Как сделать йод химия
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Один флакон (10 мл) cодержит: действующего вещества: йода – 0,5 г, вспомогательные вещества – калия йодид, спирт этиловый, вода очищенная.
Один флакон (800 мл) cодержит: действующего вещества: йода – 40 г, вспомогательные вещества – калия йодид, спирт этиловый, вода очищенная.
Один флакон (900 мл) cодержит: действующего вещества: йода – 45 г, вспомогательные вещества – калия йодид, спирт этиловый, вода очищенная.
Фармакотерапевтическая группа
Фармакологические свойства
Фармакодинамика
Антисептическое средство. Основным действующим веществом является молекулярный йод, который обладает противомикробными и противогрибковыми свойствами. Йод способен окислять и денатурировать белки микроорганизмов, вызывая их гибель. Для препаратов молекулярного йода характерно выраженное местнораздражающее действие на ткани, а в высоких концентрациях – прижигающий эффект. При абсорбции и поступлении в кровь может оказывать системное действие, участвуя в синтезе гормонов щитовидной железы.
Фармакокинетика
При контакте с кожей на 30 % превращается в йодиды, а остальная часть остаётся в форме элементарного йода. С поверхности кожи частично всасывается. Абсорбированная часть может поступать в ткани и органы, селективно поглощаясь щитовидной железой. Йод выделяется почками (главным образом), кишечником, потовыми и молочными железами.
Поглощение йода через повреждённую кожу и слизистые оболочки может быть значительным.
Показания к применению
Применяют наружно как антисептическое средство при инфекционно-воспалительных заболеваниях кожи, для обработки операционного поля, для профилактики инфицирования небольших повреждений целостности кожи.
Противопоказания
Индивидуальная непереносимость (в т. ч. гиперчувствительность в анамнезе).
Пациенты с нарушением функции щитовидной железы (гипертиреоз и аденома) или получающие терапию препаратами лития.
Не допускается обработка кожи при фурункулёзе, угревой сыпи, геморрагическом диатезе, крапивнице, диабетических трофических язвах.
Герпетиформный дерматит Дюринга.
Период новорожденности.
Способ применения и дозы
При наружном применении раствором йода смачивают ватный тампон, который используют для обработки пораженных участков кожи. Не следует применять лекарственное средство более 10 дней. При обработке операционного поля кожу дважды протирают стерильным марлевым тампоном, cмоченным в растворе лекарственного средства. Общее время обработки – 4-6 мин.
Побочное действие
Передозировка
При передозировке возможны явления йодизма, раздражения и ожоги.
При вдыхании концентрированных паров – поражение верхних дыхательных путей (ожог, ларинго- и бронхоспазм); при попадании концентрированных растворов внутрь – тяжёлые ожоги пищеварительного тракта; в случае приёма внутрь – развитие гемолиза, гемоглобинурия; летальная доза составляет около 3 г.
Лечение: промывание желудка 0,5 % раствором натрия тиосульфата, внутривенное введение раствора натрия тиосульфата 30 % – до 300 мл. При тяжёлой кожной реакции на йод – лекарственное средство должно быть немедленно удалено 70 % этиловым спиртом. Также рекомендуется промыть кожу большим количеством воды в течение 15 мин. При случайном проглатывании, если пациент в сознании – молоко внутрь каждые 15 мин.
Если лекарственное средство не применяется для обработки крупных открытых ран или используется не более 10 дней, клинически значимая системная абсорбция маловероятна. Системная токсичность может привести к шоку, тахикардии, лихорадке, метаболическому ацидозу и почечной недостаточности. Смерть может быть вызвана недостаточностью кровообращения, отёком надгортанника, приводящим к асфиксии, аспирационной пневмонии или отёку лёгких.
Меры предосторожности
Не рекомендуется применять лекарственное средство у детей до двух лет в связи с повышенным риском гипотиреоза.
Не следует допускать попадания неразведенного лекарственного средства на слизистые оболочки рта, глаз, влагалища и прямой кишки.
Не рекомендуется использовать при глубоких или колотых ранах, серьёзных ожогах, так как использование лекарственного средства может вызвать избыточное поглощение йода и раздражение тканей.
Не использовать лекарственное средство более десяти дней!
Не рекомендуется обрабатывать лекарственным средством обширные участки кожи.
Применение лекарственного средства может влиять на результаты исследований функций щитовидной железы.
Беременность и кормление грудью
Не рекомендуется применение лекарственного средства в период беременности и кормления грудью из-за возможного риска развития нарушений функции щитовидной железы у плода или ребенка.
Противопоказано применение лекарственного средства у новорожденных и не рекомендуется применение лекарственного средства у детей до двух лет из-за высокой вероятности системной абсорбции йода при наружном применении.
Местное применение у детей может привести к выраженным реакциям кожи на йод, йодизму, транзиторному гипотиреозу.
Взаимодействие с другими лекарственными средствами
Фармацевтически несовместим с эфирными маслами, растворами аммиака, белой осадочной ртутью (образуется взрывчатая смесь), с дезинфицирующими средствами, содержащими ферменты.
Щелочная или кислая среда, присутствие жира, гноя, крови ослабляют антисептическую активность.
При совместном применении с желтой ртутной мазью возможно образование ртути йодида, обладающего прижигающим действием.
Упаковка
10 мл во флаконе из темного стекла. Флакон вместе с листком-вкладышем по применению в пачке из картона (упаковка №1).
Для медицинских стационаров:
800 мл или 900 мл во флаконе полимерном. 6 флаконов вместе с инструкциями по применению в количестве, равном количеству флаконов, в коробке из картона (упаковка №6).
Условия хранения
В защищенном от света месте, при температуре не выше 25 °С.
Хранить в недоступном для детей месте.
Беречь от огня.
Срок годности
Условия отпуска из аптек
Флакон 10 мл (в упаковке № 1) - без рецепта.
Флаконы 800 мл или 900 мл – для медицинских стационаров.
Продолжение. См. № 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44, 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22, 24, 29, 30, 31, 34, 35, 39, 41, 42, 45/2004;
2, 3, 5, 8, 10, 16, 17/2005;
1, 2, 10/2006
Лабораторные исследования
Смешайте в узком маленьком стакане или большой пробирке 0,1 моль сульфата натрия Na2SO4•10H2O (глауберова соль, мирабилит) и 0,2 моль сульфата калия K2SO4 и к этой смеси при перемешивании приливайте небольшими порциями горячую дистиллированную воду до растворения кристаллов и получения насыщенного раствора.
Покажите оценочным (не точным) расчетом, что кристаллы растворятся в горячей воде, если растворимость исходных веществ такова:
Раствор оставьте остывать в темной комнате. При образовании кристаллов двойной соли Na2SO4•2K2SO4•10H2O возникают искры, причина которых окончательно не объяснена. Можно предположить, что при образовании зародыша кристалла двойной соли выделяется энергия в виде не теплоты, а видимого света.
Отфильтруйте кристаллы двойной соли Na2SO4•2K2SO4•10H2O. Желательно промыть кристаллы спиртом или очень небольшим количеством холодной дистиллированной воды. Высушите кристаллы на фильтровальной бумаге.
Докажите, что образовались кристаллы двойной соли.
Немного сохранившихся кристаллов растворите в воде и докажите (как?), что в растворе присутствуют одновременно ионы калия и натрия.
Составьте план вашего исследования, после чего проверьте, насколько он совпадает с приводимым ниже.
Приготовьте очень небольшие порции растворов Na2SO4 и К2SO4. Колечко прокаленной в пламени газовой горелки железной проволоки, впаянной в стеклянную палочку, опустите в один из растворов и затем в бесцветное пламя газовой (спиртовой) горелки. Отметьте окраску пламени, которую вы увидите. При изучении второго раствора не забудьте прокаливать проволоку до исчезновения окраски пламени.
Натрий окрашивает пламя в желтый цвет, калий – в фиолетовый.
Теперь проволоку внесите в раствор двойной соли и затем в пламя горелки. Вы заметили изменение окраски пламени? Возможно, вам не удастся заметить изменения окраски пламени при внесении в него двойной соли, т.к. натрий маскирует окраску пламени калием. Чтобы определить калий в присутствии натрия, рекомендуют смотреть на пламя через синее стекло или растворы индикаторов индиго или метилового фиолетового. При этом появляется розово-фиолетовая окраска пламени от калия.
Докажите, что кристаллы содержат молекулы воды. Попытайтесь определить (приближенно) температуру, при которой двойная соль теряет воду (Na2SO4•10H2O обезвоживается при 32 °С). Если в школьной лаборатории есть весы, вы можете определить количество воды в кристаллах двойной соли (это новое научное исследование).
Вы можете провести исследование по определению числа молекул воды в формуле полученной соли.
15. Получение железоаммонийных квасцов и изучение их свойств.
Квасцы – это двойные соли. Формула железоаммонийных квасцов может быть написана двумя способами:
Получение железоаммонийных квасцов основано на зависимости растворимости исходных веществ и квасцов от температуры:
Рассчитайте количества (NH4)2SO4 и Fe2(SO4)3, которые требуется взять для получения 10 г двойной соли. Вещества растворите отдельно при нагревании до 60–70 °С в минимальном (как вы это сделаете?) количестве воды. Растворы смешайте. Полученный раствор охладите и отделите (как?) выпавшие кристаллы.
Другой простой способ получения железоаммонийных квасцов: в одной пробирке при нагревании на водяной бане растворите 2 г сульфата железа Fe2(SO4)3 в 1 мл воды, в другой – 1 г сульфата аммония (NH4)2SO4 в 1 мл воды, растворы смешайте и охладите в струе холодной водопроводной воды, кристаллы отделите и высушите на фильтровальной бумаге.
Белые кристаллы NH4Fe(SO4)2•12H2O при 35 °С приобретают коричневую окраску, при 40 °С плавятся, при 115 °С теряют 11,5 молекулы воды (напишите формулу получающегося соединения, но с целым числом молекул воды) и при 750 °С становятся безводными. Проверьте некоторые из этих данных.
Какова среда раствора этой соли? Предскажите и проверьте опытом.
Докажите, что при растворении двойной соли в воде происходит диссоциация на составляющие соль ионы. Докажите присутствие в растворе ионов Fe 3+ (или [Fe(Н2О)6] 3+ ) и SО4 2– . С реакциями на эти ионы вы знакомы.
Щелочи (гидроксид натрия или калия) при нагревании с солями аммония выделяют аммиак:
Нагрейте в пробирке пламенем горелки немного кристаллического NH4Fe(SO4)2•12H2O. Определите (предположите) состав образовавшейся твердой фазы и выделившихся газов. Напишите уравнение реакции.
16. Получение и изучение малахита.
При сливании растворов сульфата меди и карбоната натрия обычный карбонат меди CuCO3 не образуется, что объясняют полным гидролизом СuCO3:
Поскольку образования карбоната меди не обнаружено, то уравнение реакции лучше записывать так:
Но и это уравнение не соответствует составу образующегося осадка. При взаимодействии ионов меди с карбонат-ионами осаждаются малорастворимые основные карбонаты, встречающиеся в природе в виде очень красивых минералов – зеленого малахита CuCO3•Cu(OH)2 и синего азурита 2CuCО3•Cu(OH)2 (используется для получения синей краски). Эти соединения мало растворимы в воде, и их считают двойными солями. Таким образом, образование комплексного соединения приводит к увеличению устойчивости карбоната меди.
Cостав этих соединений зависит от температуры и концентрации растворов. Предскажите условия для получения этих карбонатов. Напишите уравнение реакции разложения малахита при нагревании (выше 220 °С).
Дополнительно скажем, что на меди и ее сплавах (например, бронзе) во влажном воздухе образуется зеленоватая пленка состава, близкого к малахиту Сu(OH)2•CuCO3. Известен комплексный карбонат меди K2[Cu(CO3)2]•3H2O, благодаря образованию которого осадок основных карбонатов меди растворяется в концентрированном растворе карбоната калия. Обработкой основных карбонатов меди диоксидом углерода под давлением и повышенной температуре был получен нормальный карбонат меди CuСО3. Этот карбонат меди под действием воды быстро превращается в гидроксид меди:
Вам предлагается провести два эксперимента.
1. В одном литературном источнике сказано, что при действии на раствор сульфата меди раствором соды образуется гидроксид меди Сu(OH)2, но при действии раствором гидрокарбоната натрия NаНСО3 образуется осадок малахита:
В этом исследовательском эксперименте вам предстоит проверить правильность этого утверждения. Как вы докажете присутствие в осадке карбоната меди? Не забудьте, что осадки следует несколько раз промыть дистиллированной водой.
2. В другом литературном источнике описано приготовление основного карбоната меди, соответствующего составу малахита CuCO3•Cu(ОН)2.
В фарфоровой ступке смешайте и разотрите в тонкий порошок 3,1 г медного купороса CuSO4•5Н2О и 2,4 г NaНСО3 (объясните, почему взяты такие количества веществ). Полученную смесь шпателем небольшими порциями высыпайте в стакан с 25 мл очень горячей воды. Новую порцию смеси вносите в раствор после того, как закончится образование пены. После окончания реакции раствор с осадком рекомендуют прокипятить 10 мин. Дайте суспензии отстояться, затем промойте осадок декантацией до прекращения реакции на сульфат-ионы (какой реактив?). Осадок отфильтруйте и высушите (можно при 80–100 °С).
Докажите, что полученное вещество содержит ионы меди и карбонат-ионы.
При температуре около 200 °С вещество чернеет. Что образуется? Растворяется ли вещество в растворах кислот, гидроксида натрия или аммиака? Напишите уравнения тех реакций, которые протекают.
17. Получение и изучение комплекса йода с йодид-ионами.
Йод почти не растворим в воде, но, если кристаллы йода поместить в раствор йодида калия, йод растворяется и раствор быстро приобретает коричневую окраску благодаря образованию комплексных ионов:
Поместите в пробирку с водой кристаллик йода. Тщательно взболтайте жидкость. Растворился йод в воде? Теперь в ту же пробирку положите щепотку кристаллического йодида калия. Как изменилось поведение йода в растворе йодида калия?
Изучите факторы, смещающие равновесие реакции образования [I3] – в ту или иную сторону. Если вы обнаружите влияние температуры, предскажите знак теплового эффекта (изменения энтальпии) реакции (реакция образования комплексного иона сопровождается выделением теплоты).
Предложите способы разрушения иона [I3] – и проверьте их опытами.
18. Изучение аптечной йодной настойки.
Купите в аптеке пузырек с йодной настойкой для обработки (стерилизации) небольших ран. Это может быть раствор йода в спирте или раствор йода в йодиде калия. Как узнать, какой раствор вы имеете? Если у вас спиртовый раствор, испарите спирт, получите несколько кристалликов йода и сравните его растворимость в воде и в растворе йодида калия.
Если у вас есть раствор йода в водном растворе йодида калия, то вспомните, в виде какого иона йод находится в растворе, и напишите уравнение реакции его образования.
Ответ. Уравнение реакции: I – + I2 = I3 – .
Если у вас раствор с I3 – , испарите воду из раствора и посмотрите, что останется на часовом стекле (опыт проводите под тягой). Кристаллы какого вещества вы получили? (Какая окраска кристаллов?) Как эти кристаллы относятся к нагреванию? Что остается после нагревания?
Подействуйте на раствор йода раствором гидроксида натрия. Изменилась ли окраска раствора? Каково уравнение реакции?
Ответ. В щелочной среде йод участвует в такой реакции:
Уравнение реакции может быть и таким:
Уравнение реакции с участием комплексного иона:
Йодат-ион – ион йодноватой кислоты. Йодноватая кислота образуется при действии хлора на водный раствор йода:
Поэтому при приливании хлорной воды к раствору йодида образующаяся вначале окраска йода через некоторое время исчезает. Напишите уравнение реакции с участием иона I3 – .
Эта же кислота образуется при действии концентрированной азотной кислоты на йод:
Напишите уравнение реакции с участием иона I3 – .
Йодноватая кислота может быть выделена в виде кристаллов, устойчивых при комнатной температуре.
Прилейте к раствору йода хлорную воду, раствор пероксида водорода. Составьте уравнения реакций с комплексным ионом [I3] – .
Ответ. Уравнения реакций приведены без учета того, что йод находится в растворе в форме иона [I3] – . Перепишите уравнения с использованием этой формулы.
При добавлении к раствору йода хлорной воды образуются йодноватая и хлороводородная кислоты:
При окислении йода пероксидом водорода в кислотной среде протекает реакция:
На занятии учащимся рассказывается история открытия йода, различные области его применения, важность влияния на организм человека. После проводятся три практических опыта по обнаружению йода, взаимодействию его с крахмалом и аскорбиновой кислотой.
Оценить 1431 0
Тема: Аптечный йод и его свойства. Опыты с йодом
Цель: познакомить учащихся с историей открытия йода, показать широкое применение йода, провести опыты с йодом.
Организационный момент.
Приветствие учащихся.
Каждый химический элемент в Периодической таблице Д.И. Менделеева является удивительным явлением и достоин подробного изучения. Сегодня мы подробнее изучим один из них – йод.
Основная часть.
В наши дни в России йододефицит является актуальной проблемой. В 70% территории России наблюдается недостаток йода в воде и почве.
Йод и его соединения применяют в медицине, химии, а также фотографии. В промышленности применение йода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на разложении иодидов основано получение высокочистых металлов. Сравнительно недавно йод стали использовать в производстве ламп накаливания, работающих по йодовольфрамовому циклу. Йод соединяется с частичками вольфрама, испарившегося со спирали лампы, образует соединение WI2, которое, попав на нагретую спираль, разлагается. Вольфрам при этом вновь возвращается на спираль, а йод опять соединяется с испарившимся вольфрамом. Йод как бы заботится о сохранении вольфрамовой спирали и тем самым значительно увеличивает время работы лампы.
Так же 0,6% йода, добавленного к углеводородным маслам, во много раз снижает трение в подшипниках из нержавеющей стали и титана. Это позволяет увеличить нагрузку на трущиеся детали более чем в 50 раз.
Йод применяют для изготовления специального поляроидного стекла.
Адсорбируясь на крахмале, йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется для обнаружения йода.
Пары йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от йода смывают растворами соды.
Йод - единственный из галогенов - находится в твёрдом состоянии при нормальных условиях. Красивые тёмно - синие кристаллы йода больше всего похожи на графит. Отчётливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток - все эти “ металлические ” свойства характерны для чистого йода.
Антисептические свойства йода в хирургии первым использовал врач Буанэ. Как ни странно, самые простые лекарственные формы йода - водные и спиртовые растворы - очень долго не находили применения в хирургии, хотя ещё в 1865 - 1866 гг. великий русский хирург Н.И.Пирогов применял йодную настойку при лечении ран.
Препараты, содержащие й од, 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 й ода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Поскольку й од 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.
Применение йода в официальной и народной медицине:
1. Края раны обрабатывают спиртовым раствором йода, так как он обладает хорошими антисептическими свойствами.
2. При разных опухолях, при ангине можно делать йодную сетку.
3. Недостаток йода в организме можно узнать следующим образом: ватной палочкой нанести на запястье пятно йода. Если оно исчезнет в течение 10 минут, то йода в организме не хватает. А если в течение 8 часов не исчезнет-то так же йода не хватает.
4. При ангине можно полоскать рот раствором следующего состава: 0,5 чайной ложки соли, 0,5 чайной ложки соды, 2-3 капли раствора йода.
Практическая работа
С помощью данного опыта можем визуально увидеть, в каких продуктах содержится йод и в каком количестве. Нам понадобится: 1) раствор йода (5%-й); 2) крахмал; 3) пипетка; 4) стакан; 5) продукты с крахмалом и без; 6) тарелка.
Сначала делаем йодный раствор: берем стакан, наливаем в него воду и капаем туда пару капель йода. Раствор готов. Теперь берем продукты и выкладываем их на тарелку: хлеб, овсяные хлопья, сырой картофель, вареный картофель, лимон, редис, морковь, огурец. Капаем сверху несколько капель йодного раствора и смотрим на реакцию с йодом. Хлеб, овсяные хлопья, сырой и вареный картофель окрасились в синий цвет. Делаем вывод: в этих продуктах содержится крахмал. В вареном картофеле его намного больше, так как цвет получился более насыщенный. А вот в редисе, лимоне и огурцах крахмала не наблюдается. Таким простым опытным путем мы наглядно проверили содержание йода в продуктах.
Для проведения опыта с йодом нам понадобится: 1) крахмал; 2) 3 стакана; 3) вода; 4) йод.
Варим клейстер из крахмала. Берем 3 стакана и наливаем: в первый стакан клейстер, во второй — крахмал с водой, в третий — просто воду. И капаем по несколько капель йода в каждую емкость. Смотрим на результат. В первом стакане наблюдаем раствор насыщенно синего цвета, во втором — светло-синего, в третьем - светло-коричневого. Можно сделать вывод, что с клейстером реакция произошла наиболее активно. Термически обработанный крахмал дал реакцию быстрее.
Наглядно можно увидеть реакцию взаимодействия йода и аскорбиновой кислоты. Нам понадобится:
раствор аскорбиновой кислоты;
Йод – химический элемент, не имеющий значительного распространения в литосфере. Играет важную роль в протекании жизненно важных процессов в организме человека и животных. Является компонентом (действующим веществом) специальных йодсодержащих комплексных удобрений, добавляется в минеральные удобрения. Применяется для обработки семян и некорневых подкормок.
Агрохимикаты
В наибольшей степени йод известен нам в качестве медицинского средства. Его спиртовая настойка применяется как антисептик для обработки свежих ран, йодид калия назначают в качестве средства профилактики эндемического зобы, он же является лекарством при дефицитных состояниях, а йод, меченый радиоактивной меткой, используется для лечения аденом и рака щитовидной железы. Необходимость в йоде настолько высока, что это вещество способно беспрепятственно проникать через неповрежденную кожу и практически полностью усваиваться из поглощаемой пищи.
Представляется, что для других живых организмов данный элемент необходим в той же степени, что и для нас. Однако, например, для растений он не считается незаменимым. Впрочем, применение удобрений с его содержанием повышает урожайность некоторых культур и обусловливает высокое содержание йода в плодах, что позитивно сказывается на здоровье человека.
Физические и химические свойства
Йод (Iodum), I – химический элемент главной подгруппы VII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 53, атомная масса – 126,904. Природный йод состоит из одного стабильного изотопа. Галоген. В нормальных условиях имеет вид кристаллов черно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском. Обладает резким запахом. Температура кипения – 113,6°C, температура плавления – 185,5°C.
Вследствие большой химической активности в природе йод находится исключительно в связанном состоянии.
При нагревании при атмосферном давлении йод сублимируется (возгоняется) и превращается в пары фиолетового цвета со специфическим запахом. При охлаждении эти пары кристаллизуются сразу, минуя жидкое состояние.
Молекулы простых веществ, образованные атомами йода, как и у всех прочих галогенов, двухатомны.
Йод малорастворим в воде, значительно лучше растворяется в органических растворителях: сероуглероде, этиловом спирте, диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе.
Как свободный галоген, элемент проявляет высокую химическую активность и вступает во взаимодействие со всеми простыми веществами. Быстро с выделением большого количества теплоты протекает реакция взаимодействия галогенов с металлами.
Йод – энергичный окислитель. Это свойство проявляется и при взаимодействии со сложными веществами.
Содержание в природе
Концентрация йода в большинстве горных пород варьирует в пределах от 0,1 до 6 мг/кг. Максимальное количество этого элемента содержится в богатых органическим веществом сланцах. Йод образует мало самостоятельных минералов, но присутствует во многих в виде изоморфных примесей. К распространенным минералам йода относятся йодиды серебра, меди, а также полигалиды, йодаты и периодаты.
Большое количество йода содержится в нитратных отложениях. Например, в чилийской селитре его среднее содержание составляет 200 мг/кг, максимальное – до 400 мг/кг.
Соединения йода легкорастворимы, и при выветривании горных пород данный элемент высвобождается в значительных количествах. Йод интенсивно выносится поверхностными водами в океаны и моря, однако активная сорбция углеродом, глинами и органикой оказывает значительное воздействие на круговорот йода в природе.
Геохимия йода во многом обусловлена его участием в биологических процессах. Значительное содержание элемента в донных отложениях связано с содержанием органического углерода. Осадки в восстановительной среде содержат больше йода, чем в окислительной.
Основным источником поступления и накопления вещества в почвах является йод атмосферы. В атмосферу йод поступает в основном из морей и океанов. Этому способствуют не только химические процессы, но и разбрызгивание и распыление воды океанов и морей. Поскольку водная поверхность занимает почти 70 % поверхности земного шара, то постоянное поступление йода в атмосферу и выпадение его на поверхность суши в составе осадков имеет большое значение в процессе его миграции в природе.
| Содержание йода в почвах СНГ, (мг/кг), согласно данным: | ||
| Почвы | Среднее содержание | Пределы колебаний |
| Почвы тундры торфянистые | 12 | 0,2 - 42 |
| Подзолистые | 2,5 | 0,5 – 4,4 |
| Серые лесные | 2,6 | 0,3 – 6,7 |
| Черноземные и каштановые | 5,3 | 2,0 – 9,8 |
| Cероземные | 2,5 | 1,3 - 38 |
| Красноземные | 10 | 6,4 - 12 |
Содержание йода в различных типах почв
Присутствие йода в почвах в виде минералов не установлено. Он обнаруживается в почвенных горизонтах в основном в составе органических веществ. В связи с этим йод аккумулируется в верхних почвенных горизонтах. Установлено, что значительная его часть находится в почве в связанных формах, сорбированных гумифицированной или свежей органикой и глинами, или входит в кристаллические решетки минералов.
Почвы значительно отличаются друг от друга по содержанию йода. Его количество в почвах колеблется от 0,1 до 50 мг/кг. Среднее значение – 5 мг/кг. Почвы содержат в 20–30 раз больше йода по сравнению с собственными материнскими породами.
Содержание йода зависит и от механического состава почвы. Установлено, что легкие пески и супеси значительно беднее тяжелых почв – глин и суглинков. В связи с этим, йодная недостаточность встречается в зонах распространения почв, легких по механическому составу.
Чем больше органической составляющей содержится в почве, чем больше в ней коллоидной и мелкой фракции, тем богаче она йодом. Кислые почвы беднее йодом по сравнению с менее кислыми либо нейтральными. Это происходит по причине вымывания йода из почвы в кислой среде.
Распределение по профилю отличается следующей закономерностью: верхний слой более богат йодом, а материнская порода содержит гораздо меньшее количество данного элемента. Исключение – осадочные породы морского происхождения, как правило, содержащие очень большое количество йода.
Подзолы, серые лесные, сероземные почвы содержат малое количество йода.
Солонцы Завольжья, буроземы Ферганского хребта – низкое содержание йода.
Торфянистые почвы тундры – высокое содержание йода. Однако здесь связи йода с органическим веществом прочны настолько, что элемент становится недоступным или малодоступным для растений.
Черноземы – высокое содержание йода. Почти вдвое богаче йодом, чем почвы нечерноземья (подзолы и серые лесные).
Каштановые почвы – высокое содержание йода.
Горные и равнинные почвы одной и той же местности содержат разное количество йода. Больше его в равнинных почвах.
Пойменные почвы содержат йода больше, чем в почвы водораздельных пространств.
Роль в растении
Биохимические функции
На сегодняшний день считается, что йод не является жизненно необходимым элементом для развития растений. Однако в литературе приводятся многочисленные примеры его благотворного влияния на их рост. Это явление пока не имеет точного объяснения.
Скорее всего, йод принимает участие в регулировании деятельности ферментных систем.
Стимулирующее действие йода на растения отмечается при его содержании 0,1 мг/кг в питательном растворе. Токсический эффект наблюдался при концентрации йода 0,5–1,0 мг/кг.
Взаимосвязь между содержанием данного элемента в растениях и его состоянием в почве – вопрос спорный. Вероятнее всего, изменчивость концентрации йода в растениях мало зависит от характера и типа почв. Однако установлена зависимость концентрации йода в ветвях лиственницы и ели от типа почв.
Как уже указывалось, наиболее доступны растениям растворимые формы галогена. Именно поэтому морские виды растений содержат гораздо большие концентрации йода. Его наличие в килограмме сухой массы морских растений варьирует от 53 до 8800 мг.
Механизм поглощения йода растениями изучен плохо. Установлено, что органические формы элемента растениями не усваиваются. Данный галоген становится доступным растительности только после разложения органических веществ бактериями.
Количественное содержание йода в некоторых растениях может значительно изменяться, но порядок его содержания зависит от вида растения. В овощах и мясистых грибах йода содержится больше, чем в других растениях суши. Более высокие концентрации йода обнаруживаются в наземных частях растений, гораздо меньше – в корнях. Установлена сезонная изменчивость содержания йода. Летом она наиболее низка.
Растения обладают способностью адсорбировать йод из атмосферы. Атмосферный йод является важным источником поступления данного элемента в растения.
Недостаток (дефицит) йода.
Считается, что йод не является жизненно необходимым элементом для растений, и на его недостаток растения явно не реагируют.
Роль йода в жизни животных и человека
Наличие и концентрация йода в растениях важны для человека и животных. Он входит в состав тироксина – гормона щитовидной железы, который играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов в клетках живого организма. Суточная потребность человека в йоде – 100–200 мг.
Йодная недостаточность у человека и животных в настоящее время распространена очень широко и выражается в заболевании эндемическим зобом (болезнь щитовидной железы, возникающая при недостатке йода).
Избыток йода
Данных о влиянии избытка йода в результате техногенного загрязнения также немного. Внесение в почву большого количества золы бурых водорослей вызывает симптомы йодовой токсичности, сходные с таковыми у брома: краевой хлороз взрослых листьев, изменение окраски молодых листовых пластинок до темно-зеленой.
Вегетационные опыты с томатами и гречихой на различных почвах показали, что доза йода в 1,1 кг/га не влияла на растения, а доза в 11 кг/га на некоторых почвах оказалась токсичной.
При поступлении избытка йода в организм человека ослабляется синтез йодистых соединений щитовидной железы.
| Содержание йода в удобрениях, (мг/кг), согласно данным: | |
| Удобрение | Содержание йода |
| Сернокислый аммоний | 0 - 350 |
| Цианамид кальция | 10 - 40 |
| Суперфосфат | 0 - 40200 |
| Томасшлак | 0 - 360 |
| Фосфоритная мука | 150 – 280 000 |
| Хлористый калий | Следы – 30 |
| Сернокислый калий | Следы - 25 |
| Сильвинит | 0 – 133 |
| Карналит | 0 – 5000 |
| Каинит | 0 – 900 |
| Навоз | 40 – 1000 |
| Торф | 1200 – 31700 |
| Зола торфяная | 800 – 9700 |
| Зола древесная | 62 - 86 |
| Известняки | 0 - 20370 |
| Доломиты | 14 - 420 |
Содержание йода в различных соединениях
Йод получают окислением йодоводорода (НI) различными окислителями. В промышленности его получают из бромидов и йодидов, действуя на их растворы хлором.
Соединения йода имеются в морской воде, но в очень малых количествах. Поэтому непосредственное выделение их из воды довольно затруднительно. Существуют некоторые водоросли, накапливающие йод в своих тканях. Их зола служит сырьем для получения данного галогена.
Значительное количество йода (10–50 мг/л) содержится в подземных буровых водах. В России именно они являются основным источником получения йода. Встречается этот элемент в виде солей калия – иодата KIO3 и периодата KIO4. Данные соединения сопутствуют залежам нитрата натрия (селитры) в Чили и Боливии.
Способы применения удобрений с содержанием йода
При применении йодсодержащих удобрений наиболее экономически оправдана предпосевная обработка семян, а для обогащения урожая йодом – некорневая обработка.
В отдельных регионах, например, Забайкалье, рекомендовано в первую очередь применение йодистого калия, как отдельно, так и в комплексе с сернокислым цинком (2:1) на серых лесных, каштановых и лугово-аллювиальных почвах, на посевах кормовых культур.
Эффект от применения йодсодержащих удобрений
Исследованиями, проведенными в 1930–1936 гг. в Уманском с/х институте, было подтверждено, что предпосевная обработка семян различных культур раствором йодного калия заметно обогащает пищевые продукты йодом.
Сахарная свекла на среднеподзолистом суглинке под влиянием йодистого калия повышала урожай корней и увеличивала их сахаристость. Морские водоросли, содержащие йод, также увеличивали урожай корней данного корнеплода.
Картофель на легких дерново-подзолистых почвах под влиянием йода повышал урожай клубней и увеличивал их крахмалистость. Кроме того, в нем возрастало содержание калия.
Удобрения , содержащие Йод
Хлопчатник, обработанный йодиднафтенатом (отходы йодного завода), быстрее растет, и увеличивается его урожайность.
Кукуруза под влиянием внекорневой подкормки йодистым калием увеличивает урожай зерна. При этом содержание азота в неусвояемой животными фракции белков в зерне кукурузы снизилось, а содержание хлорофилла в листьях повысилось. Предпосевная обработка и некорневая подкормка растворами солей йода повышает содержание каротина в растении на 30–40 %, при этом сохранность каротина в витаминной муке в течение 9–10 месяцев повышается в 3–4 раза. В ходе производственных опытов было установлено, что урожай кукурузы за 12 лет возрос в среднем на 30 %.
Овес. При обработке семян йодистым калием увеличилась урожайность зеленой массы, а также содержание каротина.В ходе производственных опытов было установлено, что урожай овса за 12 лет возрос в среднем на 34 %.
Подсолнечник. При обработке семян йодистым калием увеличилась урожайность зеленой массы и одновременно повысилось содержание масла в семенах. Однако при увеличении концентрации йодистого калия наблюдалось снижение урожайности.
Томат, лук, капуста, огурец. Под влиянием йодистого калия отмечено повышение урожая в результате внекорневой подкормки. Не меньший эффект оказывает и предпосевная обработка семян.
Удобрения, содержащие йод, значительно увеличивают концентрацию йода в растениях. Например, использование йодистого калия в смеси с карбоаммофоской, а также карбоаммофоски, промышленным способом обогащенной йодистым калием (KI – 300 г/га), привело к увеличению содержания йода в сене клевера-тимофеевки в 3 раза, а в овсе – в 5–6 раз.
Внесение слабого водного раствора элементарного йода в почву и опрыскивание листьев данным раствором оказывает положительное влияние на ускорение развития различных видов растений и повышает их устойчивость к болезням и вредителям.
Установлено, что йод предохраняет салат от проволочника, томаты – от мозаичной болезни и корневой гнили, гладиолусы и львиный зев – от ржавчины, хризантемы становятся устойчивыми к воздействию нематод.
Кроме того, обработка почвы перед посевом раствором йода и последующее опрыскивание рассады этим же раствором один раз в две недели приводит к более раннему созреванию томатов, салата и огурцов.
(c) Справочник AgroXXI
Читайте также: