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 – это одно из тех веществ, которые обеспечивают нормальное протекание большинства биохимических процессов в человеческом организме. Именно этот химический элемент создает все необходимые условия для функционирования щитовидной железы, активизирует работу мозга и повышает иммунный статус. В организме взрослого человека присутствует около 23 мг йода, из них 12–13 мг – в тканях щитовидной железы. Помимо этого, указанный элемент содержится в почках, простате, яичниках, тканях печени, ногтевых пластинках, волосах и в кожных покровах.
Для чего нужен йод организму?
Основная функция йода в человеческом организме сводится к участию в выработке тиреоидных гормонов. Кроме того, указанный элемент:
- создает условия для постепенного развития органов и тканей;
- нормализует эмоциональный фон, работу ЦНС;
- принимает участие в обменных процессах;
- осуществляет регуляцию частоты сердцебиения;
- приводит в норму артериальное давление;
- оказывает положительное воздействие на работу мозга;
- увеличивает сопротивляемость организма инфекциям;
- способствует выведению излишков холестерина.
Доказано также, что йод участвует в формировании и последующем развитии плода во время беременности.
Сколько йода нужно человеку в день?
Согласно нормам, установленным ВОЗ, ежедневная потребность в йоде составляет:
- для детей, не достигших годовалого возраста, – 50 мкг;
- 1–6 лет – 95 мкг;
- 7–12 лет – 125 мкг;
- для подростков от 13 лет и взрослых – 160–200 мкг;
- для женщин в период вынашивания плода или при кормлении грудью – 250 мкг.
Указанные нормы йода актуальны для людей, не имеющих существенных проблем со здоровьем. В то же время при отдельных заболеваниях щитовидной железы ежесуточная потребность в данном элементе заметно возрастает.
Симптомы недостатка йода в организме
Согласно сведениям, собранным ВОЗ, около 30 % населения планеты входит в группу риска по заболеваниям, возникновение которых обуславливается йодным дефицитом. Основными признаками, сигнализирующими о нехватке йода в организме, являются:
- апатия, депрессии;
- сонливость и слабость;
- боли в мышцах;
- забывчивость;
- агрессивность, чрезмерная раздражительность;
- повышение массы тела;
- пересыхание кожных покровов, ломкость ногтевых пластинок, волос;
- формирование отеков;
- появление мешков под глазами;
- мигрени;
- постоянное ощущение холода;
- изменение голоса (охриплость);
- ощущение комка в горле, затруднения при проглатывании пищевых продуктов и слюны.
Дефицит этого элемента сказывается и на общем физическом состоянии человека. В частности, у лиц, страдающих от нехватки йода, появляются резкие скачки давления, аритмия, наблюдается повышение концентрации холестерина в составе крови, нарушается стул, увеличивается в размерах щитовидная железа.
В домашних условиях дефицит йода диагностируют посредством несложного теста. На предплечье обследуемого человека при помощи ватной палочки рисуют три йодных полосы, при этом толщина первой из них должна составлять 5 мм, второй – 9 мм, а третьей – 15 мм. Результаты теста оценивают приблизительно через 8–9 часов. Если из всех трех линий, нанесенных на поверхность кожи, исчезает только самая тонкая, то содержание йода в организме обследуемого человека признается оптимальным. Если исчезают две полосы и на коже остается только самая толстая линия, то ведут речь о незначительной нехватке этого элемента. Если же по истечении указанного времени не остается следа от всех трех полос, то появляются все основания для того, чтобы диагностировать опасное йододефицитное состояние.
Причины возникновения йододефицитных состояний
Самыми распространенными причинами развития йододефицитных состояний считаются:
- нарушение процесса усвоения йода;
- низкий уровень содержания йода в почве, на которой произрастали овощные и иные культуры, предназначенные для употребления в пищу;
- продолжительное хранение йодсодержащих продуктов или их длительная термическая обработка;
- неграмотное составление рациона.
Факторами, препятствующими нормальному усвоению йода, являются:
- избыточное употребление в пищу так называемых струмогенных овощей (белокочанной, брюссельской и цветной капусты, корней хрена, брокколи, фасоли, кукурузных зерен, соевых бобов, арахиса);
- чрезмерное хлорирование воды;
- дефицит витаминов E и A;
- избыточное фторирование зубных паст или питьевой воды.
Максимальное количество йодсодержащих пищевых продуктов человеку поставляет мировой океан. При этом едва ли не самым богатым источником йода считаются водоросли ламинарии, произрастающие в морях бассейнов Тихого и Северного Ледовитого океанов. Диетологи утверждают, что для того, чтобы восполнять недостаток йода, достаточно каждый день употреблять в пищу несколько столовых ложек ламинарии.
Огромное количество йода присутствует и в иных морских дарах: в рыбе (хеке, пикше, тунце, камбале, минтае, окуне, треске, горбуше, мойве), гребешках, крабах, кальмарах, креветках, устрицах и мидиях. Для того чтобы поддерживать концентрацию данного элемента в организме на должном уровне, достаточно ежедневно съедать около 170 г перечисленных продуктов.
Остальная пища содержит гораздо меньше йода, чем дары моря. Незначительное количество этого элемента присутствует в следующих группах продуктов:
- в рыбе, живущей в пресной воде;
- в молочных изделиях и молоке;
- в красном мясе;
- в яйцах;
- в крупах;
- в овощах, ягодах и фруктах, произрастающих на хорошо о6огащенных йодом почвах (в спаржевой фасоли, хурме, шпинате, цитрусовых, свекле, дынях, листовом салате, бананах, баклажанах, яблоках, картофеле, винограде, чесноке, редисе, луке, томатах, моркови и др.);
- в шампиньонах.
Информация о содержании йода в пищевых продуктах представлена в следующей таблице.
| Наименования продуктов | Содержание йода (мкг в каждых 100 г) |
| Ламинарии | более 500 |
| Печень трески | 360 |
| Кальмары | 310 |
| Пикша | 250 |
| Пресноводная рыба | 243 |
| Лосось | 210 |
| Сайда | 210 |
| Камбала | 195 |
| Креветки | 185 |
| Хек | 155 |
| Минтай | 150 |
| Подкопченная макрель | 140 |
| Морской окунь | 140 |
| Треска | 135 |
| Свежая макрель | 98 |
| Свежая сельдь | 91 |
| Соленая сельдь | 74 |
| Пресноводная рыба после тепловой обработки | 72 |
| Устрицы | 58 |
| Тунец | 50 |
| Копченое филе рыбы | 43 |
| Яйца | 36 |
| Овсяная крупа | 22 |
| Шампиньоны | 19 |
| Свинина | 17 |
| Молоко | 15 |
| Зелень | около 14 |
| Брокколи | 14 |
| Различные сорта фасоли | 13 |
| Шпинат | 13 |
| Говядина | 11 |
| Сыры твердых сортов | 11 |
| Сгущенное молоко | 10 |
| Горох | 10 |
| Сливки | 10 |
| Масло сливочное | 10 |
| Хлеб из пшеничной муки | 9 |
| Соя | 8 |
| Редис | 8 |
| Кефир | 7 |
| Свекла | 7 |
| Сметана | 7 |
| Виноград | 7 |
| Морковь | 7 |
| Говяжья печень | 6 |
| Картофель | 6 |
| Куриное мясо | 6 |
| Огурцы | 5 |
| Капуста | 5 |
| Молочный шоколад | 5 |
| Пшено | 4 |
| Зеленый лук | 4 |
| Греча | 3 |
| Большинство фруктов | до 3 |
Бытует мнение о том, что достаточно большое количество йода присутствует в перегородках грецких орехов и в ягодах фейхоа (до 330 мкг в каждых 100 г). Однако специалисты утверждают, что данная информация не соответствует действительности.
Причины и симптоматика переизбытка йода в организме
Избыток йода в человеческом организме наблюдается очень редко. Тем не менее повышенная концентрация этого элемента может стать причиной развития целого ряда патологических процессов.
Основными причинами переизбытка йода являются:
- высокое поступление данного химического элемента в организм вместе с пищей;
- злоупотребление продуктами, искусственно обогащенными солями йода (йодированным молоком, хлебом, мукой, поваренной солью, водой и др.);
- некоторые обменные сбои;
- неграмотный подход к применению йодсодержащих препаратов.
Внешними симптомами избытка йода в организме являются:
- резкое ускорение обмена веществ, сопровождающееся заметной потерей веса;
- частые диареи;
- ощущение першения в глотке, непродуктивный кашель и усиленное слезотечение, обусловленные раздражением слизистых эпителиальных тканей и конъюнктивы;
- ускорение пульса;
- дрожание рук, отдельных пальцев;
- избыточное потоотделение;
- крайняя раздражительность;
- мышечная слабость;
- раннее поседение волос;
- появление металлического привкуса во рту;
- пигментация кожных покровов;
- резкое ослабление иммунитета и снижение резистентности организма к инфекциям.
При выявлении описанных симптомов необходимо на время отказаться от употребления продуктов с высоким содержанием йода и обратиться за консультацией к эндокринологу.
История йода
Открытие йода датируется 1811 годом, элемент был открыт французом Бернаром Куртуа, который в своё время был специалистом по мыло- и селитроварению. Однажды, при опытах с золой морских водорослей, химик заметил, что медный котёл для выпаривания золы подвержен быстрому разрушению. При смешивании зольных паров с серной кислотой образовывались пары насыщенного фиолетового цвета, которые при осаживании превращались в блестящие кристаллы тёмного «бензинового» цвета.
Спустя два года Жозеф Гей-Люссак и Хэмфри Дэви занялись изучением полученного вещества и назвали его йодом (от греческого iodes, ioeides -фиолетовый, фиалковый).
Йод - галоген, относится к химически активным неметаллам, элемент 17-й группы V периода периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 53, принятое обозначение I (Iodum).
Нахождение в природе
Йод является достаточно редким элементом, но, как ни странно, в природе присутствует практически везде, в любом живом организме, в морской воде, почве, продуктах растительного и животного происхождения. Традиционно самое большое количество натурального йода поставляют морские водоросли.
Физические и химические свойства
Йод представляет собой твёрдое вещество, в виде кристаллов тёмно-фиолетового или чёрно-серого цвета, имеет металлический блеск и специфический запах. Пары йода - фиолетовые, образуются при нагревании микроэлемента, а при его охлаждении превращаются в кристаллы, не становясь жидкими. Для получения жидкого йода его нужно нагреть под давлением.
Суточная потребность в йоде
Для нормального функционирования щитовидной железы взрослому человеку необходимо 150-200 мкг йода, подросткам, беременным женщинам и кормящим мамочкам необходимо увеличить количество йода, поступающего в организм ежедневно до 400 мкг в сутки.
Основные источники йода:
- : , рыба, рыбий жир, ;
- : , ;
- , : , и ;
- : , ;
- : , .
Нужно помнить, что при кулинарной обработке теряется до половины количества йода, так же, как и при длительном хранении.
Полезные свойства йода и его влияние на организм
Йод - активный участник окислительных процессов, которые напрямую влияют на стимулирование мозговой деятельности. Большая часть йода в организме человека сосредоточена в щитовидной железе и плазме. Йод способствует нейтрализации нестойких микробов, тем самым уменьшая раздражительность и стрессы (calorizator). Также йод имеет свойство повышать эластичность стенок сосудов.
Йод облегчит соблюдение диеты, сжигая избыточный жир, способствует правильному росту, придает больше энергии, улучшает умственную активность, делает волосы, ногти, кожу и зубы здоровыми.
Признаки нехватки йода
Нехватка йода как правило наблюдается в регионах, где недостаточно натурального микроэлементами. Признаками йододефицита называют повышенную утомляемость и общую слабость, частые головные боли, увеличение массы тела, заметные ослабления памяти, а также зрения и слуха, конъюнктивиты, сухость слизистых оболочек и кожных покровов. Недостаток йода приводит к нарушению менструального цикла у женщин и снижению полового влечения и активности мужского пола.
Признаки избытка йода
Избыток йода вреден не меньше, чем его недостаток. Йод - токсичный микроэлемент, при работе с ним нужно быть крайне осторожным, чтобы избежать отравления, которое характеризуется сильными болями в желудками, рвотой и поносом. При переизбытке йода в воде отмечаются следующие симптомы: аллергическая сыпь и ринит, повышение потливости с резким запахом, бессонница, повышенное слюноотделение и отёки слизистых, дрожь, учащённое сердцебиение. Самое распространённое заболевание, связанное с увеличенным количеством йода в организме - базедова болезнь.
Применение йода в жизни
Главным образом йод применяется в медицине, в виде спиртового раствора - для дезинфекции кожи, скорейшего заживления ран и повреждений, а также в качестве противовоспалительного средства (йодовая клетка рисуется на месте ушибов или во время кашля для согревания). Разведённым раствором йода полощут горло при простудах.
Йод нашёл применение в криминалистике (с его помощью выявляют отпечатки пальцев), как компонент для источников света, в производстве аккумуляторов.
Медицинский 5% раствор йода
Йод очень популярное средство для обеззараживания различных повреждений кожи (ссадины, царапины, порезы и т.д.). Еще одно его распространенное применение — йодная сетка, я уверен многие испытали это на себе в детстве. А вы знаете из чего делают йод? Почему одни его растворы коричневые, а другие фиолетовые?
Йод при нормальных условиях - это кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском. В медицине мы используем чаще всего 5% раствор йода в спирте.
Спиртовый раствор йода имеет коричневый цвет, раствор йода в неполярных органических растворителях имеет фиолетовый цвет, пары йода имеют также фиолетовый цвет.
Как добывают йод
Йод крайне редко встречается в природе как минерал, чаще всего он находится в виде иодидов в морской воде, в живых организмах. Запасы природных иодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99 % запасов находятся в Чили и Японии.
Существует несколько способов получения йода:
Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство иода из такого сырья.
Применение йода
Одно из важнейших применени йода — в медицине. 5% спиртовой раствор иода используется для дезинфекции кожи вокруг различных ран.
При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка. Это необходимо для того, чтобы быстрее рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.
Пример йодной сетки
В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.
При дефиците йода в огранизме его 5% спиртовой раствор не применяют внутрь!
В криминалистике пары иода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.
Иод используется в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-иодных аккумуляторах для автомобилей.
В галогеновых лампах йод используется в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё.
Опасность йода
Йод ядовит! Смертельная доза йода - 3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы.
При вдыхании паров йода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких.
При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение.
При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче. Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит. Без лечения наступает летальный исход.
Изначально кристаллы йода не разделяются на медицинские и технические – этот статус они получают в процессе дальнейшей обработки.
Все когда-нибудь пользовались спиртовым раствором йода, некоторые знакомы с ним из уроков химии. Кто-то сталкивался с нехваткой йода в организме, а кто-то путает его с зеленкой. В этой статье мы собрали ответы на наиболее часто задаваемые вопросы про йод, надеемся, пригодится!
Когда и кем был открыт йод
Химический элемент «Йод» был внесен в таблицу Менделеева в 1871 году.Как и многие химические элементы, йод был открыт случайно в 1811 году французом Бернаром Куртуа при получении селитры из морских водорослей. Как химический элемент, вещество получило название «йод» спустя два года, а официальное внесение в таблицу Менделеева – в 1871 году.
Из чего и как получают йод?
В чистом виде (свободной форме) йод встречается крайне редко – преимущественно в Японии и Чили. Основная добыча производится из морских водорослей (получают 5 кг из 1 тонны сухих ламинарий), морской воды (до 30 мг из тонны воды) или из нефтяных буровых вод (до 70 мг из тонны воды). Существует методика получения технического йода из отходов производства селитры и золы, но содержание вещества в исходных материалах составляет не более 0,4 %.
Методика получения йода имеет два направления.
- Золу морских водорослей смешивают с концентрированной серной кислотой и нагревают. После выпаривания влаги получают йод.
- Йод в жидкостях (морская или озерная соленая вода, нефтяная вода) связывают с помощью крахмала, или соли серебра и меди, или керосина (метод устаревший, так как дорогостоящий) в нерастворимые соединения, а потом выпаривают воду. Позже начали использовать угольный метод извлечения йода.
Как йод влияет на организм человека
Йод и его производные входят в состав гормонов, влияющих на обмен веществ человеческого организма, его рост и развитие, поэтому среднестатистическому человеку необходимо ежедневно потреблять до 0,15 мг йода. Отсутствие йода или его недостаток в рационе ведет к заболеваниям щитовидной железы и развитию эндемического зоба, гипотиреоза и кретинизма.
Показателем недостаточности йода в организме является усталость и подавленное настроение, головная боль и так называемая «природная лень», раздражительность и нервозность, ослабление памяти и интеллекта. Появляется аритмия, повышенное артериальное давление и падение уровня гемоглобина в крови. Очень токсичен - 3 г вещества является смертельной дозой для любого живого организма.
В больших количествах вызывает поражение сердечно-сосудистой системы, почек и отек легких; появляется кашель и насморк, слезотечение и боль в глазах (при попадании на слизистую); общая слабость и повышение температуры, рвота и понос, учащение пульса и боли в сердце.
Как пополнить йод в организме?
- Основным источником природного йода являются морепродукты, но добытых максимально далеко от берега: в прибрежных полосах йод вымывается из грунта, и его содержание в продуктах незначительное. Ешьте морепродукты – это может восстанавливать в определенной мере содержание вещества в организме.
- Можно искусственно добавлять йод в пищевую соль, употреблять продукты с содержанием этого микроэлемента – подсолнечное масло, пищевые добавки.
- В аптеках продаются таблетки с повышенным содержанием йода – относительно безвредные препараты (например, йод-актив, антиструмин).
- Много йода содержится в хурме и грецких орехах.
Где содержится йод?
Йод присутствует практически везде. Наибольшее содержание йода - в продуктах морского происхождения, в самой морской воде и соленой озерной воде.
В свободной форме – как минерал – йод присутствует в термальных источниках вулканов и природных иодидах (лаутарите, иодобромите, эмболите, майерсите). Он содержится в нефтяных буровых водах, растворах натриевой селитры, щелоках селитряных и калийных производств.
В каких продуктах содержится йод
В морепродуктах: рыбе (треска и палтус) и рыбьем жире, ракообразных и моллюсках (морских гребешках, крабах, креветках, кальмарах, устрицах, мидиях), морской капусте. Далее следуют молочные продукты и куриные яйца, фейхоа и хурма, сладкий перец, кожура и ядра грецких орехов, черный виноград, зерновые культуры (гречка, кукуруза, пшеница, пшено), речная рыба и красная фасоль. Йод есть в соках, окрашенных в оранжевый и красный цвет.
Еще меньше йода в соевых продуктах (молоке, соусе, тофу), луке, чесноке, свекле, картофеле, моркови, фасоли, клубнике (примерно в 40-100 раз меньше, чем в морской капусте), но он есть.
Какие продукты не содержат йод
Йода нет в выпечке (домашняя), где используется обычная соль без йода, очищенном от кожуры картофеле, несоленых овощах (сырых и замороженных), арахисе, миндале и яичном белке. Практически отсутствует йод в крупах, бедных на естественные соли; макаронах, какао порошке, белом изюме и темном шоколаде. Это относится к растительным маслам, к соевому - в том числе.
Практически все известные приправы в высушенном виде (черный перец, травы) тоже не имеют йодосодержащих компонентов – йод на открытом воздухе быстро разлагается (улетучивается), именно поэтому иодированная соль пригодна к употреблению всего 2 месяца (если пачка находится в открытом состоянии).
Газированные напитки - кока кола и ее производные, вино, черный кофе, пиво, лимонад – все это тоже не содержит йода.
Льняные ткани:
Вариант 1. Засыпать пятно питьевой содой, налить сверху уксуса и оставить на 12 часов, а потом постирать в теплой чистой воде.
Вариант 2. Растворить чайную ложку аммиака в 0,5 л воды, и полученным раствором протереть пятно. Далее – простирать в теплом мыльном растворе.
Вариант 3. Делается густая кашица из крахмала на воде, наносится на пятно и ожидается посинения пятна. При необходимости повторяете еще раз, и простирываете изделие в теплой мыльной воде.
Вариант 4. Натрите пятно сырым картофелем и простирайте изделие в теплой мыльной воде.
Вариант 5. Можно пятно протереть жидкой аскорбиновой кислотой (или растворить таблетку в воде), а потом простирать в воде с мылом.
Шерстяные, хлопчатобумажные и шелковые ткани:
Пятно нужно протереть раствором гипосульфита (чайная ложка на стакан воды) и простирать в теплой воде. Можно протереть пятно нашатырным спиртом и простирать привычным способом.
Как отмыть йод с кожи
Вариантов несколько:
- На кожу наносят оливковое масло или жирный крем, которые впитают йод. Через час йод смывается с помощью губки для тела и мыла.
- Принимают ванну с морской солью, а в конце используют мочалку и детское (хозяйственное - в крайнем случае) мыло.
- Можно использовать для нежной кожи вместо мочалки скраб, а место с пятном нужно помассировать. После этого можно смазать кожу питательным кремом или молочком.
- Можно приложить на 5 минут к пятну вату со спиртом, самогоном или водкой, а потом потереть. Процедуру можно повторить несколько раз.
- Удаляет пятна йода ручная стирка вещей или обычная ванночка с порошком или лимонным соком.
Как полоскать горло йодом
Метод довольно простой – нужно в стакан с теплой водой добавить несколько капель йода, пока не получится светло-коричневый раствор. Но эффект будет лучше и сильнее, если в воду добавить по чайной ложке соды и поваренной соли. Способ хорошо зарекомендовал себя при лечении гнойной ангины и хронического тонзиллита. Процедуру можно повторять 3-4 раза в день (при гнойной ангине – каждые 4 часа) на протяжении 4 дней.
Спиртовым раствором йода нельзя при ангине смазывать горло, как, например, Йодинолом. В противном случае вы просто обожжете слизистую.
Как делать йодовую сетку, как часто можно делать йодную сетку
Нужно взять тонкую палочку с ваткой, смочить в 5 %-ном спиртовом растворе йода и нарисовать на коже пересекающиеся горизонтальные и вертикальные полосы в виде таблички с квадратами 1х1см. Это идеальная геометрия для равномерного распространения йода: всасывается достаточно быстро и эффективно.
Ее можно в течение недели делать только лишь два – три раза при любых заболеваниях.
С какого возраста можно мазать йодом
Врачи не рекомендуют мазать йодом кожу даже в подростковом возрасте – йод обжигает кожу. Но йодную сетку (единоразово) можно делать с пяти лет. Но существует более «продвинутая» и более безопасная версия йода, которую можно использовать и .
Почему йод есть в таблице Менделеева, а зеленки нет?
Потому что зеленка – синтетическое антисептическое средство, анилиновый краситель. В таблицу Менделеева включены только химические элементы и соединения, существующие в природе в чистом виде.
Йодированной солью следует заменять соль обычную людям, проживающих в регионах йододефицита. Потому что такая соль помогает восстановить баланс при дефиците йода в организме человека, является профилактикой йоддефицитных заболеваний у детей, беременных и кормящих женщин, подростков. Соль с йодом способствует предотвращению поглощения щитовидной железой радиоактивных компонентов йода и является защитой от радиации, воспалительных процессов и заболеваний.
Как делают йодированную соль
В морскую или озерную соленую воду добавляют йод в определенной концентрации, перемешивают с водой и только потом выпаривают.
