Jodi

Jodi on halogeeneihin kuuluva hiven- ja  alkuaine , jonka kemiallinen merkki on I (), järjestysluku 53 ja CAS-numero 7553-56-2. Jodilla on 38 tunnettua isotooppia massaluvultaan 108–145. Kiinteässä olomuodossa jodi on väriltään violetinmustaa ja kaasuuntuessaan se on violettia. Jodi on saanut nimensä kreikan kielen violettia tarkoittavasta sanasta iodes.

Ominaisuudet

Fysikaaliset ominaisuudet
Kiinteä jodi on harmaata, jossa on ruskean ja mustan sävyjä. Sen kiderakenne on rombinen. Kaasumainen jodi on violettia. Jodin haju on ärsyttävä. Kiinteä jodi sublimoituu, eikä selkeästi nestemäistä jodia huomata välivaiheena.

Puhdas jodi on myrkyllistä nieltynä ja aiheuttaa palovammoja iholle. Jodikaasu ärsyttää lisäksi silmiä.

Kemialliset ominaisuudet
Jodi kuuluu halogeeneihin. Jodi reagoi usean aineen kanssa, mutta on vähemmän reaktiivinen kuin muut halogeenit. Jodi liukenee hyvin poolittomiin liuottimiin kuten kloroformiin, hiilidisulfidiin ja hiilitetrakloridiin. Jodi liukenee hieman veteen muodostaen keltaisen liuoksen. Se liukoisuus on noin 0,29 grammaa litraan (20 °C), ja liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa. Jodi liukenee hyvin muun muassa etanoliin, jossa se muodostaa ruskean kompleksin, sekä hiilitetrakloridiin ja hiilisulfidiin. Tärkkelyksen vesiliuoksessa se muodostaa tunnusomaisen sinisen kompleksin.

Jodi reagoi joidenkin epämetallien kanssa, kuten typen, hiilen, fosforin ja hapen kanssa.

Jodilla tavataan useita hapetuslukuja. Se voi muodostaa jodidin hapetusluvulla -I, hypojodiitin IO-, jodiitin IO2-, jodaatin IO3- ja perjodaatin IO4- tai IO65-.

Ravitsemuksessa 
Jodia tulisi saada Valtion ravitsemusneuvottelukunnan suositusten mukaan 17 mikrogrammaa vuorokaudessa ravinnosta energiana saatua megajoulea kohti. Tämä vastaa 178 µg jodia vuorokaudessa keskivertoaikuisen 2500 kilokalorin päiväsaannilla.   

Jodin vuorokausisaannin tulisi jäädä neuvottelukunnan mukaan aikuisilla alle 600 mikrogrammaan. Yhdysvalloissa  enimmäissaannin raja-arvona pidetään annosta 1100 µg/vrk, mistä voidaan poiketa lääkärin valvonnassa.  

Jodia tarvitaan kilpirauhashormoni tyroksiinin ja trijodityroniinin valmistamiseen. Jos elimistössä ei ole saatavilla riittävästi jodia, on vaarana kilpailevien halogeenien, kuten bromin, kertyminen jodin tilalle.   

Vähäjodisesta maaperästä johtuva jodinpuutos on maailman yleisin ravinnepuutos, josta kärsii 2 miljardia ihmistä. Runsas kolmannes suomalaisista kärsi vuonna 2015 kohtalaisesta tai vakavasta jodin puutoksesta.   

Jodin puute voi aiheuttaa kilpirauhasen vajaatoimintaa, mikä saattaa johtaa kilpirauhasen liikakasvuun eli struumakasvaimen kehittymiseen. Ihminen tarvitsee sikiövaiheessa jodia myös aivojen ja muun hermoston kehittymiseen sekä pituuskasvuun.  

Jodin puute sikiöaikana ja varhaislapsuudessa voi aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita ja on maailman yleisin syy elintavoista johtuvaan kehitysvammaisuuteen. Lievempi jodinpuutos raskausaikana voi johtaa esimerkiksi lapsen tarkkaavuushäiriöön. Lievä tai keskivaikea jodinpuutos voi aiheuttaa aikuisilla kognitiivisia häiriöitä ja työn tuottavuuden alenemista. Jodinpuutoksen aiheuttamat oireet johtuvat siitä, ettei kilpirauhanen toimi kunnolla. Krooninen jodinpuutos voi lisätä kilpirauhassyövän riskiä.  

Soijapavun ja kaalin kaltaisten ristikukkaisten vihannesten sisältämien jodin imeytymistä heikentävien goitrogeenien runsas saanti lisää jodinpuutoksen riskiä kuten mahdollisesti myös raudan- ja A-vitamiinin puute. Myös persikat ja päärynät sekä raaka pinaatti ja lanttu sisältävät goitrogeenejä. 

Suomalaisten jodin saanti ravinnosta on vähentynyt lähes kolmannekseen siitä mitä se oli parhaimmillaan 1960-luvulla, kun jodioitu suola otettiin käyttöön. Kilpirauhasen liikakasvu eli struuma ei ole tästä huolimatta lisääntynyt. Suomalaisten jodin saannin väheneminen johtuu suolan käytön vähenemisestä sekä valmisruokien käytön ja joukkoruokailun lisääntymisestä. Finravinto 2012 -tutkimuksen mukaan suomalaiset naiset olisivat saaneet jodia keskimäärin 190 µg/vrk ja miehet 235 µg/vrk jos teollisesti valmistettujen elintarvikkeiden sisältämä suola olisi ollut jodioitua. Valtion ravitsemusneuvottelukunta suositteli tämän vuoksi vuonna 2015 jodioidun ruokasuolan käyttöä kaikessa ruoanvalmistuksessa mukaan lukien elintarviketeollisuus, joukkoruokailu ja leipomot. Monet leipomot sekä einesvalmistajat Saarioinen ja Atria kertoivat vuonna 2015 siirtyvänsä asteittain jodioidun suolan käyttöön. Suuressa osassa suomalaista valmisruokaa käytettiin kuitenkin jodioimatonta suolaa vielä vuonna 2019. Lisäksi osa jodioitua suolaa käyttävistä yrityksistä käytti suolaa, jonka jodipitoisuus oli jopa vain 40 prosenttia suositellusta tasosta 25 µg/g. Alle puolet Helsingin ravintoloista käytti jodioitua suolaa vuonna 2018 julkaistun tutkimuksen mukaan.

Monet kalat ja äyriäiset, kuten esimerkiki seiti, silakka ja hauki, sisältävät runsaasti luontaista jodia. Eviran vuonna 2015 tekemässä kokeessa havaittiin tutkittujen kalojen jodipitoisuuden vaihtelevan kalalajista ja sen alkuperästä riippuen välillä 6-78 mikrogrammaa/100 g. 

Kalan kulutus on Suomessa niin pientä, että elintarvikkeita täytyy rikastaa jodilla.  Ruokasuola oli vuonna 2017 suomalaisten tärkein jodinlähde. Neljännes suomalaisten jodinsaannista tuli jodioidusta ruokasuolasta vuonna 2012. Jo 8 grammaa ruokasuolaa kattaa jodin päivittäisen tarpeen useimmilla ihmisillä .  

Jodia alettiin lisätä Suomessa rehuun jo 1950-luvulla, minkä vuoksi struuma katosi 1980-luvulle tultaessa. Lypsylehmien ja munituskanojen rehuun lisätään edelleen jodia, jotta ihmiset saisivat jodia myös maidosta ja kananmunista. Maito onkin jodioidun suolan jälkeen seuraavalla sijalla väestön jodin lähteenä. Maidon jodipitoisuus vaihtelee kesän 83 mikrogrammasta/litra talven 212 mikrogrammaan. Muut pääasialliset jodin lähteet ovat kananmuna ja viljavalmisteet. Viljan jodipitoisuus vaihtelee huomattavan riippuen siitä, kuinka paljon lannoitteisiin on lisätty jodia.  

Jodin hyväksyttävän saantimäärän pitkäaikainen ylitys saattaa aiheuttaa myrkytysoireita. Tällaisena rajana pidetään Suomessa 600 µg/vrk. Yhdysvaltojen kansallisen tiedeakatemian ruoka- ja ravitsemusneuvosto pitää raja-arvona aikuisilla 1100  µg/vrk. Se ei koske kuitenkaan jodin lääketieteellistä käyttöä, jos potilas on lääkärin seurannassa.

Isotoopit
Luonnossa tavataan lähes yksinomaan vain yhtä isotooppia, joka on pysyvä 127I. Maapallolla on myös hivenmääriä heikosti radioaktiivista 129I isotooppia, jonka puoliintumisaika on 15,7 miljoonaa vuotta. Se on jodin pitkäikäisin radioisotooppi. Sitä syntyy ilmakehässä ksenonin isotoopista 130Xe kosmisen säteilyn vaikutuksesta sekä fissiolla uraania sisältävissä kaivannaisissa. Seuraavaksi pitkäikäisin on 125I 59 päivän puoliintumisajalla. Jodilla on myös 14 ydinisomeeria.

Jodin isotoopeilla on paljon lääketieteellisiä sovellutuksia.

Historia

Jodin löysi ranskalainen Barnard Courtois vuonna 1811 valmistaessaan merilevästä salpietaria (kaliumnitraattia) ruutia varten. Jotta merilevästä saadaan kaliumnitraattia, se tuhkataan ja tuhka pestään vedellä. Ylimääräinen jäte tuhotaan rikkihapolla, jolloin Courtois huomasi, että tuhkasta nousi violettia höyryä. Courtois pystyi kiteyttämään höyryn kylmälle alustalle. Hänellä ei kuitenkaan ollut varaa tutkia löytöä enempää. Courtois antoi näytteen Charles Bernard Desormesille, Nicolas Clémentille, Louis-Joseph Gay-Lussacille ja André-Marie Ampèrelle. Marraskuussa 1813 Desormes ja Clément julkaisivat Courtoisin löydön. Gay-Lussac väitti aineen olevan hapen yhdiste. Ampère antoi näytteen Humphry Davylle, joka totesi sen olevan samankaltaista kuin kloori. Sana jodi tarkoittaa kreikankielellä violettia (). Jodin alkoholiliuosta joditinktuuraa eli jodispriitä käytettiin 1960-luvulle asti desinfiointiaineena.

Esiintyminen ja eristäminen
Jodin tärkeimmät esiintymisalueet ovat Chile ja Peru. Rikastuneille alueille tyypillistä on, että ne ovat joskus olleet meren peittämiä. Chile on maailman suurin jodin tuottaja ennen Japania, Venäjää ja Yhdysvaltoja. Tärkeimmät lähteet ovat natriumjodaatti ja natriumperjodaatti. Maan kuoressa sitä on noin 0,3–0,5 ppm.

Metallista jodia voidaan valmistaa jodidista antamalla sen reagoida kloorin kanssa.
2I- + Cl2 → I2 + Cl-
Toinen vaihtoehto on antaa sen reagoida happamassa liuoksessa mangaanidioksidin kanssa. Sitä voidaan myös eristää helposti tislaamalla, sillä se sublimoituu helposti.

Käyttö
Jodia voidaan käyttää haavojen puhdistamiseen. Tällöin käytetään jodin etanoliliuosta. Volframijodidia käytetään lampuissa parantamaan langan kestävyyttä. Hopeajodidia voidaan hyödyntää valokuvauksessa. Jodia käytetään myös lääketeollisuudessa ja väriaineissa.

Jodin yhdisteitä voidaan käyttää metamfetamiinin valmistamisessa, minkä takia niiden myyntiä on rajoitettu.

Jodin isotooppia 131I voidaan käyttää kilpirauhassyövän hoitoon. Jodia voidaan käyttää myös röntgentutkimuksissa varjoaineena.

Katso myös 
 Kidetankoprosessi

Lähteet

Viitteet

Aiheesta muualla 

Fineli: Jodidin lähteet ruoka-aineissa
Periodictable: Technical data for Iodine 
Webmineral: Mineral Species containing Iodine (I) 
Mindat: The Mineralogy of Iodine 
Mindat: Iodine 
 
Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Iodine 

Alkuaineet
Desinfiointiaineet
Seulonnan keskeiset artikkelit