იოდი

იოდი (< ; ქიმიური სიმბოლო — I) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის, მეჩვიდმეტე ჯგუფის (ძველი კლასიფიკაციით — მეშვიდე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, VIIა) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 53, ატომური მასა — 126.90, tდნ — 113.7 °C, tდუღ — 184.3 °C, სიმკვრივე — 4.933 გ/სმ3. მოშავო-მორუხო ფერის ლითონური ბზინვარების კრისტალები. ქიმიურად აქტიური არალითონი, მიეკუთვნება ჰალოგენების ჯგუფს. ბუნებრივი იოდი შედგება ერთი სტაბილური ^{127}I იზოტოპისაგან. 1811 წელს იოდი აღმოაჩნა ფრანგმა ქიმიკოსმა ბ. კურტუამ.
სახელწოდება და აღნიშვნა
ელემენტის სახელწოდება შემოთავაზებულ იქნა გეი-ლუსაკის მიერ და მოდის , (უშუალოდ «იისფერი»), რაც დაკავშირებულია ორთქლის ფერზე, რომელსაც აკვირდებოდა ფრანგი ქიმიკოსი ბერნარ კურტუა, ზღვის წყალმცენარეების ნაცრის მარილწყალის გახურებით კონცენტრირებულ გოგირდმჟავაში. მედიცინაში და ბიოლოგიაში მოცემულ ელემენტს და მარტივ ნივთიერებას ჩევეულებრივ უწოდებენ იოდს - Jod, მაგალითად «იოდის ხსნარი», ძველი დასახელების ვარიანტის შესაბამისად, რომელიც არსებობდა ქიმიურ ნომენკლატურაში მე-XX საუკუნის ნახევრამდის.
თანამედროვე ქიმიურ ნომენკლატურაში გამოიყენება იოდი - Iod. ასეთი მდგომარეობაა ბევრ ენაში რუსულში, გერმანულში დ.ა.შ. 1950 წელს საერთო და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირის მიერ დასახელების შეცვლისთანავე შეცვლილი იქნა მისი აღნიშვნაც J შეიცვალა I.
ისტორია
იოდი აღმოჩენილ იქნა 1811 წ. ბერნარდ კურტუას მიერ ზღვის წყალმცენარეებში, ხოლო 1815 წ. ჟოზეფ ლუი გეი-ლუსაკი მას განიხილავდა როგორც ქიმიურ ელემენტს.
ასევე არის ლეგენდა იმის შესახებ რომ იოდი "აღმოჩენილ" იქნა ბერნარდ კურტუას კატის მიერ, რომელმაც შემთხვევით გატეხა იატაკზე ბოთლები ზემოთ დასახელებული რეაგენტებით, შიგთავსი ერთმანეთში აირია, რის შემდეგაც დაიწყო იისფერი ორთქლის გამოყოფა.
ბუნებაში
იოდი საკმაოდ იშვიათი ელემენტია. მისი კლარკის რიცხვია 400 მგრ/ტ. მაგრამ იოდს აქვს ერთი თავისებურება - ის ბუნებაში მეტად გაბნეულია. თუმცა ის არაა მეტად გავრცელებული ელემენტი, იოდი არის თითქმის ყველგან. იოდიდების სახით არის ზღვის წყალში (20 — 30 მგრ ტონა წყალში). არის ცოცხალ ორგანიზმებში, ყველაზე მეტია წყალმცენარეებში (5 კგ - 1 ტონა გამხმარ ზღვის კომბოსტოში (ლამინარია)). ასევე ცნობილია ბუნებაში თავისუფალი სახით, როგორც მინერალი, მაგრამ ასეთი შემთხვევები ერთეულებია - ვეზუვის თერმული წყალროები და კუნძ. ვულკანოზე (იტალია). ბუნებრივი იოდიდების მარაგი შეფასებულია 15 მლნ ტ., რომლის მარაგის 99 % მდებარეობს ჩილეში და იაპონიაში. ახლა ამ ქვეყნებში მიმდინარეობს იოდის ინტენსიური მოპოვება, მაგალითად, ჩილეს Atacama Minerals აწარმოებს 720 ტ-მდე იოდს წელიწადში. იოდის მინერალებში ყველაზე ცნობილია — ლაუტარიტი Ca(IO3)2. იოდის ზოგი მინერალი — იოდობრომიტი Ag(Br, Cl, I), ემბოლიტი Ag(Cl, Br), მაიერსიტი CuI·4AgI.
ნედლეულს იოდის სამრეწველო მიღებისათვის ნავთობიან ქვეყნებში წარმოადგენს ნავთობის ჭაბურღილის წყლები, ეს როდესაც სხვა ნავთობის არ მქონე ქვეყნებში ნედლეულად წყალმცენარეები გამოიყენება, ასევე ჩილეს (ნატრიუმიანი) სელიტრის ხსნარებისაგან.
ფიზიკური თვისებები
ბუნებრივი იოდი შედგება მხოლოდ ერთი იზოტოპისაგან — იოდ-127. გარე ელექტრონული შრის კონფიგურაციაა 5s2p5. ნაერთებში ავლენს შემდეგ ჟანგვის ხარისხს −1, 0, +1, +3, +5 და +7 (ვალენტობა I, III, V და VII).
იოდის ნეიტრალური ატომის რადიუსი ტოლია 0,136 ნმ, იონური რაიუსები I−, I5+ და I7+-თვის ტოლია, შესაბამისად, 0,206; 0,058-0,109; 0,056-0,067 ნმ. იოდის ნეიტრალური ატომის თანმიმდევრული იონიზაციის ენერგია ტოლია, შესაბამისად: 10,45; 19,10; 33 ევ. პოლინგის სკალით იოდის ელექტროუარყოფითობა ტოლია 2,66, იოდი მიეკუთვნება არალითონებს.
იოდი ჩვეულებრივ პირობებში - მყარი მოშაო-რუხი ფერის ნივთიერებაა ლითონური ბზინვარებით და სპეციფიკური სუნით.
მის ორთქლს აქვს დამახასიათებელი იისფერი, ისეთივე, როგორც ორგანული არაპოლარული გამხსნელების ხსნარებს, მაგალითად ბენზოლში — რომელიც განსხვავდება პოლარული სპირტის ხსნარებისაგან.
იოდი ოთახის ტემპერატურაზე წარმოადგენს მუქი-იისფერ კრისტალებს მცირედი ბზინვარებით. ატმოსფერული წნევის პირობებში გახურებისას ის სუბლიმირდება, და გარდაიქმნება იისფერ ორთქლად; გაცივებისას ორთქლი კრისტალიზირდება, თხევად მდგომარეობაში გადასვლის გარეშე. ამით პრაქტიკულად სარგრებლობენ იოდის გაწმენდისას არააქროლადი მინარევებისაგან.
ქიმიური თვისებები
იოდი მიეკუთვნება ჰალოგენები ჯგუფს.
წარმოქმნის რიგ მჟავეებს: იოდწყალბადმჟავას (HI), ქვეიოდოვანი მჟავა (HIO), იოდოვანმჟავა (HIO2), ქვეიოდმჟავა (HIO3) და იოდმჟავა (HIO4).
ქიმიურად იოდი საკმაოდ აქტიურია, თუმცა უფრო ნაკლებად ვიდრე ქლორი და ბრომი.
ლითონებთან იოდი მცირედი გახურებისას ენერგიულად ურთიერთქმედებს, და წარმოქმნის იოდიდებს:
Hg + I2 = HgI2
წყალბადთან იოდი რეაგირებს მხოლოდ გახურებისას და არასრულად, და წარმოქმნის იოდწყალბადს:
I2 + H2 = 2HI
ატომარული იოდი — ნაკლებად ძლიერი მჟანგავია, ვიდრე ქლორი და ბრომი. H2S , Na2S2O3 და სხვა აღმდგენები მას აღადგენენ I−-ის იონამდე:
I2 + H2S = S + 2HI
იოდი წყალში გახსნისას ნაწილობრივ რეაგირებს მასთან:
I2 + H2O ↔ HI + HIO, pKc=15.99
იზოტოპები
ცნობილია 37 იოდის იზოტოპი მასური რიცხვით 108-დან 144-მდე. მათ შორის მხოლოდ 127I წარმოადგენს სტაბილურს, დანარჩენი იზოტოპების ნახევარდაშლის პერიოდი შეადგენს 103 მკწმ-დან 1,57 წლამდე; ზოგი იზოტოპი გამოიყენება თერაპიულ და დიაგნოსტიკური მიზნებით.
რადიოაქტიური ნუკლიდი 131I იშლება β-ნაწილაკების გამოსხივებით (სავარაუდოდ ყველაზე მაქსიმალური ენერგიით — 0,248, 0,334 და 0,606 მევ), ასევე γ-კვანტების გამოსხივების ენერგიით 0,08 - 0,723 მევ.
გამოყენება
მედიცინაში
იოდის 5-პროცენტიანი სპირტის ხსნარი გამოიყენება დაზიანებული (გახლეჩილი, გაჭრილი ან სხვა სახის დაზიანება) კანის ირგვლივ დეზინფექციისათვის, მაგრამ არ შეიძლება მისი მიღება ორგანიზმში იოდის ნაკლებობის დროს. იოდის შეერთების პროდუქტები კრახმალთან, სხვა მაღალმოლეკულარულ ნაერთებთან (ე.წ. «ლურჯი იოდი» — იოდინოლი, იოქსი, ბეტადინი და სხვა) წარმოადგენენ უფრო სუსტ ანტისეპტიკებს.
ალტერნატიულ (არაოფიციალურ) მედიცინაში მას ფართოდ უკეთებენ რეკლამას, თუმცა მისი გამოყენება ექიმის დანიშვნის გარეშე საფუძველს მოკლებულია.
როგორც ანტისეპტიკს მას უკვე გამოიყენებენ სულ უფრო იშვიათად, იოდის სპიერტის ხსნართან ერთად გამოიყენება ბრილიანტის მწვანე, ფუკორცინი, პიოქტანინი, წყალბადის ზეჟანგის ხსნარებს და სხვას.
კონტრასტული რენტგენოგრაფიაში და კომპიუტერულ ტომოგრაფიაში ფართოდ გამოიყენება იოდშემცველი კონტრასთული პრეპარატები.
ტექნიკაში
შუქის წყაროები
ჰალოგენურ ნათურაში
მეტალოჰალოგენურ ნათურაში
აკუმულატორების წარმოება
ელექტრომობილების ლითიუმ-იოდის აკუმულატორებში იოდი გამოიყენება როგორც დადებითი ელექტროდის (მჟანგავის) კომპონენტი.
ლაზერული თერმობირთვული სინთეზი
ზოგიერთი იოდორგანული ნაერთი გამოიყენება იოდის აღგზნებული ატომების ზეძლიერი გაზის ლაზერების წარმოებაში.
რადიოელექტრონული მრეწველობა
ბოლო წლებში იოდზე მკვეთრად გაიზარდა მოთხოვნილებამ, თხევადკრისტალური დისპლეების წარმოებასთან ერთად.
იოდის მოხმარების დინამიკა
იოდის მსოფლიო მოხმარება 2005 წელს შეადგინა 25,5 ათასი ტონა.
ბიოლოგიური როლი
იოდი მიეკუთვნება მიკროელემენტებს და ყველა ცოცხალ ორგანიზმშია. მისი შემცველობა მცენარეებში დამოკიდებულია მისი ნაერთების არსებობაზე წყალსა და ნიადაგში. ზოგიერთი ზღვის წყალმცენარეები (ზღვის კომბოსტო, ანუ ლამინარია, ფუკუსი და სხვა) აგროვებენ 1 %-მდე იოდს. იოდი შედის ღრუბელის ჩონჩხის ცილებში და ზღვის ჭიებში.
იოდი და ფარისებრი ჯირკვალი
ცხოველებში და ადამიანში იოდი შედის ჰორმონის შემადგენლობაში, რომელსაც გამოიმუშავებს ფარისებრი ჯირკვალი — ტიროქსინი და ტრიიოდტირონინი, რომლებიც მრავალმხრივ ზემოქმედებენ ორგანიზმის ზრდაზე, განვითარებაზე და ნივთიერებათა ცვლაზე.
ადამიანს ორგანიზმში (სხეულის წონა 70 კგ) აქვს 12-20 მგრ იოდი. ადამიანის იოდის დღეღამური მოხმარება განისაზღვრება წლოვანებით, ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაზე და სხეულის წონაზე. ნორმალური კომპლექტაციის შუა ხნის ადამიანი იოდის დღეღამური დოზა შეადგენს 0,15 მგრ.
იოდის არ არსებობა ან მისი უკმარისობა რაციონში (რაც ტიპიურია ზოგიერთი ადგილმდებარეობისათვის) იწვევს დაავადებებს (ენდემური ჩიყვი, კრეტინიზმი, ჰიპოტირეოზი). ამის გამო იმ ადგილებში სადაც იოდის ბუნებრივი დეფიციტია სუფრის მარილში პროფილაქტიკური მიზნით ამატებენ კალიუმის იოდიდს, ნატრიუმის იოდიდს ან კალიუმის იოდატს (იოდირებული მარილი).
იოდის უკმარისობა იწვევს ფარისებრი ჯირკვლის დაავადებას.
ასევე იოდის მცირედი უკმარისობისას შეიმჩნევა დაღლილობა, თავის ტკივილი, ხასიათის დაკარგვით, ბუნებრივ სიზარმაცე, ნერვოზულობა და გაღიზიანება; სუსტდება მეხსიერება და ინტელექტი. დროთა განმავლობაში ჩნდება არითმია, იწევს მაღლა არტერიალური წნევა, სისხლში ეცემა გემოგლობინი.
ტოქსიკურობა
იოდი ძლიერი საწამლავია. სასიკვდილო დოზა 3 г. იწვევს თირკმლების, გულ-სიხლძარღვთა სისტემის დაზიანებას. იოდის ორთქლის ჩასუნთქვისას ჩნდება თავის ტკივილები, ხველება, სურდო, შეიძლება იქნეს ფილტვების შეშუპება. თვალის ლორწოვან გარსზე მოხვედრისას ჩნდება ცრემლდენა, თვალის ტკივილი და სიწითლე. შიგნით მოხვედრისას ჩნდება საერთო სისუსტე, თავის ტკივილი, ტემპერატურის მომატება, ღებინება, ფაღარათი, ენაზე მუქი საფარი, გულის ტკივილები და პულსის აჩქარება. ერთი დღის შემდეგ შარდში ჩნდება სისხლი. 2 დღის შემდეგ ჩნდება თირკმლების უკმარისობა და მიოკარდიტი. მკურნალობის გარეშე მოწამლვა შეიძლება სასიკვდილო შედეგით დამთავრდეს.
იოდის ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია წყალში არის 0,125 მგრ/დმ³, ჰაერში 1 მგ/მ³.
რესურსები ინტერნეტში
იოდი «Кругосвет»-ის ენციკლოპედიაში
იოდი Webelements-ზე
იოდი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
იოდის ისტორიიდან
სქოლიო