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% Иода в виде иодата натрия. Для извлечения Иода из нефтяных вод (содержащих обычно 20-40 мг/л Иод в виде иодидов) на них сначала действуют хлором (2 NaI + Cl 2 = 2NaCl + I 2) или азотистой кислотой (2NaI + 2NaNO 2 + 2H 2 SO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2NO + I 2 + 2H 2 O). Выделившийся Иод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На Иод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия (I 2 + Na 2 SO 3 + H 2 O = Na 2 SO 4 + 2HI). Из продуктов реакции свободный Иод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например, дихромата калия (K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6NaI = K 2 SO 4 + 3Na 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4)S + 3I 2). При выдувании воздухом Иод поглощают смесью оксида серы (IV) с водяным паром (2H 2 O + SO 2 + I 2 = H 2 SO 4 + 2HI) и затем вытесняют Иод хлором (2HI + Cl 2 = 2HCl + I 2). Сырой кристаллический Иод очищают возгонкой.

Применение Иода. Иод и его соединения применяют главным образом в медицине и в аналитической химии, а также в органическом синтезе и фотографии.

Иод в организме. Иод - необходимый для животных и человека микроэлемент. В почвах и растениях таежно-лесной нечерноземной, сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон Иод содержится в недостаточном количестве или не сбалансирован с некоторыми других микроэлементами (Co, Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее содержание Иода в почвах около 3·10 -4 %, в растениях около 2·10 -5 %. В поверхностных питьевых водах Иода мало (от 10 -7 до 10 -9 %). В приморских областях количество Иода в 1 м 3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных - составляет 1 или даже 0,2 мкг.

Поглощение Иода растениями зависит от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (так называемые концентраторы Иода), например, морские водоросли - фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1% Иода, некоторые губки - до 8,5% (в скелетном веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие Иод, используются для его промышленного получения. В животный организм Иод поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник Иода - растительные продукты и корма. Всасывание Иода происходит в передних отделах тонкого кишечника. В организме человека накапливается от 20 до 50 мг Иода, в том числе в мышцах около 10-25 мг, в щитовидной железе в норме 6-15 мг. С помощью радиоактивного Иода (131 I и 125 I) показано, что в щитовидной железе Иод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующихся в них дииод- и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин). Выделяется Иод из организма преимущественно через почки (до 70- 80%), молочные, слюнные и потовые железы, частично с желчью.

В различных биогеохимических провинциях содержание Иода в суточном рационе колеблется (для человека от 20 до 240 мкг, для овцы от 20 до 400 мкг). Потребность животного в Иоде зависит от его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптации организма к содержанию Иода в среде. Суточная потребность в Иоде человека и животных - около 3 мкг на 1 кг массы (возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). Введение в организм Иода повышает основной обмен, усиливает окислительные процессы, тонизирует мышцы, стимулирует половую функцию.

В связи с большим или меньшим недостатком Иода в пище и воде применяют иодирование поваренной соли, содержащей обычно 10-25 г йодистого калия на 1 т соли. Применение удобрений, содержащих Иод, может удвоить и утроить его содержание в сельскохозяйственных культурах.

Иод в медицине. Препараты, содержащие Иод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, они оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приеме внутрь препараты Иода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы Иода (микроиод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку Иод влияет на белковый и жировой (липидный) обмен, он нашел применение при лечении атеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает также фибринолитическую активность крови. Для диагностических целей используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие Иод.

При длительном применении препаратов Иода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление иодизма - насморк, крапивница, отек Квинке, слюно- и слезотечение, угревидная сыпь (иододерма) и пр. Препараты Иода нельзя принимать при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.

Иод радиоактивный. Искусственно радиоактивные изотопы Иода - 125 I, 131 I, 132 I и другие широко используются в биологии и особенно в медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда ее заболеваний. Применение радиоактивного Иода в диагностике связано со способностью Иода избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности β-излучения радиоизотопов Иода разрушать секреторные клетки железы. При загрязнениях окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы Иода быстро включаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счете, в молоко и, следовательно, в организм человека. Особенно опасно их проникновение в организм детей, щитовидная железа которых в 10 раз меньше, чем у взрослых людей, и к тому же обладает большей радиочувствительностью. С целью уменьшения отложения радиоактивных изотопов Иода в щитовидной железе рекомендуется применять препараты стабильного Иода (по 100-200 мг на прием). Радиоактивный Иод быстро и полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно откладывается в щитовидной железе. Его поглощение зависит от функционального состояния железы. Относительно высокие концентрации радиоизотопов Иода обнаруживаются также в слюнных и молочной железах и слизистой желудочно-кишечного тракта. Не поглощенный щитовидной железой радиоактивный Иод почти полностью и сравнительно быстро выделяется с мочой.

Йод или иод с ним знакомы все. Порезав палец, мы тянемся к склянке с иодом, точнее с его спиртовым раствором...
Тем не менее этот элемент в высшей степени своеобразен и каждому из нас, независимо от образования и профессии, приходится открывать его для себя заново не один раз. Своеобразна и история этого элемента.

Первое знакомство с йодом

Йод был открыт в 1811 г. французским химиком-технологом Бернаром Куртуа (1777-1838), сыном известного селитровара. В годы Великой французской революции он уже помогал отцу «извлекать из недр земли основной элемент оружия для поражения тиранов» , а позже занялся селитровареиием самостоятельно.
В то время селитру получали в так называемых селитряницах, или буртах. Это были кучи, сложенные из расти-тельных и животных отбросов, перемешанных со строи-тельным мусором, известняком, мергелем. Образовавшийся при гниении аммиак окислялся микроорганизмами сперва в азотистую HN02, а затем в азотную HNO 3 кислоту, которая реагировала с углекислым кальцием, превращая его в нитрат Ca(N0 3) 2 . Его извлекали из смеси горячей водой, а после добавляли поташ. Шла реакция Са (N0 3) a + К 2 С0 3 → 2KN0 3 + СаСО ↓ .
Раствор нитрата калия сливали с осадка и упаривали. Полученные кристаллы калиевой селитры очищали дополнительной перекристаллизацией.
Куртуа не был простым ремесленником. Проработав три года в аптеке, он получил разрешение слушать лекции по химии и заниматься в лаборатории Политехнической школы в Париже у знаменитого Фуркруа. Свои познания он приложил к изучению золы морских водорослей, из которой тогда добывали соду. Куртуа заметил, что медный котел, в котором выпаривались зольные растворы, разрушается слишком быстро. В маточном растворе после упаривания и осаждения кристаллических сульфатов натрия и калия оставались их сульфиды и, видимо, что-то еще. Добавив к раствору концентрированной серной кислоты, Куртуа обнаружил выделение фиолетовых паров. Не исключено, что нечто подобное наблюдали коллеги и современники Куртуа, но именно он первым перешел от наблюдений к исследованиям, от исследований - к выводам.
Вот эти выводы (цитируем статью, написанную Куртуа): «В маточном растворе щелока, полученного из водорослей, содержится достаточно большое количество необычного и любопытного вещества. Его легко выделить. Для этого достаточно прилить серную кислоту к маточному раствору и нагреть его в реторте, соединенной с приемником. Новое вещество... осаждается в виде черного порошка, превращающегося при нагревании в пары великолепного фиолетового цвета. Эти пары конденсируются в форме блестящих кристаллических пластинок, имеющих блеск, сходный с блеском кристаллического сульфида свинца... Удивительная окраска паров нового вещества позволяет отличить его от всех доныне известных веществ, и у него наблюдаются другие замечательные свойства, что придает его открытию величайший интерес».
В 1813 г. появилась первая научная публикация об этом веществе, его стали изучать химики разных стран, в том числе такие светила науки, как Жозеф Гей-Люссак и Хэмфри Дэви. Год спустя эти ученые установили элементарность вещества, открытого Куртуа, и Гей-Люссак назвал новый элемент йодом-от греческого - темно-синий, фиолетовый.
Второе знакомство: свойства обычные и необычные.

Йод - химический элемент VII группы периодической системы. Атомный номер - 53. Атомная масса - 126,9044. Галоген. Из имеющихся в природе галогенов - самый тяжелый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат. Практически весь природный йод состоит из атомов одного-единственного изотопа с массовым числом 127. Радиоактивный йод - 125 образуется в результате спонтанного деления урана. Из искусственных изотопов йода важнейшие - йод - 131 и йод - 133; их используют в медицине.
Молекула элементарного йода, как и у прочих галогенов, состоит из двух атомов. Йод - единственный из галогенов - находится в твердом состоянии при нормальных условиях. Красивые темно-синие кристаллы йода больше всего похожи на графит . Отчетливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток - все эти «металлические» свойства характерны для чистого йода.
Но, в отличие от графита и большинства металлов, йод очень легко переходит в газообразное состояние. Превратить йод в пар легче даже, чем в жидкость.
Чтобы расплавить йод, нужна довольно низкая температура: + 113,5° С, но, кроме того, нужно, чтобы парциальное давление паров йода над плавящимися кристаллами было не меньше одной атмосферы. Иными словами, в узкогорлой колбе йод расплавить можно, а в открытой лабораторной чашке - нельзя. В этом случае пары йода не накапливаются, и при нагревании йод возгонится - перейдет в газообразное состояние, минуя жидкое, что обычно и происходит при нагревании этого вещества. Кстати, температура кипения йода ненамного больше температуры плавления, она равна всего 184,35° С.
Но не только простотой перевода в газообразное состояние выделяется йод среди прочих элементов . Очень своеобразно, например, его взаимодействие с водой.
Элементарный йод в воде растворяется неважно: при 25° С лишь 0,3395 г/л. Тем не менее можно получить значительно более концентрированный водный раствор элемента № 53, воспользовавшись тем же нехитрым приемом, который применяют медики, когда им нужно сохранить подольше йодную настойку (3- или 5%-ный раствор йода в спирте): чтобы йодная настойка не выдыхалась, в нее добавляют немного йодистого калия KI. Это же вещество помогает получать и богатые йодом водные растворы: йод смешивают с не слишком разбавленным раствором йодистого ралия.
Молекулы KI способны присоединять молекулы эле-ментарного йода. Если с каждой стороны в реакцию вступает по одной молекуле, образуется красно-бурый три- йодид калия. Йодистый калий может присоединить и большее число молекул йода, в итоге получаются соединения различного состава вплоть до К19. Эти вещества называют полииодидами. Полииодиды нестойки, и в их растворе всегда есть элементарный йод, причем в значительно боль-шей концентрации, чем та, которую можно получить прямым растворением йода.
Во многих органических растворителях - сероуглероде, керосине, спирте, бензоле, эфире, хлороформе - йод растворяется легко. Окраска неводных растворов йода пе отличается постоянством. Например, раствор его в сероуглероде - фиолетовый, а в спирте - бурый. Чем это объяснить?
Очевидно, фиолетовые растворы содержат йод в виде молекул 12. Если же получился раствор другого цвета, логично предположить существование в нем соединений йода с растворителем. Однако не все химики разделяют эту точку зрения. Часть их считает, что различия в окраске йодных растворов объясняются существованием разного рода сил, соединяющих молекулы растворителя и растворенного вещества.
Фиолетовые растворы йода проводят электричество, так как в растворе молекулы 12 частично диссоциируют на ионы 1+ и I-. Такое предположение не противоречит представлениям о возможных валентностях йода. Главные валентности его: 1" (такие соединения называют йодидами), 5+ (йодаты) и 7+ (перйодаты). Но известны также соединения йода, в которых он проявляет валентности 1+ и 3+, играя при этом роль одновалентного или трехвалентного металла. Есть соединение йода с кислородом, в котором элемент № 53 восьмивалентен,- Ю4.
Но чаще всего йод, как и положено галогену (на внешней оболочке атома семь электронов), проявляет валентность 1“. Как и другие галогены, он достаточно активен - непосредственно реагирует с большинством металлов (даже благородное серебро устойчиво к действию йода лишь при температуре до 50°С), но уступает хлору и брому, не говоря уже о фторе. Некоторые элементы - углерод, азот, кислород, сера, селен - в непосредственную реакцию с йодом не вступают.

третье знакомство:

Оказывается, йода на Земле меньше, чем лютеция
Йод - элемент достаточно редкий. Его кларк (содержание в земной коре в весовых процентах) -всего 4-10~5%. Его меньше, чем самых труднодоступных элементов семейства лантаноидов - тулия и лютеция.
Есть у йода одна особенность, роднящая его с «редкими землями», - крайняя рассеянность в природе. Будучи Далеко не самым распространенным элементом, йод присутствует буквально везде. Даже в сверхчистых, казалось бы, кристаллах горного хрусталя находят микро- примеси йода. В прозрачных кальцитах содержание элемента № 53 достигает 5-10~6%. Йод есть в почве, в морской и речной воде, в растительных клетках и организмах Животных. А вот минералов, богатых йодом, очень мало. Наиболее известный из них - лаутарит Са(IO 5) 2 . Но промышленных месторождений лаутарита на Земле нет.
Чтобы получить йод, приходится концентрировать природные растворы, содержащие этот элемент, например воду соленых озер или попутные нефтяные воды, или перерабатывать природные концентраторы йода - морские водоросли. В тонне высушенной морской капусты (ламинарии) содержится до 5 кг йода, в то время как в тонне морской воды его всего лишь 20-30 мг.
Как и большинство жизненно важных элементов, йод в природе совершает круговорот. Поскольку многие соединения йода хорошо растворяются в воде, йод выщелачивается из магматических пород, выносится в моря и океаны. Морская вода, испаряясь, подымает в воздух массы элементарного йода. Именно элементарного: соединения элемента № 53 в присутствии углекислого газа легко окисляются кислородом до 12.
Ветры, переносящие воздушные массы с океана на материк, переносят и йод, который вместе с атмосферными осадками выпадает на землю, попадает в почву, грунтовые воды, в живые организмы. Последние концентрируют йод, но, отмирая, возвращают его в почву, откуда он снова вымывается природными водами, попадает в океан, испа-ряется, и все начинается заново. Это лишь общая схема, в которой опущены все частности и химические преобразования, неизбежные на разных этапах этого вечного коловращения.
А изучен круговорот йода очень хорошо, и это не удивительно: слишком велика роль микроколичеств этого элемента в жизни растений, животных, человека...

Йод четвертое знакомство: биологические функции йода

Они не ограничиваются йодной настойкой. Не будем подробно говорить о роли йода в жизни растений - он один из важнейших микроэлементов, ограничимся его ролью в жизни человека.
Еще в 1854 г. француз Шатен - превосходный химик- аналитик - обнаружил, что распространенность заболеваия зобом находится в прямой зависимости от содержания йода в воздухе, почве, потребляемой людьми пище. Коллеги опротестовали выводы Шатена; более того, Французская академия наук признала их вредными. Что же касается происхождения болезни, то тогда считали, что ее могут вызвать 42 причины - недостаток йода в этом перечне не фигурировал.
Прошло почти полстолетия, прежде чем авторитет немецких ученых Баумана и Освальда заставил французских ученых признать ошибку. Опыты Баумана и Осваль¬да показали, что щитовидная железа содержит поразительно много йода и вырабатывает йод содержащие гормоны. Недостаток йода вначале приводит лишь к небольшому увеличению щитовидной железы, но, прогрессируя, эта болезнь - эндемический зоб - поражает многие системы организма. В результате нарушается обмен веществ, замедляется рост. В отдельных случаях эндемический зоб может привести к глухоте, к кретинизму... Эта болезнь больше распространена в горных районах и в местах, сильно удаленных от моря.
О широком распространении болезни можно судить даже по произведениям живописи. Один из лучших женских портретов Рубенса «Соломенная шляпка». У красивой женщины, изображенной на портрете, заметна припухлость шеи (врач сразу сказал бы: увеличена щитовидка). Те же симптомы и у Андромеды с картины «Персей и Андромеда». Признаки йодной недостаточности видны также у некоторых людей, изображенных на портретах и картинах Рембрандта, Дюрера, Ван-Дейка...
В нашей стране, большинство областей которой уда¬лены от моря, борьба с эндемическим зобом ведется по¬стоянно - прежде всего средствами профилактики. Про¬стейшее и надежнейшее средство - добавка микродоз Иодидов к поваренной соли.
Интересно отметить, что история лечебного применения йода уходит в глубь веков. Целебные свойства веществ, содержащих йод, были известны за 3 тыс. лет до того, как был открыт этот элемент. Китайский кодекс 1567 г. до н. э. рекомендует для лечения зоба морские водо¬росли...
Антисептические свойства иода в хирургии первым использовал французский врач Буапэ. Как ни странно, са¬мые простые лекарственные формы иода - водные и спир¬товые растворы - очень долго не находили применения в хирургии, хотя еще в 1865-1866 гг. великий русский хирург Н. И. Пирогов применял йодную настойку при лечении ран.
Приоритет подготовки операционного поля с помощью йодной настойки ошибочно приписывается немецкому врачу Гроссиху. Между тем еще в 1904 г., за четыре года до Гроссиха, русский военврач Н. П. Филончиков ц своей статье «Водные растворы иода как антисептическая жидкость в хирургии» обратил внимание хирургов на громадные достоинства водных и спиртовых растворов иода именно при подготовке к операции.
Надо ли говорить, что эти простые препараты не утратили своего значения и поныне. Интересно, что иногда йодную настойку прописывают и как внутреннее: не¬сколько капель на чашку молока. Это может принести пользу при атеросклерозе, но нужно помнить, что иод полезен лишь в малых дозах, а в больших он токсичен.

Йод пятое знакомство - сугубо утилитарное

Иодом интересуются не только медики. Он нужен геологам и ботаникам, химикам и металлургам.
Подобно другим галогенам, йод образует многочисленные иодорганические соединения, которые входят в со¬став некоторых красителей.
Соединения иода используют в фотографии и кино-промышленности для приготовления специальных фото-эмульсий и фотопластинок.
Как катализатор йод используется в производстве искусственных каучуков.
Получение сверхчистых материалов - кремния, титана, гафния , циркония - также не обходится без этого эле¬мента. Иодидный способ получения чистых металлов применяют довольно часто.
йодные препараты используют в качестве сухой смазки для трущихся поверхностей из стали и титана.
Изготавливаются мощные йодные лампы накаливания. Стеклянная колба такой лампы заполнена не инертным газом, а парами пода, которые сами излучают свет при высокой температуре.
Йод и его соединения используются в лабораторной практике для анализа и в хемотронных приборах, действие которых основано на окислительно-восстановительных реакциях иода...
Немало труда геологов, химиков и технологов уходит на поиски йодного сырья и разработку способов добычи иода. До 60-х годов прошлого столетия водоросли были единственным источником примышленного получения иода. В 1868 г. иод стали получать из отходов селитряного производства, в которых есть йодат и иодид натрия. Бесплатное сырье и простой способ получения иода из селитряных маточных растворов обеспечили чилийскому иоду широкое распространение. В первую мировую войну поступление чилийской селитры и иода прекратилось, и вскоре недостаток иода начал сказываться на общем состоянии фармацевтической промышленности стран Европы. Начались поиски рентабельных способов получения иода. В нашей стране уже в годы Советской власти иод стали получать из подземных и нефтяных вод Кубани, где он был обнаружен русским химиком А. Л. Потылициным еще в 1882 г. Позже подобные воды были открыты в Туркмении и Азербайджане.
Но содержание иода в подземных водах и попутных водах нефтедобычи очень мало. В этом и заключалась основная трудность при создании экономически оправданных промышленных способов получения иода. Нужно было найти «химическую приманку», которая бы образовывала с иодом довольно прочное соединение и концентрировала его. Первоначально такой «приманкой» оказался крахмал, потом соли меди и серебра, которые связывали йод в нерастворимые соединения. Испробовали керосин - иод хорошо растворяется в нем. Но все эти способы оказались дорогостоящими, а порой и огнеопасными.
В 1930 г. советский инженер В. П. Денисович разработал Угольный метод извлечения иода из нефтяных вод, и этот метод довольно долго был основой советского йодного производства. В килограмме угля за месяц накапливалось до 40 г иода...
Были испробованы и другие методы. Уже в последние десятилетия выяснили, что йод избирательно сорбируется высокомолекулярными ионообменными смолами. В йодной промышленности мира ионитный способ пока используется ограниченно. Были попытки применить его и у нас, но низкое содержание иода и недостаточная избирательность ионитов на йод пока не позволили этому, безусловно, перспективному методу коренным образом преобразить йодную промышленность.
Так же перспективны геотехнологические методы добычи иода. Они позволят извлекать йод из попутных вод нефтяных и газовых месторождений, не выкачивая эти воды на поверхность. Специальные реактивы, введенные через скважину, под землей сконцентрируют иод, и на поверх¬ность будет идти не слабый раствор, а концентрат. Тогда, очевидно, резко возрастет производство иода и потребление его промышленностью - комплекс свойств, присущих этому элементу, для нее весьма привлекателен.
ИОД И ЧЕЛОВЕК. Организм человека не только не нуждается в больших количествах иода, но с удивительным постоянством сохраняет в крови постоянную концентрацию (10~5-10~6%) иода, так называемое йодное зеркало крови. Из общего количества иода в организме, составляющего около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина - гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его, около 1%, находится в виде неорганического иода I1-.
Большие дозы элементарного иода опасны: доза 2-3 г смертельна. В то же время в форме иодида допускается прием внутрь намного больших доз.
Если ввести в организм с пищей значительное количество неорганических солей иода, концентрация его в крови повысится в 1000 раз, но уже через 24 часа йодное зеркало крови придет к норме. Уровень йодного зеркала строго подчиняется закономерностям внутреннего обмена и практически не зависит от условий эксперимента.
В медицинской практике иодорганические соединения используют для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов иода рассеивают рентгеновские лучи. При введении внутрь орга¬низма такого диагностического средства получаются исключитель¬но четкие рентгеновские снимки отдельных участков тканей и органов.
ПОД И КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ. Академик В. И. Вернадский считал, что в образовании иода в земной коре большую роль играют космические лучи, которые вызывают в земной коре ядерные реакции, то есть превращения одних элементов в другие. Благодаря этим превращениям в горных породах могут образовываться очень небольшие количества новых атомов, в том числе атомов иода.
ИОД _ СМАЗКА. Всего 0,6% иода, добавленного к углеводородным маслам, во много раз снижают работу трения в подшипниках из нержавеющей стали и титана. Это позволяет увеличить нагрузку на трущиеся детали более чем в 50 раз.
ИОД И СТЕКЛО. Иод применяют для изготовления специального поляроидного стекла. В стекло (или пластмассу) вводят кристаллики солей иода, которые распределяются строго закономерно. Колебания светового луча не могут проходить через них во всех направлениях. Получается своеобразный фильтр, называемый поляроидом, который отводит встречный слепящий поток света. Такое стекло используют в автомобилях. Комбинируя несколько поляроидов или вращая поляроидные стекла, можно достигнуть исключительно красочных эффектов - это явление используют в кинотехнике и в театре.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО:

• содержание иода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация иода в крови снижается, с февраля начинается новый подъем, а в мае - июне йодное зеркало достигает наивысшего уровня. Эти колебания имеют сравнитель¬но небольшую амплитуду, и их причины до сих пор остаются загадкой;
• из пищевых продуктов много иода содержат яйца, молоко, рыба; очень много иода в морской капусте, которая поступает в продажу в виде консервов, драже и других продуктов;
• первый в России йодный завод был построен в 1915 г. в Екатеринославе (ныне Днепропетровск); получали иод из золы черноморской водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто 200 кг иода;
• если грозовое облако «засеять» йодистым серебром или йодистым свинцом, то вместо града в облаке образуется мелкодисперсная снежная крупа: засеянное такими солями облако проливается Дождем и не вредит посевам.

ЙОД (Iodum, I ) - химический элемент VII группы периодической системы Д. И. Менделеева; относится к галогенам. Й. активно влияет на обмен веществ, тесно связанный с функцией щитовидной железы; в организме человека содержится в виде неорганического йодида и составной части тиреоидных гормонов и их производных. Элементарный Й., неорганические и органические соединения Й. используются в качестве лекарственных средств и как реактивы в лабораториях, в т. ч. в клинико-диагностических.

Й. открыт в 1811 г. Куртуа (В. Courtois) и получил свое название за цвет паров (греч, iodes похожий по цвету на фиалку, фиолетовый) .

Основное физиол, значение Й. заключается в его участии в функции щитовидной железы (см.). Недостаточное поступление Й. приводит к нарушению функции железы, ее гиперплазии и развитию зоба. По своему значению для жизнедеятельности организма Й. относится к истинным микробиоэлементам. В организме взрослого человека содержится 20-30 мг Й., причем ок. 10 мг - в щитовидной железе. Щитовидная железа захватывает из протекающей через нее крови неорганические соединения Й., а в кровь из щитовидной железы поступают образовавшиеся в ней органические соединения Й. - гормоны (тироксин, трийодтиронин). В крови здорового человека содержится 8,5±3,5 мкг % йода; из этого количества 35% находится в плазме крови (до трех четвертей - в виде органических соединений Й.). При гипертиреозе содержание Й. в крови может возрастать до 100^ мкг%. Повышение концентрации Й. в крови отмечается также при беременности и при некоторых заболеваниях печешь При гипотиреоидизме содержание Й. в крови может резко снизиться, в основном за счет его органических соединений.

Принято считать, что человек должен получать минимум 50-60 мкг Й. в сутки. Однако многие исследователи считают, что для обеспечения оптимальной деятельности щитовидной железы и нормализации жизнедеятельности организма требуются значительно большие количества Й. (200 мкг в сутки и более). Радиобиол. исследования показали, что в организме здорового человека за сутки катаболизируется до 300 мкг тироксина (см.) и трийодтиронина (см.), при этом с мочой выделяется 50 мкг йода.

Элементарный Й. легко и быстро всасывается через кожу и слизистые оболочки, а в парообразном состоянии - через легкие. Скорость всасывания элементарного Й. из жел.-киш. тракта подвержена значительным колебаниям, т. к. во многом зависит от качественного состава пищи. Содержащиеся в ней белки и жиры связывают элементарный Й. и замедляют его всасывание в кишечнике.

Йодиды в отличие от элементарного Й. в значительно меньшей степени проникают через кожу, но лучше всасываются из жел.-киш. тракта. По прочим фармакокинетическим свойствам (распределению, депонированию и выведению из организма) йодиды не отличаются от элементарного Й.

Из крови Й. легко проникает в различные органы и ткани; содержание Й. в тканевых жидкостях не превышает 1/3-1/4 от содержания его в плазме крови. Кроме того, Й. частично депонируется в липидах.

Наиболее значительная часть всосавшегося Й. (до 17% введенной дозы) избирательно поглощается щитовидной железой. Поступающий в щитовидную железу Й. подвергается окислению и включается в биосинтез гормонов.

В значительных количествах Й. накапливается в органах, осуществляющих его выделение из организма (почки, слюнные железы и др.). При третичном сифилисе и туберкулезе Й. накапливается также в очагах специфического поражения (в гуммах, туберкулезных очагах), что, возможно, связано с высоким содержанием в них липидов.

Выделение Й. из организма осуществляется гл. обр. почками (до 70-80% от введенной дозы) и частично - экскреторными железами - слюнными, молочными, потовыми, железами слизистой оболочки желудка (см. Йодный обмен).

В природе Й. распространен почти повсеместно, он содержится во всех живых организмах, воде, минеральных водах, минералах, почве.

В земной коре его содержится мало (3-10-5 вес. %). Промышленные количества Й. встречаются в водах нефтяных месторождений и отложениях селитры.

Существует определенная закономерность распределения Й. в атмосфере, воде и почвах. Наибольшее его количество сконцентрировано в морской воде, воздухе и почвах приморских р-нов. В этих же р-нах отмечается наиболее высокое содержание Й. в растительных продуктах - зерновых, овощах, картофеле и фруктах и в продуктах животного происхождения - мясе, молоке, яйцах. Относительно много Й. содержится в мясе некоторых морских рыб и устриц. Особенно богаты Й. морские водоросли и губки. Очень много Й. в рыбьем жире (до 770 мкг%).

Отмечена зависимость содержания Й. в окружающей среде от содержания органических веществ в почве, что имеет большое значение для возникновения очагов эндемического зоба (см. Зоб эндемический). Содержание Й. в 1 л питьевой воды в среднем равно 0,2-2,0 мкг. >

На обеспеченность организма Й. большое влияние оказывают потери Й. в пищевых продуктах в процессе их хранения и кулинарной обработки (табл.).

Таблица. ПОТЕРИ ЙОДА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ ПРИ КУЛИНАРНОЙ (ТЕРМИЧЕСКОЙ) ОБРАБОТКЕ (по И. Н. Гончаровой)

	Сырой продукт (содержание йода в мкг на 100 г продукта)	Вареный продукт		Жареный продукт
Горох лущеный
Гречневая крупа
Мука пшеничная
Булки пшеничные
Картофель

Физические и химические свойства

Й. представляет собой темно-серые кристаллы с фиолетовым металлическим блеском, t° пл 113,6°, t° кип 185,0°. При медленном нагревании Й. испаряется (возгоняется) с образованием фиолетовых паров-, имеющих резкий специфический залах.

Й. растворим в большинстве органических растворителей, гораздо хуже - в воде. Й. проявляет отрицательную и положительную валентности, однако соединения, в которых Й. положительно валентен, малоустойчивы и почти не встречаются в природе.

Главные валентности Й.: -1 (йодиды), +5 (йодаты) и +7 (перйодаты), известны также соединения Й. с валентностью +1 (гипойодиты). Биол, активностью и антисептическими свойствами Й. обладает лишь в положительно валентной форме.

Со многими элементами Й. непосредственно не взаимодействует (углерод, азот, кислород, сера), с нек-рыми вступает в реакцию только при повышенной температуре (водород, кремний и многие металлы). Из неметаллов легко реагирует с фосфором, фтором, хлором, бромом. Соединения Й. широко используются в органическом синтезе. Источником промышленного получения Й. являются воды буровых скважин; кроме того, промышленным способом Й. получают из золы некоторых морских водорослей. Лабораторные методы получения Й. основаны на окислении ионов I - , в качестве окислителей чаще всего применяют соединения хлора, напр, хлорное железо.

Токсические свойства йода

При хрон, интоксикации нарами Й. или его соединениями (йодизма), так же как и при бромизме, наблюдаются катаральные явления со стороны слизистых оболочек (слезотечение, насморк, кашель, саливация и т. п.), тошнота, рвота, головные боли, угревая сыпь. При попадании на кожу Й. может вызывать дерматиты. В тяжелых случаях возможно развитие специфического поражения кожи - йододермы (см.). В случаях отравления свободным Й. наблюдается бурая окраска языка и слизистой оболочки рта, выдыхаемый воздух имеет специфический запах Й., ощущается жжение во рту и в верхних отделах жел.-киш. тракта, отмечается слюнотечение, головная боль, отек гортани, носовые кровотечения, сыпь, альбуминурия, гемоглобинурии. После отравления в течение долгого времени слабость, пониженная сопротивляемость организма.

Лекарственные препараты йода

Лекарственные препараты Й. обладают неодинаковой токсичностью. Наиболее токсичными среди них являются препараты элементарного Й. Йодиды значительно менее токсичны. При повышенной чувствительности к Й. в ответ на введение его препаратов развиваются аллергические реакции разной тяжести (крапивница, отек Квинке и т. д.). Признаками острого отравления препаратами Й. являются коллапс, гематурия, повышение температуры тела, рвота, возбуждение ц. н. с. В тяжелых случаях развивается анурия, угнетение ц. н. с., отек легких. При приеме препаратов элементарного Й. внутрь в токсических дозах наблюдаются также признаки раздражения и коричневое окрашивание слизистой оболочки рта и глотки; возможно развитие отека гортани. Рвотные массы при приеме элементарного Й. внутрь имеют коричневую или голубую (при наличии в желудочном содержимом крахмала) окраску.

Первая помощь

Больного нужно перенести на чистый воздух и обеспечить ему полный покой.

Необходимо согревание тела, немедленная ингаляция кислорода. Вводят тиосульфат натрия в виде ингаляций 5% р-ра и внутривенно 30-50 мл 10-20% р-ра. Внутрь назначают обильное питье мучного отвара, жидкого крахмального клейстера, активированного угля в водной взвеси, молока (но не при отравлении йодоформом!), слизистых отваров, 5% р-ра тиосульфата натрия (2-4 стакана), щелочных вод, полоскание рта, горла и носа 2% р-ром бикарбоната натрия, промывание желудка 1-3% р-ром тиосульфата натрия, u который переводит элементарный Й. в менее токсичный натрия йодид. При отравлениях любыми препаратами Й. назначают также солевые слабительные и средства симптоматической терапии.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 1 мг/м 3 .

Меры предосторожности при работе с йодом или его препаратами: использование промышленных фильтрующих противогазов, резиновых перчаток, передников, обуви; тщательная герметизация аппаратуры. При попадании на кожу необходимо промыть пораженный участок спиртом и р-ром соды.

Для качественного обнаружения йода применяют крахмальный клейстер. К исследуемому материалу приливают крахмальный клейстер и 1 - 2 капли хлорной воды, в присутствии Й. происходит посинение жидкости, исчезающее при нагревании и снова появляющееся при охлаждении; обнаружить Й. можно также при прибавлении в пробирку с исследуемым материалом бензола, бензина или хлороформа с добавлением к ним хлорной воды. При встряхивании пробирки выделяющийся свободный Й. переходит в слой растворителя, окрашивая его в характерный для Й. фиолетовый цвет.

Количественное определение йода производят титрованием испытуемого р-ра азотнокислым серебром в присутствии индикатора (см.) или титрованием такого р-ра в кислой среде тиосульфатом натрия в присутствии крахмального клейстера.

Судебно-химические исследования на наличие Й. проводят на биол, материале, подщелоченном едким натром. Образец, обработанный таким образом, сжигают, к золе добавляют р-р нитрита натрия, подкисляют серной к-той и взбалтывают с небольшим количеством хлороформа, слой к-рого при наличии Й. окрашивается в фиолетовый или розовый цвет в зависимости от количества хлороформа. В пятнах на одежде и других предметах Й. обнаруживают при помощи крахмального клейстера. Пятно, содержащее Й., при смачивании крахмальным клейстером, окрашивается в синий цвет. Количественное определение Й. в биоматериале проводят в золе исследуемого материала, выделившийся Й. оттитровывают в кислой среде 0,1 н. или 0,01 н. р-ром тиосульфата натрия в присутствии индикатора - крахмального клейстера.

Йод радиоактивный

Природный Й. состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127. Известны 24 радиоактивных изотопа Й. с массовыми числами от 117 до 139, включая два изомера (121M I и 126M I); 12 радиоактивных изотопов Й. обладают секундными и минутными периодами полураспада, 8 - часовыми, 3 - периодами полураспада от нескольких дней до 2 мес. и один (129 I) - периодом полураспада в несколько десятков миллионов лет.

В медицине применяют четыре радиоизотопа Й.: 123 I (T1/2 = 13,3 часа), 125 I (T1/2 = 60,2 дня), 131 I (T1/2 = 8,06 дня) и 132 I (T1/2 = 2,26 часа). Первым из них и вообще первым из искусственных радиоактивных изотопов начал использоваться в медицине и нашел широкое клин, применение йод-131 (позднее также йод-132), но затем в радиодиагностике (см. Радиоизотопная диагностика) эти изотопы стали постепенно вытесняться радиофарм. препаратами с йодом-123 (для исследований in vivo) и с йодом-125 (гл. обр. для радиоиммунохим. исследований in vitro).

Йод-131 можно получать двумя путями: выделением из смеси продуктов деления урана и из облученного медленными нейтронами теллура. Первый путь использовался в начальный период организации массового производства радиоизотопов, но затем от него отказались. Для получения йода-131 обычно используют ядерную реакцию 130 Te (n, гамма) 131 Te с последующим распадом теллура-131 и превращением его в йод-131. При облучении нейтронами природного теллура образуются различные его изотопы (с массовыми числами 127, 129 и 131), которые путем бета-распада превращаются в изотопы Й., соответственно: в стабильный 127 I, очень долго живущий 129 I (активность к-рого пренебрежимо мала) и 131 I. Йод-131 распадается с испусканием сложного спектра бета-излучения, основные две из пяти его составляющих обладают максимальными энергиями Ебета = 0,334 МэВ (7,0%) и Ебета = 0,606 МэВ (89,2%), а составляющая спектра с наиболее высокой энергией имеет Ебета = = 0,807 МэВ (0,7%). Спектр гамма-излучения 131 I также сложный и состоит из 15 линий (включая гамма-излучение дочернего 131M Xe), основные из которых имеют энергии Егамма = 0,080 МэВ (2,45%); 0,284 (5,8%); 0,364 (82,4%); 0,637 (6,9%) и 0,723 (1,63%). Интенсивность остальных гамма-линий составляет доли процента. В препаратах 131 I всегда присутствует небольшая генетическая примесь радиоактивного 131M Xe, который в свою очередь путем изомерного перехода с Т1/2 - 11,8 дня превращается в стабильный изотоп 131 Xe.

Йод-132 образуется в результате бета-распада материнского изотопа 132 Te (T1/2 = 77,7 часа), который выделяют из смеси продуктов деления урана. Для этого специально приготовленные урановые мишени облучают в ядерном реакторе в течение 6-10 дней. Ввиду малого периода полураспада 132 I его за отдельными исключениями не рассылают потребителям непосредственно, а используют для этой цели изотопный генератор 132 Te -> 132 I. После извлечения теллура-132 его наносят на сорбент колонки генератора (см. Генераторы радиоактивных изотопов), из к-рого по мере необходимости и вымывают 132 I на месте его использования. Йод-132 распадается также с испусканием сложного пятикомпонентного спектра бета-излучения с максимальными энергиями Е бета = 0,73 МэВ (15%); 0,90 (20%); 1,16 (23%); 1,53 (24%); 2,12 (18%) и гамма-излучения, состоящего из 11 линий, главные из которых имеют энергии Егамма = 0,52 МэВ (20%); 0,67 (144%); 0,773 (89%); 0,955 (22%); 1,40 (14%).

Иод-125 получают по цепочке ядерных реакций, облучая в реакторе мишень из ксенона: 124 Xe (n, гамма) 125 Xe -> 125 I (электронный захват). Принимая во внимание низкую плотность газов и малое содержание 124 Xe в природном ксеноне (0,094%), для повышения выхода йода-125 ксенон облучают в сжиженном состоянии, а также в его твердых соединениях (напр., XeF 2). Распадается 125 I электронным захватом (электронный захват - 100%), с испусканием гамма-излучения с энергией Егамма = 0,035 МэВ (6,8%), а также рентгеновского характеристического излучения теллура с энергиями Ех = 0,027 МэВ (112%) и Ех = 0,031 (24%).

Йод-123 можно получать на циклотроне, облучая, напр., сурьму ионами гелия либо теллур дейтронами или протонами, а также в реакциях расщепления на протонах высоких энергий (0,5-1 ГэВ). Однако для мед. применения йода-123 эти реакции недостаточно удобны, т. к. одновременно образуются нежелательные примеси других радиоизотопов Й. (с массовыми числами 121, 124, 125, 126), увеличивающих лучевую нагрузку при радиодиагностических процедурах. Йод-123 с высокой радионуклидной чистотой и достаточно хорошим выходом получают, облучая на циклотроне природный Й. протонами в энергетическом интервале 60- 70 МэВ по реакции 127 I (p ,5n) 123 Xe -> 123 I. В этом случае образующийся ксенон-123 отделяют химически от материала мишени (при этом отделяются и примеси всех образовавшихся изотопов Й.), а после небольшой выдержки 123 Хе превращается в 123 I. Йод-123 распадается электронным захватом (электронный захват - 100%) и испускает гамма-излучение, состоящее из 14 линий, главная из которых имеет энергию Егамма - 0,159 МэВ (82,9%). Интенсивности каждой из остальных линий гамма-спектра составляют от сотых долей до одного процента. Кроме того, при распаде 123 I образуется рентгеновское характеристическое излучение теллура с энергией Ех = = 0,028 МэВ (86,5%).

Измерение общей и объемной активности (радиоактивной концентрации) препаратов с упомянутыми радиоизотопами Й. обычно производят по их гамма-излучению; при относительных измерениях с помощью ионизационной камеры или спектрометра используют образцовые радиоактивные р-ры и спектрометрические гамма-источники (см. Излучатели образцовые). При измерениях активности короткоживущего изотопа 132 I можно использовать образцовый источник 137 Cs.

Радиофарм. препараты (РФП) с изотопами Й. выпускаются в разнообразных лекарственных формах. Массовое лечебно-диагностическое применение нашли более 30 РФП, меченных разными изотопами Й., прежде всего натрия йодид. Этот препарат выпускается для мед. применения в виде инъекционного изотонического р-ра, содержащего радиойод без изотопного носителя, а также в желатиновых капсулах для перорального приема. Радиоактивный натрия йодид применяют с диагностической целью, гл. обр. для определения функционального состояния и сканирования щитовидной и слюнной желез, исследования йодного обмена, а также для лечения тиреотоксикоза, тиреотоксического зоба и метастазов рака щитовидной железы. При радиодиагностических исследованиях пациенту вводят 5-50 мккюри 131 I, 125 I и 20- 200 мккюри 132 I.

Комплекс различных йодорганических препаратов с радиоизотопами Й.: йодгиппуран, йодбензойная к-та, бенгальский розовый, дийод-траст, триомбрин, билигност, тироксин, трийодтиронин, растительные масла, альбумин сыворотки крови человека, микро- и макроагрегаты альбумина, гамма-глобулин и др. позволяет проводить также радиодиагностические исследования сердечно-сосудистой, гепатобилиарной систем, почек, легких, жел.-киш. тракта, крови, костного и головного мозга и т. д. При этих исследованиях пациенту вводят обычно от 5 до 50, а при отдельных процедурах - до 200-400 мккюри радиойода.

Ядерно-физические параметры 123 I - относительно короткий период полураспада (13,3 часа), отсутствие корпускулярного излучения, оптимальная для детектирования гамма-камерами энергия основного гамма-излучения (0,159 МэВ), малая лучевая нагрузка на пациента при радиодиагностическом обследовании [напр., при внутривенном введении натрия йодида 123 I поглощенная доза в щитовидной железе в 60 и соответственно в 100 раз меньше, чем при введении такого же количества (по активности) препарата, содержащего 125 I ил и 131 I - обусловливают более широкую перспективу применения 123 I in vivo по сравнению с препаратами других радиоизотопов И. Для проведения радиоиммунохим. исследований с меченными Й. веществами in vitro наиболее удобен и широко используется долгоживущий 125 I.

Различные изотопы Й. обладают разной радиотоксичностью, от средней до высокой. На рабочем место без разрешения сан.-эпид, службы могут единовременно использоваться препараты с 125 I и 131 I активностью до 1 мккюри, с 132 I - до 10 и 123 I - до 100 мккюри.

Препараты йода

Среди препаратов йода, применяемых в мед. практике, различают: 1) препараты, содержащие элементарный (свободный) Й.,- р-р йода спиртовой, р-р Люголя (см. Люголя раствор); 2) препараты, способные освобождать элементарный И.,- йодинол (см.), йодоформ (см.), кальцийодин; 3) препараты, диссоциирующие с образованием ионов йода (йодиды),- калия йодид и натрия йодид; 4) препараты, содержащие прочно связанный йод,- йодолипол (см.), билитраст (см.) и другие рентгеноконтрастные вещества (см.); 5) радиоактивные препараты Й.

Элементарный Й. обладает выраженными противомикробными свойствами. По характеру противомикробного действия Й. идентичен другим галогенам (хлору, брому», но вследствие меньшей летучести действует более продолжительно. Препараты, способные освобождать элементарный Й. (йодоформ и др.), оказывают противомикробное действие только при контакте с тканями и микроорганизмами, вызывающими восстановление связанного Й. до элементарного. В отличие от элементарного Й. йодиды практически не активны в отношении бактериальной флоры.

Для препаратов элементарного Й. характерно выраженное местнораздражающее действие на ткани. В высоких концентрациях эти препараты вызывают прижигающий эффект. Местное действие элементарного Й. обусловлено его способностью осаждать тканевые белки. Препараты, отщепляющие элементарный Й., оказывают значительно менее выраженное раздражающее действие, а йодиды обладают местнораздражающими свойствами только в очень высоких концентрациях.

Характер резорбтивного действия препаратов элементарного Й. и йодидов одинаков. Наиболее выраженное влияние при резорбтивном действии препараты Й. оказывают на функции щитовидной железы. В малых дозах (препарат «микройод») препараты Й. тормозят функцию щитовидной железы (см. Антитиреоидные средства), а в больших дозах стимулируют, участвуя в синтезе ее гормонов.

Влияние препаратов Й. на обмен веществ проявляется усилением процессов диссимиляции. При атеросклерозе они вызывают нек-рое снижение концентрации холестерина и бета-лииопротеидов в крови; кроме того, повышают фибринолитическую и липопротенназную активность сыворотки крови и замедляют скорость свертывания крови.

Накапливаясь в сифилитических гуммах, Й. способствует их размягчению и рассасыванию. Однако накопление Й. в туберкулезных очагах приводит к усилению в них воспалительного процесса. Выделение Й. экскреторными железами сопровождается раздражением железистой ткани и усилением секреции. В связи с этим препараты Й. оказывают отхаркивающее действие и стимулируют лактацию (в малых дозах). Однако в больших дозах они могут вызывать угнетение лактации.

Препараты Й. используют для наружного и внутреннего применения. Наружно применяют гл. обр. препараты элементарного Й. в качестве раздражающих и отвлекающих средств. Кроме того, эти препараты и препараты, отщепляющие элементарный Й., применяют в качестве антисептических средств.

Внутрь препараты Й. назначают при гипертиреозе, эндемическом зобе, третичном сифилисе, атеросклерозе, хрон, интоксикациях ртутью и свинцом. Йодиды, кроме того, назначают внутрь в качестве отхаркивающих средств.

Противопоказаниями для внутреннего и парентерального применения препаратов Й. являются туберкулез легких, заболевания почек, геморрагический диатез, беременность, некоторые кожные заболевания (пиодермия, фурункулез) и повышенная чувствительность к Й.

Калия йодид (Кalii iodidurn; син.: калий йодистый, Кalium iodatum). Бесцветные или белые кубические кристаллы или белый мелкокристаллический порошок без запаха, солено-горького вкуса. Растворим в воде (1: 0,75), спирте (1: 12) и глицерине (1: 2,5). Относится к препаратам Й. из числа йодидов.

Применяют для лечения и профилактики эндемического зоба, при гипертиреозе, сифилисе, глазных заболеваниях (катаракта и др.), актиномикозе легких, кандидозе, бронхиальной астме и в качестве отхаркивающего средства.

Препарат назначают внутрь (в р-рах и микстурах) из расчета по 0,3-1 г на прием, 3-4 раза в день после еды. При третичном сифилисе назначают в виде 3-4% р-ра по 1 стол. л. 3 раза в день после еды. При актиномикозе легких применяют 10-20% р-ры препарата по 1 стол. л. 4 раза в день.

Внутривенное введение р-ров калия йодида противопоказано в связи с угнетающим действием ионов калия на сердце (см. Калий).

Формы выпуска: порошок, таблетки, содержащие по 0,5 г калия йодида и по 0,005 г калия карбоната. Хранят в хорошо укупоренных банках оранжевого стекла.

Калия йодид выпускается также в виде специальных таблеток «Антиструмин», применяемых для профилактики эндемического зоба. Таблетки содержат по 0,001 г калия йодида.

Назначают по 1 таблетке 1 раз. в неделю. При диффузном токсическом зобе - по 1 - 2 таблетки в день 2-3 раза в неделю.

Кальцийодин (Calciiodinum; син.: кальция йодбегенат, сайодин) - смесь кальциевых солей йодбегеновой к-ты и других йодированных жирных к-т. Крупный желтоватый, жирный на ощупь порошок без запаха или со слабым запахом жирных к-т. Практически нерастворим в воде, очень мало растворим в спирте и эфире, легко растворим в теплом безводном хлороформе. Содержит не менее 24% Й. и 4% кальция.

Переносится лучше неорганических препаратов Й.: не раздражает слизистой оболочки желудка и кишечника, практически не вызывает явлений йодизма.

Применяют при атеросклерозе, нейросифилисе, бронхиальной астме, сухом катаре бронхов и других хрон, заболеваниях, при которых показано лечение препаратами Й.

Назначают внутрь по 0,5 г 2-3 раза в день после еды, хорошо раскрошив таблетку. Лечение проводят повторными курсами длительностью по 2-3 нед. с 2-нед. перерывами между отдельными курсами.

Форма выпуска: таблетки по 0,5 г» Сохраняют в хорошо укупоренных банках темного стекла.

Натрия йодид (Natrii iodidum; син.: натрий йодистый, Natrium iodatum). Белый кристаллический порошок без запаха, соленого вкуса. На воздухе сыреет и разлагается с выделением И. Растворим в воде (1: 0,6), спирте (1: 3) и глицерине (1: 2). Водные р-ры препарата стерилизуют при 100° в течение 30 мин. или при 120° в течение 20 мин. По свойствам и показаниям к применению соответствует йодиду калия.

Назначают внутрь по 0,3-1 г 3-4 раза в день. В отличие от калия йодида препарат можно назначать внутривенно. При необходимости в вену вводят 10% р-р натрия йодида по 5-10 мл через 1-2 дня. Всего на курс лечения назначают 8-12 вливаний.

Форма выпуска: порошок. Сохраняют в хорошо укупоренных банках оранжевого стекла в сухом месте.

Натрия йодид и калия йодид входят в состав противоастматической микстуры по прописи Траскова (Mixtura anti asthmatica Trascovi).

Раствор йода спиртовой 5% (Solutio Iodi spirituosa 5%; син.: настойка йодная 5%, Tinctura Iodi 5%, сп. Б). Содержит: йода 50 г, калия йодида 20 воды и 95% спирта поровну до 1 л. Прозрачная жидкость красно-бурого цвета с характерным запахом.

Применяют наружно в качестве антисептического средства, напр, для обработки операционного поля (см. Гроссиха метод) и рук хирурга, при туалете и хирургической обработке ран, а также как раздражающее и отвлекающее средство. Внутрь применяют для профилактики и лечения атеросклероза, а также при лечении сифилиса. Для профилактики атеросклероза назначают по 1 - 10 капель 1 - 2 раза в день курсами по 30 дней 2-3 раза в год. Для лечения атеросклероза назначают по 10-12 капель 3 раза в день. При лечении сифилиса - от 5 до 50 капель 2-3 раза в день. Препарат принимают в молоке после еды.

Детям в возрасте старше 5 лет назначают по 3-6 капель 2-3 раза в день. Детям до 5 лет препарат не назначают.

Высшие дозы для взрослых внутрь: разовая - 20 капель, суточная - 60 капель.

Форма выпуска: в склянках оранжевого стекла по 10, 15 и 25 мл; в ампулах по 1 мл. Сохраняют в защищенном от света месте.

Раствор йода спиртовой 10% (Solutio Iodi spirituosa 10%; син.: настойка йодная 10%, Tinctura Iodi 10%, сп. Б). Содержит: йода 100 г, 95% спирта до 1 д. Жидкость красно-бурого цвета с характерным запахом. При прибавлении к препарату воды выпадает мелкокристаллический осадок Й.

По свойствам, показаниям к применению (за исключением лечения сифилиса) и дозировке соответствует 5% р-ру йода спиртовому. Детям внутрь препарат не назначают.

Высшие дозы для взрослых внутрь: разовая - 10 капель, суточная - 30 капель.

Форма выпуска: в склянках оранжевого стекла по 10, 15 и 25 мл. Сохраняют в защищенном от света месте. Препарат готовят на непродолжительный срок (до 1 мес.) и отпускают только по специальным требованиям.

Применение йода при микроскопических исследованиях

Й. в микроскопической технике применяется как фиксатор, как реактив на гликоген, амилоид, крахмал, целлюлозу и алкалоиды, входит в состав декальцинирующих и мацерирующих жидкостей и т. п. Для фиксации тканей, особенно тканей кишечника, пользуются содержащей Й. смесью Доминичи (см. Доминичи методы). Р-ром Й. в 70% спирте, иногда с добавлением йодистого калия, обрабатывают кусочки тканей и срезы после фиксации в сулемовых смесях; при этом из тканей удаляются труднорастворимые осадки карбонатов и фосфатов ртути; остатки Й. затем удаляют промыванием в 0,25% р-ре тиосульфата натрия. Йодкалие-вый р-р Люголя (см. Люголя раствор) применяют при окраске микроорганизмов по методу Грама, для окрашивания фибрина крови, для выявления некоторых пигментов (каротиноиды), жировых веществ и пр. Гликоген окрашивается Й. в коричневый цвет, амилоид - в различные оттенки бурого и буро-красного цвета. Кроме того, в гистол, технике (см. Гистологические методы исследования) применяют различные соединения Й. (йодная к-та, йодновато-кислый натрий и калий, йодистый аммоний и пр.) и содержащие Й. красители.

Библиография: Гликопротеины, под ред. А. Готтшалка, пер. с англ., ч. 2, с. 222, М., 1969; Л e в и н В. И. Получение радиоактивных изотопов, с. 190, М., 1972; М а ш-к о в о к и й М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, с. 89, М., 1977; Мкртумова Н. А. и С т а р о с e л ь ц e в а Л. К. Степень йодирования и йодоаминокислотный состав тиреоглобулина при диффузном токсическом зобе, Пробл, эндокрин, и гормонотер., т. 16, № 3, с. 68, 1970; Мохнач В.О. Йод и проблемы жизни, Л., 1974, библиогр.; Рачев Р. Р. и Ещенко Н. Д. Тиреоидные гормоны и субклеточные структуры, М., 1975, библиогр.; T у р а к у л о в Я. X., Бабаев Т.А. иСаатов Т. Йодпротеины щитовидной железы, Ташкент, 1974, библиогр.; The pharmacological basis of therapeutics, ed. by L. S. Goodman a. A. Gilman, L., 1975; Radioactive pharmaceuticals, ed. by G. A. Andrews a. o., p. 217, Springfield, 1966, bibliogr.

Л. К. Старосельцева; В. В. Бочкарев (рад., биол.), В. К. Муратов (фарм.), Я. Е. Хесин (гист.).

При упоминании йода большинство из нас вспоминает маленький пузырек и ватку. Именно так лечили наши мамы царапины и ссадины в детстве. И сегодня можно найти такой йод, цена в аптеке на него копеечная.

Многие взрослые знают, что йод - это очень важный микроэлемент. Он влияет на работу щитовидной железы и участвует в процессе обмена веществ.Йодсодержащие лекарства будут иметь цену на порядок выше от пузырька для обработки ранок. Из чего делают йод? И почему цена на него такая разная?

Что такое йод?

Йод - это минерал, который находится в неорганических соединениях: воде, грунте, после дождя его можно обнаружить в воздухе. Он также присутствует во многих продуктах питания растительного и животного происхождения. Так, общеизвестно, что йода много в ламинарии, а также других морепродуктах: рыбе, моллюсках, ракообразных.

Йод есть и в обычных продуктах питания, хорошо нам известных: яйцах, говядине, молоке, сливочном масле, обычной капусте, других овощах, зерновых культурах. Вся проблема состоит в том, что его в них недостаточно. Так, к примеру, печень трески (считается, что в ней много йода) содержит 800 мкг минерала, и чтобы удовлетворить суточную норму, нужно ежедневно съедать 180 г этого продукта.

Решая вопрос о том, что лучше - зеленка или йод, мы не задумываемся, как важен йод в повседневной жизни человека.

Взрослому нужно 150 мкг йода в сутки, а беременным - 200 мкг. Норма для младенцев составляет 50 мкг, а для школьника - 120 мкг.

Еще одной проблемой, связанной с доставкой этого вещества в организм человека, будет его разрушение в процессе приготовления. Так, во время варки теряется около 50% этого полезного вещества. А пачка уже через месяц будет содержать только 50% от заявленного количества.

Произрастание растений на почвах, бедных на минерал, значительно сократит его количество в соответствующих продуктах питания.

Здесь решение проблемы можно назвать медицинские цена в аптеке на них, однако зачастую далека от общедоступной.

Медицинское применение йода

Почему так важен для нас этот минерал, содержащийся в очень маленьких количествах в организме человека?

Его всего около 25 миллиграмм, но он играет очень важную роль для обменных процессов. Так, около 15 мг йода находится в щитовидной железе и входит в состав образовываемых ею гормонов трийодтиронина и тироксина. Эти гормоны отвечают за множество функций:

• оказывают стимулирующее воздействие на рост и развитие организма в целом;
• регулируют энергетический и тепловой обмен;
• участвуют в окислении углеводов, жиров и белков;
• ускоряют процесс распада холестерина;
• без них не обходится регуляция сердечной деятельности;
• они препятствуют процессу свертываемости крови и образованию тромбов;
• они очень важны для развития центральной нервной системы.

Оставшиеся 10 мг разместились в репродуктивных органах яичниках (у женщин) и предстательной железе (у мужчин), почках, печени, волосах и ногтях.

Недостаток этого вещества в организме ребенка может вызвать задержку его физического и умственного развития, а его избыток приведет к отравлению под названием "йодизм", возможно, к нарушению работы щитовидной железы, грозному заболеванию под названием "гипертиреоз".

Для разных целей фармакологическая промышленность выпускает разные препараты. Сегодня на лекарства, содержащие легкоусвояемый йод, цена высока. И связано это не только с технологическим процессом изготовления лекарства, но также с тем, что сама добыча йода технологически сложна и финансово затратна.

Очень многих интересует простой вопрос о том, что лучше - зеленка или йод при обработке свежих ран? Здесь следует помнить, что йод не только предупредит развитие грибка и уничтожит инфекцию, с этим также хорошо справляется зеленка. Он будет способствовать более быстрому заживлению ранки - и в этом случае йод более предпочтителен.

Промышленное использование минерала

Йод важен не только для обеспечения нормального жизненного цикла человека, его используют во многих отраслях промышленности, он нужен для производства большого количества продукции.

Так, при участии этого вещества делают рентгенологические снимки, изготавливают фотографии, добавляют к маслу для подшипников, с его участием производят стекла для фар и светильники со спецэффектами, он нужен для получения металлов высокой чистоты.

Сегодня развивается новое направление в производстве ламп накаливания, где важную роль играет йод. Применение его позволит значительно продлить срок службы обычных ламп накаливания с вольфрамовой спиралью.

Согласно статистике, 99% известных запасов йода находится в Японии и Чили, они являются основными поставщиками его на мировой рынок. Так, чилийскими компаниями производится свыше 720 тонн йода в год.

Производственные мощности России позволяют вырабатывать до 200 тонн минерала-сырца за год, что меньше потребности страны в 6 раз.

Добыча йода из морских водорослей

Вопрос необходимости промышленной добычи этого вещества возник в 18 веке. Еще тогда было замечено, что морские растения обладают повышенным содержанием этого важного минерала. Первым промышленным производствам была добыча йода из морских водорослей. В России такой завод построили в Екатеринбурге (1915), он производил минерал из филлофлоры (водоросли Черного моря).

Сегодня добыча этого минерала-сырца из водорослей - это наиболее распространенный метод получения йода в промышленных масштабах. Производство строят возле моря, в ходе процесса добывают из золы высушенного морского растения. Наиболее крупные предприятия добывают в год до 300 тонн кристаллического минерала.

Морская ламинария отнесена к основным источникам промышленной добычи йода. Она содержит 0,8-0,16% йода (в сухом веществе).

Выделение минерала из селитряных отходов

Выделение йода из маточных рассолов производства селитры - один из наиболее дешевых промышленных методов. Здесь на вопрос о том, из чего делают йод, ответ будет простым - из отходов.

Было обнаружено, что при производстве или натриевой) в остается до 4 г йодата и йодида натрия на каждый 1 кг рассола (это 0,4%). Метод применяется более 200 лет во всем мире, главное его достоинство - это дешевизна.

Получение йода из рассолов

Еще одним ответом на вопрос о том, из чего делают йод, будет добыча минерала из природного неорганического сырья - природных рассолов.

Дело в том, что при бурении нефтяных скважин в сопутствующих водах было обнаружено значительное количество йода, порой свыше 100 мкг на 1 л, но в основном не выше 40. Эту особенность глубинных вод обнаружил Потылицын А.Л (русский химик) в 1882 году, однако добывать минерал из рассолов было дорого и экономически невыгодно.

Промышленная добыча началась только в советские времена после того, как изобрели угольный метод накопления йода (1930). Уголь способен накапливать до 40 г йода на 1 кг за месяц. Сейчас это один из основных методов добычи кристалла-сырца в России.

Ионитная добыча

Эта методика очень широко используется в Японии. Способ новый и получил широкое применение только в последние десятилетия. Здесь для извлечения сырца используют высокомолекулярные ионообменные смолы.

Однако в России он не используется, так как не дает возможности извлечь весь йод из сырья и оставляет значительное его количество в отходах.

Инновационные методики В. Ганяева

Недавно в профессором В. Ганяевым было разработано уникальную технологию добычи йода из минеральной воды. Летом 2016 года создано специальную установку, и сегодня она успешно проходит испытания.

По подсчетам ученых, новая технология не только экологически чище, но и экономически выгоднее, здесь не используют хлористые соединения и рассолы серной кислоты. При ее использовании количество добываемого минерала-сырца составит 24 г на 1 литр концентрата.

Так что на вопрос о том, из чего делают йод,можно также ответить что в России - из минеральной воды. Хотя ученые считают, что данная технология позволит намного эффективнее использовать сопутствующие нефтедобычи рассолы.

Как производят медицинский йод?

Сегодня хорошо нам известный антисептик - спиртовой 5-процентный йод, применение получает все реже. На смену ему пришли препараты, где йод используется в соединении с крахмалом.

Если рассматривать вопрос о том, есть ли разница в производстве технического йода и медицинского, то тут следует обратить внимание на следующее.

1. При производстве сырца в промышленных масштабах, его вырабатывают в форме кристаллического минерала с определенным содержанием чистого йода (по таблице Менделеева).
2. Йод медицинский становится таковым после соединения кристаллов сырца с другими веществами: водой, спиртами, эфирами.

Отсюда вывод: изначально кристаллы йода не разделяются на медицинские и технические - этот статус они получают в процессе дальнейшей обработки.

Цена на препараты йода в аптеках зависит не от основного компонента, а тех дополнительных составляющих, которые войдут в лекарство. В хорошо знакомом нам пузырьке антисептика есть только йод и этиловый спирт, тогда как, например, препараты для лечения гипертиреоза окажутся на 2 порядка дороже. Они содержат множество других компонентов.

Горизонт улучшается. В воздухе соль и йод .

Откуда взяться в воздухе йоду?

Йод – элемент довольно редкий: в земной коре его очень мало – всего 0,00005%, это вчетверо меньше, чем мышьяка , в пять раз меньше, чем брома . Йод относится к галогенам (по-гречески hals – соль, genos – происхождение). Действительно, в природе все галогены встречаются исключительно в виде солей. Но если минералы фтора и хлора весьма распространены, то собственные минералы иода (лаутарит Ca(IO 3) 2 , иодаргирит AgI) – чрезвычайная редкость. Обычно йод встречается среди других солей в виде примеси. Примером может служить природный нитрат натрия – чилийская селитра, в которой есть примесь иодата натрия NaIO 3 . Залежи чилийской селитры начали разрабатывать еще в начале 19 века. После растворения породы в горячей воде раствор фильтровали и охлаждали. При этом в осадок выпадал чистый нитрат натрия, который шел на продажу в виде удобрения. Из оставшегося после кристаллизации раствора добывали йод. В 19 веке Чили стало главным поставщиком этого редкого элемента.

Иодат натрия неплохо растворим в воде: 9,5 г на 100 г воды при 25 о С. Значительно лучше растворяется иодид натрия NaI: 184 г на 100 г воды! Йод в породах находится чаще всего именно в виде легкорастворимых неорганических солей и потому может выщелачиваться из них подземными водами. И далее попадает в реки, моря и океаны, где накапливается некоторыми организмами, в том числе водорослями. Например, в 1 кг высушенной морской капусты (ламинарии) содержится 5 г йода, тогда как в 1 кг морской воды – всего лишь 0,025 мг, то есть в 200 тысяч раз меньше! Недаром в некоторых странах из ламинарии до сих пор добывают йод, а у морского воздуха (его-то и имел в виду Бродский) – особый запах; в морской соли тоже всегда есть немного йода. Ветры, переносящие воздушные массы с океана на материк, переносят и йод. В приморских областях количество йода в 1 куб. м воздуха может достигать 50 мкг, тогда как в континентальных и горных – всего 1 или даже 0,2 мкг.

Сейчас йод добывают в основном из вод нефтяных и газовых месторождений, и потребность в нем довольно велика. Во всем мире ежегодно добывают более 15 000 тонн йода.

Открытие и свойства йода.

Впервые йод получил из золы морских водорослей французский химик Бернар Куртуа в 1811. Вот как он описал свойства открытого им элемента: «Новое вещество осаждается в виде черного порошка, превращающегося при нагревании в пары великолепного фиолетового цвета. Эти пары конденсируются в форме блестящих кристаллических пластинок, имеющих блеск... Удивительная окраска паров нового вещества позволяет отличить его от всех доныне известных веществ...». По окраске паров йод и получил свое название: по-гречески «иодес» – фиолетовый.

Куртуа наблюдал еще одно необычное явление: твердый йод при нагревании не плавился, а сразу превращался в пар; такой процесс называется возгонкой. Д.И.Менделеев в своем учебнике химии так описывает этот процесс: «Чтобы очистить йод, его возгоняют... йод прямо из паров переходит в кристаллическое состояние и садится в охлаждаемых частях аппарата в виде пластинчатых кристаллов, имеющих черновато-серый цвет и металлический блеск». Но если кристаллы йода нагревать в пробирке быстро (или не давать парам йода выходить наружу), то при температуре 113 о С йод расплавится, превратившись в черно-фиолетовая жидкость. Объясняется это тем, что при температуре плавления давление паров йода высоко – около 100 мм ртутного столба (1,3Ч 10 4 Па). И если над нагретым твердым йодом не будет достаточно его паров, то он испарится быстрее, чем расплавится.

В чистом виде йод – черно-серые тяжелые (плотность 4,94 г/см 3) кристаллы с фиолетовым металлическим блеском. Почему же йодная настойка не фиолетовая? Оказывается, в разных растворителях йод имеет разный цвет: в воде он желтый, в бензине, тетрахлориде углерода CCl 4 , многих других так называемых «инертных» растворителях имеет фиолетовый цвет – точно такой же, как у паров йода. Раствор йода в бензоле, спирте и ряде других растворителей имеет буро-коричневый цвет (как у иодной настойки); в водном растворе поливинилового спирта (–СН 2 –СН(ОН)–) n йод имеет ярко-синий цвет (это раствор применяется в медицине в качестве дезинфицирующего средства под названием «иодинол», им полощут горло, промывают раны). И вот что любопытно: реакционная способность йода в «разноцветных» раствора неодинакова! Так, в коричневых растворах йод намного активнее, чем в фиолетовых. Если порошок меди или листочек тонкой медной фольги внести в 1%-ный коричневый раствор, он обесцветится за 1–2 минуты в результате реакции 2Cu + I 2 ® 2CuI. Фиолетовый раствор останется в этих условиях без изменений в течение нескольких десятков минут. Каломель (Hg 2 Cl 2) обесцвечивает коричневый раствор за несколько секунд, а фиолетовый – только за две минуты. Эти опыты объясняются тем, что молекулы йода могут взаимодействовать с молекулами растворителя, образуя комплексы, в которых йод более активен.

Синяя окраска появляется и при взаимодействии йода с крахмалом. В этом можно убедиться, капнув иодной настойкой на ломтик картофеля или на кусочек белого хлеба. Реакция эта настолько чувствительна, что с помощью йода легко обнаружить крахмал на свежем срезе картофелины или в муке. Еще в 19 в. эту реакцию использовали, чтобы уличить недобросовестных торговцев, добавляющих в сметану «для густоты» пшеничной муки. Если на образец такой сметаны капнуть иодной настойкой, синее окрашивание сразу выявит обман.

Чтобы вывести пятно от иодной настойки, надо использовать раствор тиосульфата натрия, который применяется в фотографии и продается в магазинах фототоваров (его называют также «фиксажем» и «гипосульфитом»). Тиосульфат мгновенно реагирует с йодом, полностью его обесцвечивая: I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 ® 2NaI + Na 2 S 4 O 6 . Достаточно протереть запачканную йодом кожу или ткань водным раствором тиосульфата, как желто-коричневое пятно тут же исчезнет.

Йод в аптечке.

В сознании обычного человека (не химика) слово «йод» ассоциируется с пузырьком, который стоит в аптечке. На самом деле в пузырьке находится не йод, а иодная настойка – 5%-ный раствор йода в смеси спирта и воды (в настойку добавляют также иодид калия; он нужен для того, чтобы йод лучше растворялся). Раньше в медицине широко применялся также иодоформ (трииодметан CHI 3) – дезинфицирующее средство с неприятным запахом. Препараты, содержащие йод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, они оказывают также противовоспалительное действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, при подготовке операций.

Иод ядовит. Даже такая привычная иодная настойка при вдыхании ее паров поражает верхние дыхательные пути, а при попадании внутрь вызывает тяжелые ожоги пищеварительного тракта. Длительное введение йода в организм, а также повышенная чувствительность к нему может вызвать насморк, крапивницу, слюно- и слезотечение, угревидную сыпь.

Йод в организме.

Вот строки другого поэта – Беллы Ахмадулиной:

...То ль сильный дух велел искать исхода,

То ль слабость щитовидной железы

выпрашивала горьких лакомств иода?

Зачем же нужно щитовидной железе это «лакомство»?

Как правило, в биохимических процессах участвуют только «легкие» элементы, находящиеся в первой трети периодической таблице. Чуть ли не единственным исключением из этого правила является йод. В человеке содержится около от 20 до 50 мг йода, значительная часть которого сконцентрирована в щитовидной железе (остальной йод находится в плазме крови и мышцах).

Щитовидная железа была уже известна врачам глубокой древности, которые заслуженно приписывали ей важную роль в организме. По форме она похожа на галстук-бабочку, т.е. состоит из двух долей, соединенных перешейком. Щитовидная железа выделяет в кровь гормоны, оказывающие очень разностороннее влияние на организм. Два из них содержат йод – это тироксин (Т4) и трииодтиронин (Т3). Щитовидная железа регулирует развитие и рост как отдельных органов, так и всего организма в целом, настраивает скорости обменных процессов.

В пищевых продуктах и в питьевой воде йод содержится в виде солей иодоводородной кислоты – иодидов, из которых он легко всасывается в передних отделах тонкого кишечника. Из кишечника йод переходит в плазму крови, откуда жадно поглощается щитовидной железой. Там он и превращается в ней в важнейшие для организма тиреоидные гормоны (от греческого thyreoeides – щитовидный). Процесс этот сложный. Сначала ионы I – ферментативно окисляются до I + . Эти катионы реагируют с белком тиреоглобулином, в котором много остатков аминокислоты тирозина. Под действием фермента иодиназы происходит иодирование бензольных колец тирозина с последующим образованием тиреоидных гормонов. В настоящее время их получают синтетически, причем по строению и действию они ничем не отличаются от природного.

Если синтез тиреоидных гормонов замедляется, человек заболевает зобом . Болезнь вызывается недостатком йода в почве, воде и, следовательно, в растениях, животных и производимых в этой местности пищевых продуктах. Такой зоб называется эндемическим, т.е. свойственным данной местности (от греч. endemos – местный). Районы с недостатком йода встречаются довольно часто. Как правило, это местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами. Таким образом, значительная часть почвы земного шара бедна йодом, соответственно, бедны йодом пищевые продукты. В России дефицит йода встречается в горных районах; крайне выраженная иодная недостаточность выявлена в Республике Тува, а также в Забайкалье. Мало его на Урале, Верхней Волге, Дальнем Востоке, Марийской и Чувашской республиках. Не все благополучно в йодом в ряде центральных районов – Тульской, Брянской, Калужской, Орловской, других областях. В питьевой воде, растениях и животных в этих районах содержание йода понижено. Щитовидная железа, как бы компенсируя недостаточное поступление йода, разрастается – иногда до таких размеров, что деформируется шея, сдавливаются кровеносные сосуды, нервы и даже бронхи и пищевод. Эндемический зоб легко предотвратить, если восполнять дефицит йода в организме.

При нехватке йода во время беременности у матери, а также в первый период жизни ребенка у него замедляется рост, снижается умственная деятельность, могут развиться кретинизм, глухонемота и другие тяжелейшие отклонения в развитии. Своевременная диагностика помогает избежать этих несчастий путем простого введения тироксина.

Нехватка йода у взрослых приводит к снижению частоты сердечных сокращений и температуры тела – больные зябнут даже в жаркую погоду. У них снижается иммунитет , выпадают волосы, замедляются движение и даже речь, отекают лицо и конечности, отмечается слабость, быстрая утомляемость, сонливость, ухудшение памяти, безучастность к окружающему миру. Заболевание также лечат препаратами Т3 и Т4. При этом все перечисленные симптомы исчезают.

Где взять йод.

Для профилактики эндемического зоба йод вводится в продукты питания. Самый распространенный метод – иодирование поваренной соли. Обычно в нее вводят иодид калия – примерно 25 мг на 1 кг. Однако KI во влажном теплом воздухе легко окисляется до иода, который улетучивается. Именно этим объясняется малый срок хранения такой соли – всего 6 месяцев. Поэтому в последнее время иодид калия заменяют иодатом KIO 3 . Помимо поваренной соли, йод добавляют в ряд витаминных смесей.

Иодированные продукты не нужны тем, кто потребляет достаточно иода с пищей и водой. Потребность в йоде для взрослого человека мало зависит от пола и возраста и составляет примерно 150 мкг в сутки (однако она возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). В большинстве пищевых продуктах йода очень мало. Например, в хлебе и макаронных изделиях его обычно меньше 5 мкг; в овощах и фруктах – от 1–2 мкг в яблоках, грушах и черной смородине до 5 мкг в картофеле и до 7–8 мкг в редисе и винограде; в курах и говядине – до 7 мкг. И это в расчете на 100 г сухого продукта, т.е. золы! Причем при длительном хранении или тепловой обработке теряется от 20 до 60% йода. А вот рыба, особенно морская, богата йодом: в сельди и горбуше его 40–50 мкг, в треске, минтае и хеке – до 140–160 (также в расчете на 100 г сухого продукта). Намного больше йода в печени трески – до 800 мкг, но особенно много его в бурых морских водорослях – «морской капусте» (она же ламинария) – в ней может быть до 500 000 мкг йода! В нашей стране ламинария растет в Белом, Баренцевом, Японском и Охотском морях.

Еще в Древнем Китае морскими водорослями успешно лечили заболевания щитовидной железы. В прибрежных районах Китая существовала традиция – после родов женщинам давали морскую капусту. При этом материнское молоко было полноценным, а ребенок рос здоровым. В 13 в. там даже был издан указ, обязывающий всех граждан есть морские водоросли для укрепления здоровья. Восточные врачеватели утверждают, что после 40 лет продукты из морской капусты обязательно должны присутствовать в рационе даже здоровых людей. Употреблением в пищу ламинарии некоторые объясняют долголетие японцев, а также тот факт, что после ядерных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки количество погибших в результате загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами было сравнительно небольшим.

Йод и радиация.

В природе йод представлен единственным стабильным изотопом 127 I.

Искусственные радиоактивные изотопы йода – 125 I, 131 I, 132 I и другие широко используются в биологии и, особенно, в медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда её заболеваний. Применение радиоактивного йода в диагностике связано со способностью йода избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности излучения радиоизотопов йода разрушать больные клетки железы.

При загрязнении окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы йода быстро включаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счете, в молоко и, следовательно, в организм человека. Так, многие жители районов, подвергнутых влиянию ядерного взрыва в Чернобыле, получили изрядную дозу радиоактивного йода-131 (период полураспада 8 суток) и повредили щитовидную железу. Больше всего больных было в областях, где естественного йода мало и жители не были защищены «обычным йодом». Особенно опасен «радиоиод» для детей, щитовидная железа которых в 10 раз меньше, чем у взрослых и обладает большей радиочувствительностью, что может привести к раку щитовидной железы.

Для защиты щитовидной железы от радиоактивного йода рекомендуется применять препараты обычного йода (по 100–200 мг на прием), который «блокирует» щитовидную железу от попадания в нее радиоиода. Не поглощенный щитовидной железой радиоактивный йод почти полностью и сравнительно быстро выделяется с мочой. К счастью, радиоактивный йод живет недолго, и через 2–3 месяца практически полностью распадается.

Йод в технике.

Значительные количества добываемого йода используются для получения металлов высокой степени чистоты. Этот метод очистки основан на так называемом галогенном цикле, открытом в 1915 американским физикохимиком Ирвингом Ленгмюром (1881–1957). Сущность галогенного цикла можно пояснить на примере современного способа получения металлического титана высокой чистоты. При нагревании порошка титана в вакууме в присутствии йода до температуры выше 400 о C образуется газообразный иодид титана (IV). Его пропускают над титановой проволокой, нагреваемой током до 1100–1400 о C. При такой высокой температуре TiI 4 существовать не может и распадается на металлический титан и йод; чистый титан конденсируется на проволоке в виде красивых кристаллов, а выделившийся йод снова может реагировать с титановым порошком, превращая его в летучий иодид. Иодидный метод можно использовать для очистки различных металлов – меди, никеля, железа, хрома, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала и др.

Этот же цикл осуществляется и в галогенных лампах. В обычных лампах коэффициент полезного действия крайне низок: в горящей лампочке почти вся электроэнергия превращается не в свет, а в теплоту. Чтобы увеличить светоотдачу лампы, необходимо как можно сильнее повысить температуру ее спирали. Но при этом существенно уменьшается срок жизни лампы: спираль в ней быстро перегорает. Если же ввести в колбу лампы очень небольшое количество йода (или брома), то в результате галогенного цикла вольфрам, испарившийся со спирали и осевший на внутренней поверхности стеклянной колбы, снова переносится на спираль. В такой лампе можно значительно – на сотни градусов – повысить температуру спирали, доведя ее до 3000 о C, что увеличивает светоотдачу вдвое. Мощная галогенная лампа выглядит лилипутом по сравнению с обычной лампой такой же мощности. Например, галогенная лампа мощностью 300 ватт имеет диаметр меньше 1,5 см.

Повышение температуры спирали неизбежно приводит и к более сильному разогреву колб в галогенных лампах. Простое стекло такие температуры не выдерживает, поэтому приходится помещать спираль в трубку из кварцевого стекла. Первые патенты на галогенные лампы были выданы лишь в 1949, а их промышленный выпуск был налажен еще позже. Техническая разработка кварцевых ламп с самовосстанавливающейся вольфрамовой нитью была осуществлена в 1959 фирмой «Дженерал электрик». В таких лампах баллон может раскаляться до 1200 о С! Галогенные лампы имеют отличные световые характеристики, поэтому эти лампы, несмотря на их высокую стоимость, широко используются везде, где нужен мощный и компактный источник света, – в кинопроекторах, автомобильных фарах и т.д.

Соединения йода применяются и для того, чтобы вызвать дождь. Дождь, как и снег, начинается с образования в облаках мельчайших кристалликов льда из паров воды. Далее эти кристаллики-зародыши быстро растут, становятся тяжелыми и выпадают в виде осадков, превращаясь, в зависимости от погодных условий, в снег, дождь или град. Если воздух абсолютно чистый, зародыши льда могут образоваться только при очень низкой температуре (ниже –30 o С). В присутствии же некоторых веществ зародыши льда образуются при значительно более высокой температуре. Так можно вызвать искусственный снегопад (или дождь).

Одна из лучших затравок – иодид серебра; в его присутствии кристаллы льда начинают расти уже при –9 o С. Существенно, что «работать» могут уже мельчайшие частицы иодида серебра размером всего 10 нм (1 нм = 10 –9 м). Для сравнения: радиусы ионов серебра и йода составляют соответственно 0,15 и 0,22 нм. Теоретически из кубического кристалла AgI размером всего 1 см можно получить 10 21 таких мельчайших частиц, и не покажется удивительным, что для выпадения искусственного дождя требуется очень мало иодида серебра. Как подсчитали американские метеорологи, всего 50 кг AgI достаточно для «затравки» всей атмосферы над поверхностью США (а это 9 млн. квадратных километров)! При этом в 1 куб. м образуется свыше 3,5 млн. центров кристаллизации льда. А чтобы поддерживать образование ледяных зародышей, достаточно расходовать всего 0,5 кг AgI в час. Поэтому, несмотря на сравнительно высокую стоимость солей серебра, применение AgI с целью вызвать искусственный дождь оказывается практически выгодным.

Иногда требуется выполнить прямо противоположное задание: «разогнать» тучи, не дать пролиться дождю при проведении какого-либо важного мероприятия (например, Олимпийских игр). В этом случае иодид серебра нужно распылять в облаках заблаговременно, за десятки километров от места проведения торжества. Тогда дождь прольется на леса и поля, а в городе будет солнечная сухая погода.

Илья Леенсон