Početna za: JOD, I  

SPOJEVI, DOBIVANJE I UPORABA

Dobivanje joda:

Elementarni jod može se dobiti iz morskih algi i morskih trava, iz čilske salitre, iz izvora slanih voda i iz emulzija koje izlaze na površinu iz naftnih bušotina.

Najstariji način dobivanja joda je iz algi i morskih trava koji danas sve više gubi na važnosti. Jedna tona tako može dati oko 5 kg joda. Postupak se sastoji u tome da se iz pepela, dobivenog nakon spaljivanja trava, vrućom vodom ekstrahiraju topljivi spojevi joda. Dobivena otopina koncentrira se kako bi se taloženjem odstranili natrijevi i kalijevi kloridi, karbonati i sulfati. Dobivena matična otopina oksidira se s manganovim(IV)-oksidom pri čemu se istaloži elementarni jod i predestilira.

Najveći dio svjetskih potreba za jodom podmirivao se donedavna dobivanjem iz čilske salitre. Postupak se sastoji u tome da se najprije iz vodene otopine čilske salitre kristalizacijom uklanja natrijev nitrat (NaNO3), a preostaloj otopini natrijevog jodata (NaIO3) doda se određena količina natrijevog hidrogensulfita kako bi se jodat reducirao u jodid prema jednadžbi:

NaIO3 + 3NaHSO3 <-> NaI + 3NaHSO4

Dobivena otopina jodida miješa se otopinom natrijevog jodata pri čemu se istaloži elementarni jod koji se otfiltrira, ispere, osuši i očisti sublimacijom:

5NaI + NaIO3 + 3H2SO4 <-> 3I2 + 3NaSO4 + 3H2O

Dobivanje joda iz slanih izvora vode i iz emulzija koje dolaze iz naftnih bušotina postaje sve važnije (u SAD-u je to glavni način dobivanja), a odvija se u tri faze:

1. Dobivanje čiste otopine jodida tako da se iz sirovine najprije ukloni ulje i čestice nečistoća, a zatim se dodaje željezov klorid (FeCl3) i sumporna kiselina (H2SO4) kako bi se odstranile organske tvari te barijev sulfat (BaSO4) da bi se pH-otopine smanjio sa 7,5 na 3,5.

2. Taloženje elementarnog joda koji nastaje tako da se jodid oksidira klorom.

3. Ćišćenje elementarnog joda pomoću koncentrirane sumporne kiseline pri čemu se dobije jod visoke čistoće (~99,8%).


Svojstva i upotreba joda:

Jod pri sobnoj temperaturi kristalizira u tamnoljubičastim, gotovo crnim ljuskama metalnog sjaja. Kristali se sastoje od dvoatomnih molekula I2. Električna vodiljvost čvrstog joda (koja je inače vrlo mala) raste s temperaturom, a kod tekućeg joda opada. Zagrijavanjem jod lako sublimira dajući ljubičaste pare koje se sastoje od molekula joda. U vodi je slabo topljiv, ali mu se topljivost povećava u prisutnosti jodidnih iona. Vodena otopina (jodna voda) žutosmeđe je boje, a ne ljubičaste kako se očekuje, zbog toga što molekule vode polariziraju velike molekule joda pa pri tom nastaje smeđe obojeni kompleksni spoj joda s vodom. Jod se lako otapa u raznim organskim otapalima dajući različito obojene otopine. Smeđe otopine nastaju otapanjem joda u etanolu (jodna tinktura), eteru, acetonu i tekućem SO2, crvenosmeđe otopine nastaju npr. otapanjem u benzenu, a ljubičaste otopine nastaju otapanjem joda u CS2, CCl4 i kloroformu. Karakteristična reakcija joda jest stvaranje intenzivno plave boje vodene otopine sa škrobom pa se koristi za dokazivanje joda i škroba, a primjenjuje se i za određivanje oksidacijskih sredstava. Od svih halogenih elemenata (izuzevši radioaktivni astat), jod je najelektropozitivniji pa se među njima najteže reducira, ali se zato najlakše oksidira. Jedini stabilni izotop joda koji se nalazi u prirodi je 127I, a od trideset i četiri radioaktivna izotopa najznačajniji je 131I s vremenom poluraspada oko osam dana.

Jod je veoma važan biogeni element i nalazi se u sastavu svih tjelesnih i biljnih stanica jer je potreban za njihov rast. Godišnja potreba joda za odraslu osobu iznosi oko 75 mg. Njegovo pomanjkanje u hrani uzrokuje teške poremećaje u metabolizmu i radu štitne žlijezde (gušavost). Pomanjkanje joda u ishrani nadoknađuje se jodiranjem kuhinjske soli pri čemu se u sol dodaje oko 0,01% natrijevog jodida (NaI). Međutim velike količine joda u organizmu mogu biti štetne, a smrtna doza iznosi 2 - 3 g.

Jod je ugrađen u sve biološke sustave, poglavito posredstvom direktne ili indirektne prehrane iz tla koje u osnovi sadrži jod. Sadržaj joda u tlu varira sa zemljopisnim područjima tako da ga najviše ima u priobalnim područjima oceana, manje u nizinskim kopnenim predjelima, a najmanje u brdskim i planinskim predjelima kontinentalne unutrašnjosti, posebno onih mlađe geološke starosti. Razlog je toj raspodjeli činjenica da jod u tlo dolazi iz morskih voda posredstvom vodenog kružnog ciklusa u atmosferi. Sadržaj joda u biološkim organizmima stoga je različit obzirom na zemljopisno područje.

Element jod ima značajne medicinske primjene jer ima baktericidno, fungicidno i virucidno djelovanje. Poznati antiseptik je jodna tinktura u kojoj je u etilnom alkoholu otopljeno 3-7% joda čemu se još može dodati 5% kalijevog jodida (KI) koji poboljšava stabilnost otopine. Postoji velik broj medicinskih preparata koji sadrže jod, no neki su povučeni iz upotrebe zbog mogućnosti individualnog toksičnog djelovanja (npr. jodoform, CHI3, poznati antiseptički prašak žute boje). Primjenu u medicini imaju i neki organski spojevi joda.

Radioaktivni izotop 131I koristi se u medicini za dijagnostiku i za tretiranje štitne žlijezde. Jod se upotrebljava i u sintezi organskih spojeva pomoću Grignardovih reagenasa, te kao reagens u analitičkoj kemiji (jodometrija).


Spojevi joda:

U spojevima jod može imati oksidacijski broj -1, + 1, +5 i +7. Navodimo karakteristične spojeve. Najstabilnije je stanje -1 (koje je dijamagnetično). Ima izraženiji kationski karakter i stvara oksisoli znatno više od klora i broma.

Važniji spojevi joda:

-Jodovodik (HI) bezbojan je plin oštra, zagušljiva mirisa. Otapanjem u vodi (u kojoj je jako topljiv) daje jodovodičnu kiselinu koja je najjača od svih kiselina halogenih elemenata. U čistom stanju je bezbojna tekućina jakog korozivnog djelovanja. Otapa mnoge metale, okside, hidrokside i karbonate pri čemu nastaju jodidi i vodik ili voda i ugljikov(IV)-oksid CO2.

-Kalijev jodid (KI) upotrebljava se kao kristalna emulzija u fotografskoj tehnici.

-Srebrov jodid (AgI) upotrebljava se za fotografske emulzije (vidi kod Ag) te kao reagens za sprečavanje tuče i umjetno izazivanje kiše. Sitni kristalići AgI rasprše se (eksplozijom protugradne rakete, zasipavanjem iz zrakoplova ili sublimacijom s tla) kroz pothlađene oblake gdje služe kao centri kristalizacije, čime se jako povećava broj kristala leda. Tako se smanjuje njihova veličina, a ujedno i masa pa se kod padanja otope i padnu u obliku kiše.

-Jodov bromid (IBr) dolazi u obliku plavocrvenih kristala koji se tale pri 41°C, a upotrebljava se pri halogeniranju organskih spojeva.

-Jodov klorid (ICl) postoji u crvenoj i smeđoj formi. U tekućem stanju otapa halogenidne soli alkalijskih metala i amonijaka, jod, brom, octenu kiselinu, a razara gumu, pluto i ljudsku kožu. Upotrebljava se za halogeniranje organskih spojeva.

-Jodna kiselina (HIO3) amorfna je bijela tvar koja zagrijavanjem gubi vodu i prelazi u oksid I2O5. Jako je topljiva u vodi. Tvori soli (jodate) koji su teško topljivi u vodi. U kiselim otopinama polimerizira u polikiseline različitog sastava.

-Jodov(V)-oksid (I2O5) jedini je sigurno utvrđeni oksid joda.

-Perjodna kiselina (HsIO6, ortoperjodna) dobro je topljiva u vodi i umjerene je jakosti. Ima oksidacijsko djelovanje, a daje soli perjodate. Zagrijavanjem u vakuumu dobiva se znatno jača metaperjodna kiselina (HIO4).

 Početna za: JOD, I