Iodo
Você sabia ...
Crianças SOS tentou tornar o conteúdo mais acessível Wikipedia por esta selecção escolas. patrocínio SOS Criança é legal!
| Iodo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
53 I | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aparência | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
cinza metálico brilhante, violeta como um gás  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades gerais | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nome, símbolo, número | iodo, I, 53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pronúncia | / aɪ . ə d aɪ n / OLHO -ə-DYN, / aɪ . ə d ɨ n / OLHO -ə-dən, ou / aɪ . ə d Eu n / OLHO -ə-Deen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Categoria elemento | halogéneo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloco | (17) átomos de halogénio , 5, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atômico padrão | 126,90447 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuração eletrônica | [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 5 2, 8, 18, 18, 7  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| História | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Descoberta | Bernard Courtois (1811) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Primeiro isolamento | Bernard Courtois (1811) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fase | sólido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidade (perto RT) | 4,933 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de fusão | 386,85 K , 113,7 ° C, 236,66 ° F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de ebulição | K 457,4, 184,3 ° C, 363,7 ° F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto Triplo | 386,65 K (113 ° C), 12,1 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto crítico | 819 K, 11,7 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de fusão | (I 2) 15,52 kJ mol -1 · | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de vaporização | (I 2) 41,57 kJ mol -1 · | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacidade calorífica molar | (I 2) 54,44 J · · mol -1 K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pressão de vapor (rhombic) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades atômicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidação | 7, 5, 3, 1, -1 (Fortemente ácida óxido) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Eletronegatividade | 2,66 (escala de Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energias de ionização | 1º: 1008,4 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2: 1845,9 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3: 3180 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio atômico | 140 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| O raio de covalência | 139 ± 15:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals raio | 198 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscelânea | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A estrutura de cristal | orthorhombic  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordenamento magnético | diamagnetic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistividade elétrica | (0 ° C) de 1,3 x 10 7 m Ω · | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade térmica | 0,449 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massa de módulo | 7,7 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Número de registo CAS | 7553-56-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A maioria dos isótopos estáveis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ver artigo principal: Os isótopos de iodo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
O iodo é um elemento químico com o símbolo I e número atômico 53. O nome vem do grego , significando ioeidēs ἰοειδής violeta ou roxo, devido à cor de vapor de iodo elementar.
Iodo e seus compostos são utilizados principalmente em nutrição , e industrialmente na produção de ácido acético e determinada polímeros. Relativamente elevado número atômico de iodo, baixo toxicidade e facilidade de ligação com compostos orgânicos tornaram-se uma parte de muitos Materiais de contraste de raios-X na medicina moderna. Iodo tem apenas um isótopo estável . Um número de iodo radioisótopos também são utilizados em aplicações médicas.
O iodo é encontrado principalmente na Terra como solúvel em água, altamente ião iodeto, I -, que concentra-lo nos oceanos e piscinas de água salgada. Como os outros halogênios , iodo livre ocorre principalmente em molécula diatomic I 2, e, em seguida, apenas momentaneamente depois de ser oxidado a partir de iodeto por um oxidante como o oxigênio livre. No universo e na Terra, alto número atômico de iodo faz com que seja relativamente elemento raro. No entanto, a sua presença na água do oceano deu-lhe um papel na biologia. É o mais pesado elemento essencial utilizado amplamente pela vida em funções biológicas (somente tungstênio , utilizado em enzimas por algumas espécies de bactérias, é mais pesado). Raridade de iodo em muitos solos, devido à baixa abundância inicial como um elemento-crosta, e também lixiviação de iodeto solúvel pela água da chuva, tem levado a muitos problemas de deficiência em animais terrestres e as populações humanas interiores. A deficiência de iodo afeta cerca de dois mil milhões de pessoas e é a principal causa evitável de deficiência intelectual.
O iodo é necessário por animais superiores, que o utilizam para sintetizar hormonas da tiróide, que contêm o elemento. Devido a esta função, radioisótopos de iodo são concentrados no glândula tireóide com iodo não radioativo junto. Se inalado, o radioisótopo iodo-131, que tem um elevado rendimento de produtos de cisão, se concentra na tireóide, mas é facilmente sanado com iodeto de potássio tratamento.
Características
Iodo sob condições normais é um sólido preto-azulado. Pode ver-se, aparentemente sublimar a temperaturas normais em um gás violeta-de-rosa que tem um odor irritante. Este halogénio forma compostos com diversos elementos, mas é menos reativo do que os outros membros do seu grupo VII (halogênios) e tem um pouco de luz metálico reflectância.
O iodo elementar dissolve facilmente na maioria dos orgânicos solventes , tais como hexano ou clorofórmio, devido à sua falta de polaridade, mas é apenas ligeiramente solúvel em água. No entanto, a solubilidade do iodo elementar em água pode ser aumentada por meio da adição de iodeto de potássio . O iodo molecular reage reversivelmente com o ião negativo, gerando o anião triiodeto I 3 - em equilíbrio , o qual é solúvel em água. Esta é também a formulação de alguns tipos de medicamentos (anti-séptico) de iodo, embora tintura de iodo dissolve classicamente o elemento em solução aquosa de etanol .
Iodo funde a relativamente baixa temperatura de 113,7 ° C, apesar de o líquido é muitas vezes obscurecido por um vapor denso violeta de iodo gasoso.
O iodo em fase gasosa é de cor violeta, isto é devido a certos comprimentos de onda da luz visível absorvido quando uma transição electrónica do ocupada mais alta π * mo para o menor desocupado σ * MO na molécula ocorre. Quando o iodo é dissolvido em solventes polares que sejam solventes fortes doadores, como cetonas , éteres , piridina, a formação de complexo de transferência de carga leva a alteração da diferença de energia entre os dois orbitais moleculares, assim, diferentes comprimentos de onda foram absorvidos e iodo tem cor diferente em solventes com polaridade diferente.
Soluções de iodo em solventes fortes dadores tais como acetona , tetra-hidrofurano, piridina aparece castanho ou amarelo (λ max = 460-480 nm), enquanto que em solventes de doadores mais fracos, tais como diclorometano parece vermelho carmesim, em hidrocarbonetos aromáticos tais como benzeno e tolueno parece rosa ou castanho-avermelhado. Em solventes não-polares, tais como hexano, nenhum complexo de transferência de carga é formado, e a solução aparece violeta (λ max = 520-540 nm), uma vez a abertura de energia em I 2 em solventes não-polares é essencialmente a mesma que na fase gasosa. Quando uma solução castanha de iodo num solvente forte dador é aquecida, uma transição de cor de castanho para violeta é observada como o complexo de transferência de carga fracamente ligado dissocia-se em moléculas de solvente e iodo livre.
Complexos de transferência de carga pode também ser formada entre o iodo e um ião de metal, na qual os electrões no π preenchido * orbitais de moléculas de iodo foram doados para os vazios, 5s de baixa altitude e 5d orbitais, entrementes doação de volta a partir do metal ocorre, o que enfraquece e aumenta o vínculo I-I. Um exemplo é [AgI 2] [SbF 6] em que existe uma cadeia polimérica do complexo de transferência de carga [(AGI 2) N] + n no composto.
Ocorrência
O iodo é rara no sistema solar e crosta da Terra (47-60th em abundância); no entanto, sais de iodo são frequentemente muito solúvel em água. Iodo ocorre em ligeiramente maior As concentrações em água do mar do que em rochas, 0,05 vs. 0,04 ppm. Os minerais que contenham iodo incluir caliche, encontrado no Chile . O marrom algas Laminaria e Fucus encontradas em zonas temperadas do Hemisfério Norte contêm 0,028-0,454 por cento em peso seco de iodo. Além de tungsténio , o iodo é o elemento mais pesado a ser essencial para os organismos vivos. Sobre 19.000 toneladas são produzidas anualmente a partir de fontes naturais.
Organoiodine compostos são produzidos por formas de vida marinha, sendo o mais notável iodometano (vulgarmente chamado iodeto de metilo). Cerca de 214 quilotoneladas / ano de iodometano é produzido por meio marinho, por atividade microbiana em plantações de arroz e pela queima de material biológico. O iodometano volátil é dividido na atmosfera como parte de um ciclo de iodo global.
Structure and Bonding
Iodo normalmente existe como uma molécula com uma diatómico II comprimento de ligação de 270 pm, uma das mais longas ligações simples conhecidos. As duas moléculas I tendem a interagir através do fraco van der Waals forças chamado Forças de dispersão de London, e esta interacção é responsável pelo ponto de fusão mais elevado em comparação com halogéneos mais compactas, que são também diatómico. Uma vez que o tamanho atómico do iodo é maior, o seu ponto de fusão é mais elevada. O sólido cristaliza como cristais ortorrômbica. O motivo de cristal no Notação de Hermann-Mauguin é CMCA (no 64), Símbolo Pearson OS8. O vínculo II é relativamente fraco, com uma vínculo energia de dissociação de 36 kcal / mol, ea maioria dos títulos para iodo são mais fracos do que para os halogenetos mais leves. Uma consequência desta ligação fraca é a relativamente alta tendência de I 2 moléculas para dissociar-se em iodo atômica.
Produção
Dos vários lugares em que o iodo ocorre na natureza, apenas duas fontes são comercialmente úteis: o caliche, encontrado no Chile , e as salmouras contendo iodo de campos de gás e petróleo, especialmente no Japão e nos Estados Unidos. O caliche contém nitrato de sódio, que é o produto principal das actividades mineiras, e pequenas quantidades de iodato de sódio e iodeto de sódio. Na extracção de nitrato de sódio, o iodato de sódio e iodeto de sódio são extraídos. A alta concentração de iodo na caliche e extensa mineração feita Chile o maior produtor de iodo em 2007.
A maioria dos outros produtores utilizam salmoura de ocorrência natural para a produção de iodo. O japonês Minami Kanto campo de gás leste de Tóquio eo norte-americano Campo de gás da Bacia Anadarko no noroeste Oklahoma são as duas maiores fontes de iodo a partir de salmoura. A solução salina tem uma temperatura superior a 60 ° C devido à profundidade da fonte. O salmoura é primeiro purificada e acidificada usando ácido sulfúrico , em seguida, o presente iodeto é oxidado a iodo com o cloro . Uma solução de iodo é produzida, mas é diluir e deve ser concentrada. Ar é soprado para dentro da solução, fazendo com que o iodo Evapora-se, em seguida, ele é passado para uma torre de absorção onde contendo ácido dióxido de enxofre é adicionado reduzir o iodo. O iodeto de hidrogénio (Hl) reage com cloro para precipitar o iodo. Após filtração e purificação do iodo é embalado.
- HI + 2 Cl 2 → I 2 + 2 HCl ↑
- I 2 + 2 H 2 O + SO 2 → HI 2 + H 2 SO 4
- 2 HI + Cl 2 → I ↓ 2 + 2 HCl
A produção de iodo a partir de água do mar por meio de electrólise não é usado devido à abundância suficiente de salmoura rica em iodo. Outra fonte de iodo é alga marinha, usado nos séculos 18 e 19, mas já não é economicamente viável.
Amostras comerciais muitas vezes contêm altas concentrações de impurezas, que podem ser removidos por sublimação. O elemento pode também ser preparado através de uma forma ultra-pura através da reacção de iodeto de potássio com cobre (II), sulfato , que dá de cobre (II), iodeto de inicialmente. Que decompõe-se espontaneamente de cobre (I) iodeto e iodo
- Cu2 + + 2 I - → 2 Cul
- 2 Cul 2 → 2 Cul + I2
Há também outros métodos de isolamento deste elemento no laboratório, por exemplo, o método utilizado para isolar outros halogéneos: oxidação do iodeto em iodeto de hidrogénio (muitas vezes feito in situ com um iodeto e ácido sulfúrico) pela dióxido de manganês (ver abaixo em química Descritiva).
Isótopos e suas aplicações
Dos 37 conhecidos (caracterizadas) isótopos de iodo, apenas um, 127 I, é estável.
O radioisótopo de vida mais longa, 129 I, tem uma meia-vida de 15,7 milhões de anos. Este é o tempo suficiente para torná-lo um elemento permanente do meio ambiente em escalas de tempo humanas, mas demasiado curto para que ela exista como um isótopo primordial hoje. Em vez disso, iodo-129 é um radionuclídeo extinto, e sua presença no início do Sistema Solar é inferida a partir da observação de um excesso de sua filha xenon-129. Este nuclídeo também foi recentemente feita por raios cósmicos e como um subproduto da fissão nuclear humano, o que é utilizado para monitorar como um contaminante ambiental muito longa vida.
O próximo mais longa duração de radioisótopos, iodo-125, tem uma meia-vida de 59 dias. É usado como um marcador emissor gama conveniente de proteínas em ensaios biológicos, e alguns exames de imagem de medicina nuclear em que é necessária uma meia-vida mais longa. Ele também é comumente usado em braquiterapia implantado cápsulas, que matam os tumores de curto alcance local radiação gama (mas onde o isótopo nunca é liberado no corpo).
O iodo-123 (semi-vida de 13 horas) é o isótopo de escolha para imaging medicina nuclear da glândula tireóide, o que naturalmente se acumula todos os isótopos de iodo.
O iodo-131 (semi-vida de oito dias) é um isótopo emissor beta, que é um produto comum fissão nuclear. Ele é preferencialmente administrado a seres humanos apenas em doses muito altas que destroem todos os tecidos que acumulam (usualmente, a tiróide), que por sua vez evita que estes tecidos de desenvolver cancro a partir de uma dose mais baixa (paradoxalmente, uma dose alta de este isótopo aparece mais seguro para o tiróide do que uma dose baixa). Como outros radioiodos, I-131 acumula na glândula tireóide, mas ao contrário dos outros, em pequenas quantidades, é altamente cancerígeno lá, ao que parece, devido à mutação celular local elevado, devido a danos causados por decaimento beta. Devido a esta tendência de 131I para causar danos elevados às células que se acumulam e que outras células perto deles (0,6 a 2 mm de distância, a gama dos raios beta), que é o único isótopo radioactivo de iodo utilizado como terapia directa, para matar tecidos tais como cancros que ocupam moléculas iodados artificialmente (exemplo, o composto iobenguano, também conhecido como MIBG). Pela mesma razão, apenas o isótopo de iodo-131 I é usado para tratar Doença de Graves e esses tipos de cancros da tiróide (às vezes em forma metastático), onde o tecido que exige a destruição, ainda funções de acumular iodeto naturalmente.
Não radioactivo comum iodeto de potássio (iodo-127), num certo número de formas convenientes (comprimidos ou em solução) pode ser usado para saturar a capacidade da glândula tiróide de tomar-se mais iodo, e, assim, proteger contra a contaminação acidental de iodo-131 gerada por fissão nuclear acidentes, como o desastre de Chernobyl e, mais recentemente, a Fukushima I acidentes nucleares, assim como a partir de contaminação a partir deste isótopo em precipitação nuclear de armas nucleares .
História
O iodo foi descoberto pelo químico francês Bernard Courtois em 1811. Ele nasceu de um fabricante de salitre (uma parte vital da pólvora ). Na época das guerras napoleônicas , a França estava em guerra e salitre foi em grande demanda. Salitre produzido a partir Francês camas niter necessária carbonato de sódio, que pode ser isolado a partir de algas coletadas nas costas da Normandia e Brittany. Para isolar o carbonato de sódio, algas foi queimado e cinzas lavou-se com água. O resíduo restante foi destruído pela adição de ácido sulfúrico . Courtois uma vez adicionado o ácido sulfúrico excessiva e uma nuvem de vapor rosa roxa. Ele observou que o vapor cristalizou em superfícies frias, fazendo cristais escuros. Courtois suspeita de que este era um novo elemento, mas faltava o financiamento para persegui-lo ainda mais.
Courtois deu amostras de seus amigos, Charles Bernard Desormes (1777-1862) e Nicolas Clément (1779-1841), para continuar a investigação. Ele também deu um pouco da substância a químico Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850), e físico André-Marie Ampère (1775-1836). Em 29 de Novembro 1813, Dersormes e Clément fez a descoberta de Courtois público. Eles descreveram a substância a uma reunião do Instituto Imperial de France. Em 6 de dezembro, Gay-Lussac anunciou que a nova substância era ou um elemento ou um composto de oxigênio. Era Gay-Lussac, que sugeriu o nome "iode", da palavra grega ιώδες (complexo Ixodes) para violeta (por causa da cor de vapor de iodo). Ampère tinha dado um pouco de sua amostra de Humphry Davy (1778-1829). Davy fez algumas experiências sobre a substância e observou sua semelhança com cloro . Davy enviou uma carta datada de 10 de dezembro para o Royal Society of London afirmando que ele havia identificado um novo elemento. Argumentos irrompeu entre Davy e Gay-Lussac sobre quem identificou iodo primeiro, mas ambos os cientistas reconheceram Courtois como o primeiro a isolar o elemento.
Aplicações
Aditivo alimentar humana
Esta aplicação é muito importante discutido nas secções no final deste artigo, a qual tratar iodo em biologia.
Alimentação animal
A produção de diiodeto etilenodiamónio (DIED) consome uma grande fracção de iodo disponível. DIED é fornecido a animais sob a forma de um suplemento nutricional.
Catálise
A principal aplicação de iodo é como um co-catalisador para a produção de ácido acético pela Monsanto e Cativa processos. Em essas tecnologias, que apoiam a demanda mundial por ácido acético, ácido iodídrico converte o metanol matéria-prima em iodeto de metilo, o qual sofre carbonilação. A hidrólise do iodeto de acetilo resultante regenera o ácido iodídrico e ácido acético dá.
Desinfetante e água tratamento
O iodo elementar é usada como um desinfectante em várias formas. O iodo existe como o elemento, ou como a água-solúvel anião triiodeto I 3 - gerado in situ pela adição de iodeto de iodo elementar mal solúvel em água (a reação química inversa faz algum iodo elementar livre disponível para anti-sepsia). De forma alternativa, o iodo pode vir de iodóforos, que contêm iodo complexado com um agente solubilizante (ião iodeto pode ser pensado como o iodóforo frouxamente em soluções de água triiodeto). Exemplos de tais preparações são:
- Tintura de iodo: iodo em etanol, ou iodo e iodeto de sódio em uma mistura de etanol e água.
- De Lugol iodo: iodo e iodeto, só em água, formando principalmente triiodide. Ao contrário de tintura de iodo, a solução de Lugol tem uma quantidade minimizada de iodo livre componente (I 2).
- Iodo povidona (um iodoforo).
Uso médico e radiológica
O iodeto de potássio foi usado como um expectorante, embora esta utilização é cada vez mais raro. Na medicina, iodeto de potássio é normalmente usada para tratar aguda tirotoxicose, usualmente como uma solução saturada de iodeto de potássio chamado SSKI. É também usado para bloquear a absorção de iodo-131 na glândula tiróide (ver secção isótopos acima), quando este isótopo é usado como parte de radiofármacos (tal como iobenguane) que não são direcionados para os tecidos tireoidianos ou do tipo de tireóide.
O iodo-131 (geralmente sob a forma química de iodeto) é um componente de precipitação nuclear e uma particularmente perigosa devido à propensão do glândula tireóide para se concentrar iodo ingerida, onde é mantido por períodos mais longos do que radiológica meia-vida deste isótopo de oito dias. Por esta razão, se pessoas se espera que sejam expostos a uma quantidade significativa de iodo radioactivo ambiental (iodo-131 na precipitação), que pode ser instruído a tomar comprimidos de iodeto de potássio não-radioactivos. A dose típica de adultos é um comprimido de 130 mg por 24 horas, fornecendo 100 mg (100.000 microgramas ) de iodo, como ião iodeto. (Dose diária típica de iodo para manter a saúde normal é da ordem de 100 microgramas;. Consulte "Ingestão Dietética" abaixo) Ao ingerir esta grande quantidade de iodo não-radioativo, captação de iodo radioativo pela glândula tireóide é minimizado. Veja o artigo na iodeto de potássio para mais sobre esse tópico.
Agente de contraste radiológico
Iodo, como fisicamente densa elemento com alta e alta densidade electrónica número atómico , é muito radio-opaca (isto é, assim que absorve os raios-X). Esta propriedade pode ser plenamente explorado através da filtragem de imagem de raios-X, de modo que eles são mais enérgico do que "K-edge" de iodo em 33,3 keV, ou a energia, onde o iodo começa a absorver os raios X fortemente devido ao efeito fotoelétrico de elétrons em seu escudo K. Os compostos orgânicos de um determinado tipo (derivados de benzeno tipicamente iodo-substituídas) são, portanto, utilizados em medicina como raios-X agentes de radiocontraste para injecção intravenosa. Este é muitas vezes em conjunto com técnicas avançadas de raios-X tal como angiografia e CT digitalização. Actualmente, todos os agentes de radiocontraste solúvel em água contam com iodo.
Outros usos
Iodetos inorgânicos encontrar usos especializados. De háfnio, zircónio, titânio são purificados por o Processo van Arkel, que envolve a formação reversível das tetraiodides destes elementos. O iodeto de prata é um ingrediente importante para filme fotográfico tradicional. Milhares de quilos de iodeto de prata são consumidos anualmente para semeação de nuvens.
O composto organoiodine eritrosina é um importante agente corante alimentar. Iodetos perfluoroalquilo são precursores de tensioactivos importantes, tais como a ácido perfluorooctano.
Iodo química
Iodo adopta uma variedade de estados de oxidação, geralmente variando de (formalmente) I (VII) I (-I), e incluindo os estados intermediários de I (V), Eu (III) e Eu (I). Na prática, apenas o estado de oxidação -1 é de importância, sendo a forma encontrada em sais iodeto e compostos organoiodine. O iodo é um Ácido de Lewis. Com doadores de elétrons, como e trifenilfosfina piridina forma uma complexo de transferência de carga. Com o ânion iodeto forma o ion triiodide. O iodo e o íon iodeto de forma a par redox. I 2 é facilmente reduzida e eu - é facilmente oxidado.
Solubilidade
Sendo uma molécula não polar, o iodo é altamente solúvel em solventes orgânicos não polares, incluindo etanol (20,5 g / 100 ml a 15 ° C, 21,43 g / 100 ml a 25 ° C), éter de dietilo (20,6 g / 100 ml a 17 ° C, 25,20 g / 100 ml a 25 ° C), clorofórmio, ácido acético , glicerol, benzeno (14,09 g / 100 ml a 25 ° C), tetracloreto de carbono (2,603 g / 100 ml a 35 ° C), e dissulfureto de carbono (16,47 g / 100 ml a 25 ° C). O iodo elementar é fracamente solúvel em água, com um grama de dissolução em 3450 ml a 20 ° C e 1280 ml a 50 ° C, embora seja muito mais solúvel na solução de iodeto como forma iões poliiodeto. As soluções aquosas de etanol e são castanhos que reflecte o papel destes solventes como Bases de Lewis. Soluções em clorofórmio, tetracloreto de carbono, dissulfureto de carbono e são violeta, a cor de vapor de iodo.
Reações redox
Na vida cotidiana, iodetos estão lentamente oxidado pelo oxigênio atmosférico na atmosfera para dar iodo livre. A evidência para esta conversão é a tonalidade amarela de certas amostras envelhecidas de sais de iodo e alguns compostos organoiodine. A oxidação de iodeto a iodo na ar é também responsável pela perda lenta de conteúdo em iodeto de sal iodado, se exposta ao ar. Alguns sais de iodato de usar para prevenir a perda de iodo.
O iodo é facilmente reduzido. O mais comum é a interconversão de I - e eu 2. O iodo molecular pode ser preparado por oxidação iodetos com cloro:
- 2 I - + Cl 2 → I 2 + 2 Cl -
ou com dióxido de manganês em solução ácida:
- 2 I - 4 + H + + MnO2 → I 2 + 2 H 2 O + Mn 2+
O iodo é reduzido a ácido iodídrico pela sulfureto de hidrogénio e hidrazina:
- 8 I + 2 8 H 2 S → HI 16 + S 8
- 2 I 2 + N 2 H 4 → 4 HI + N2
Quando dissolvido em fumegante ácido sulfúrico (65% oleum), iodo constitui uma intensa solução azul. A cor azul é devido a I +
2 cação, o resultado de iodo a ser oxidado pelo SO 3:
- 2 I 2 + 2 SO 3 + H 2 SO 4 2 I + →
SO 2 + 2 + 2 HSO -
4
A I +
2 catiónica também é formada na oxidação do iodo pela Ou SbF5 TaF 5. O resultante I +
2 Sb
F 2 -
11 ou I +
2 Ta
F 2 -
11 pode ser isolado na forma de cristais azuis profundos. As soluções destes sais ficam vermelhos quando arrefecida abaixo de -60 ° C, devido à formação do Eu 2+
4 cação:
- 2 I +
2
Eu 2+
4
Sob condições ligeiramente mais alcalinas, Eu 2+
4 disproportionates em I +
3 e um composto de iodo (III). O excesso de iodo pode depois reagir com I +
3 para formar I +
5 (verde) e eu 3+
15 (preto).
Óxidos de iodo
Os óxidos mais conhecidos são os ânions, IO -
3 e IO -
4, mas vários outros óxidos são conhecidos, tais como o oxidante forte pentóxido de iodo.
Em contraste com o cloro , a formação do ião de hipo-haleto (IO -) em soluções aquosas neutras de iodo é negligenciável.
- I2 + H2O H + + I - + HIO (K = 2,0 x 10 -13) em soluções básicas (tal como solução aquosa de hidróxido de sódio ), iodo converte numa reacção de duas fases para e iodeto de iodato:
I 2 + 2 OH - → I - IO + - + H2O (K = 30) 3 IO - → 2 I - + IO -
3(K = 10 20)
Derivados orgânicos da hypoiodate ( 2-iodóxibenzoico ácido, e Periodinano de Dess-Martin) são usados em química orgânica.
Ácido iódico (HIO 3), ácido periódico (HIO 4) e os seus sais são oxidantes fortes e são de utilização em alguns síntese orgânica. O iodo é oxidado para se obter iodato por ácido nítrico , bem como pela cloratos:
- I 2 10 + HNO 3 → 2 HIO 3 + 10 NO 2 + 4 H2O
- I 2 + 2 ClO -
3 → 2 IO -
3 + Cl 2
Compostos de iodo inorgânicos
Iodo forma compostos com todos os elementos com excepção dos gases nobres. Do ponto de vista das aplicações comerciais, um composto é importante ácido iodídrico, utilizado como um co-catalisador no Cativa processo para a produção de ácido acético. Titânio e alumínio iodetos são usados na produção de butadieno, um precursor de pneus de borracha.
Sais de metais alcalinos são sólidos incolores comuns que são altamente solúveis em água. O iodeto de potássio é uma fonte conveniente do ânion iodeto; é mais fácil de manusear do que iodeto de sódio, porque não é higroscópico. Ambos os sais são utilizados principalmente na produção de sal iodado. Iodeto de sódio é especialmente útil no Reacção de Finkelstein, porque é solúvel em acetona , enquanto que o iodeto de potássio, é menos. Nesta reacção, uma cloreto de alquilo é convertido num iodeto de alquilo. Este baseia-se na insolubilidade de cloreto de sódio em acetona para conduzir a reacção:
- R-Cl (acetona) + Nal (acetona) → RI (acetona) + NaCl (s)
Apesar de ter o menor electronegatividade dos halogéneos comuns, iodo reage violentamente com alguns metais, tais como alumínio:
- 3 I 2 + 2 Al 2 → AlI 3
Esta reacção produz 314 kJ por mole de alumínio, comparáveis aos de thermite 425 kJ. No entanto, a reacção inicia-se espontaneamente, e se não confinada, faz com que uma nuvem de iodo gasoso devido à alta temperatura.
Compostos interhalogénio
Interhalogénio compostos são bem conhecidos; exemplos incluem monocloreto de iodo e tricloreto; pentafluoreto de iodo e heptafluoride.
Compostos orgânicos
Existem muitos compostos organoiodine; o mais simples é iodometano, aprovado como um solo fumigante. Compostos orgânicos iodados são utilizados como reagentes de síntese.
Síntese orgânica
Organoiodine compostos podem ser feitos de muitas maneiras. Por exemplo, iodeto de metilo pode ser preparado a partir de metanol , fósforo vermelho, e iodo. O reagente de iodação é triiodeto de fósforo que é formado in situ:
- 3 CH 3 OH + PI 3 → 3 CH 3 I + H 3 PO 3
O teste iodofórmio usa uma solução alcalina de iodo para reagir com metil-cetonas para se obter o grupo separável lábil triiodomethide, iodofórmio formando, que precipita.
Arilo e alquilo iodetos tanto de formulário Reagentes de Grignard. O iodo é por vezes usado para ativar magnésio ao preparar reagentes de Grignard. Iodetos de alquilo tais como iodometano são boas agentes alquilantes. Alguns inconvenientes para o uso de compostos organoiodine na síntese química são:
- compostos de iodo são mais caros do que os brometos e cloretos correspondentes, por essa ordem
- iodetos são agentes alquilantes muito mais fortes, e por isso são mais tóxicos (por exemplo, iodeto de metilo é muito tóxica (T +).
- iodetos de baixo peso molecular tendem a ter um peso equivalente muito mais elevada, em comparação com outros agentes de alquilação (por exemplo, iodeto de metilo em relação carbonato de dimetilo), devido à massa atómica de iodo.
Química analítica e bioanalysis
O iodo é útil em química analítica, devido às suas reacções com alcenos , amido e agentes oxidantes e redutores. As espécies altamente coloridas envolvidos nestas reações torná-lo fácil de detectar os pontos finais em muitas determinações analíticas. O iodo é uma mancha geral comum utilizado em cromatografia em camada fina. Iodo forma um complexo azul intenso com os polímeros de glicose e amido glicogênio. Diversos métodos analíticos contar com esta propriedade:
- Iodometría. A concentração de um oxidante, pode ser determinado adicionando-o a um excesso de iodeto, iodo elementar para destruir / triiodeto como um resultado da oxidação pelo oxidante. A indicador de amido é então utilizado como o indicador perto do ponto final, a fim de aumentar o contraste visual (azul escuro torna-se incolor, em vez de o amarelo de triiodeto diluído tornando-se incolor).
- Um Teste de iodo pode ser usado para testar uma substância amostra para a presença de amido. O Reação relógio de iodo é uma extensão das técnicas em iodometry.
- Soluções de iodo são utilizados em canetas de detecção de notas falsas; a premissa é que notas falsas feitas com papel disponível comercialmente contêm amido.
- Amido-iodeto de papel são usados para testar a presença de oxidantes, tais como peróxidos. Os oxidantes converter iodeto de iodo, que aparece como azul. Uma solução de iodeto de amido e pode executar a mesma função.
- Durante colposcopia, solução de Lugol é aplicada ao vagina e colo do útero. Normais manchas de tecido vaginal castanhos devido ao seu alto teor de glicogénio (uma cor-de reacção semelhante à que, com o amido), enquanto que o tecido anormal suspeita de cancro não mancha, e, assim, aparece pálida em comparação com o tecido circundante. A biópsia de tecido suspeito pode então ser realizada. Isto é chamado um Teste de Schiller.
Valor de iodo ou o número de iodo é usado para indicar o número de ligações duplas de carbono-carbono em óleos vegetais e ácidos gordos .
Uso de produtos químicos sintéticos clandestina
Nos Estados Unidos, o Drug Administration (DEA) considera iodo e compostos contendo iodo (iodetos iónicos, iodofórmio, iodeto de etilo, e assim por diante) como reagentes úteis para o fabrico de clandestino metanfetamina.
Papel biológico
O iodo é um elemento essencial oligoelemento para a vida, o elemento mais pesado geralmente necessários pelos organismos vivos. Apenas tungsténio , um componente de algumas enzimas bacterianas, tem um número atómico mais elevado e de peso atómico.
O principal papel do iodo na biologia animal é como um constituinte do tireóide hormônios tiroxina (T4) e tri-iodotironina (T3). Estes são feitos a partir de produtos de adição de condensação do aminoácido tirosina, e são armazenadas antes do lançamento de uma contendo iodo proteína chamada tireoglobulina. T4 e T3 contêm quatro e três átomos de iodo por molécula , respectivamente. O glândula tireóide absorve ativamente o iodeto do sangue para fazer e liberar esses hormônios no sangue, as ações que são reguladas por um segundo hormônio TSH pela pituitária. Os hormônios tireoidianos são moléculas filogeneticamente muito velhos que são sintetizados pela maioria multicelulares organismos , e que ainda tem algum efeito sobre organismos unicelulares.
Os hormônios tireoidianos desempenham um papel fundamental na biologia, sob a transcrição do gene para regular a taxa metabólica basal. A deficiência total dos hormônios da tireóide pode reduzir a taxa metabólica basal até 50%, enquanto na produção excessiva de hormônios tireoidianos a taxa metabólica basal pode ser aumentada em 100%. T4 atua principalmente como um precursor para T3, que é (com pequenas excepções), o hormônio biologicamente ativo. Em anfíbio metamorfose de iodo e hormônios da tireóide exercer um modelo experimental bem estudado de apoptose nas células de brânquias, cauda e barbatanas de girinos.
Iodo tem uma relação nutricional com selénio . Uma família de enzimas dependentes de selênio chamado deiodinases converte T4 em T3 (hormônio ativo) através da remoção de um átomo de iodo a partir do anel tirosina exterior. Estas enzimas também converter T4 para T3 reverso (rT3) por remoção de um átomo de anel de iodo interior, e converter a T3 3,3'-Diiodothyronine (T2) também através da remoção de um átomo de anel interior. Ambos os últimos são hormonas inactivadas que estão prontos para a eliminação e têm, na sua essência, não há efeitos biológicos. Uma família de enzimas não dependente de selênio em seguida deiodinates ainda mais os produtos destas reacções.
O iodo é responsável por 65% do peso molecular de T4 e 59% de T3. Quinze a 20 mg de iodo é concentrado no tecido da tiróide e hormonas, mas 70% de iodo do corpo é distribuído em outros tecidos, incluindo as glândulas mamárias, olhos, mucosa gástrica, paredes arteriais, o colo do útero, e glândulas salivares. Nas células desses tecidos, iodeto entra directamente symporter-iodeto de sódio (NIS). O seu papel no tecido mamário está relacionada com o desenvolvimento fetal e neonatal, mas o seu papel em outros tecidos é desconhecida.
A ingestão alimentar
O diário Dietary Reference Intake recomendado pelos Estados Unidos Instituto de Medicina é entre 110 e 130 ug para crianças até 12 meses, 90 mg para crianças até oito anos, 130 mg para crianças até 13 anos, 150 mg para adultos, 220 mg para as mulheres grávidas e 290 ug para mães lactantes. O nível de ingestão tolerável (UL) para adultos é de 1.100 mg / dia (1,1 mg / dia). O limite tolerável foi avaliada através da análise do efeito da suplementação sobre hormônio estimulante da tireóide.
A glândula tiróide não necessita de mais de 70 microgramas / dia para sintetizar as quantidades diárias necessárias de T4 e T3. Os níveis de dose diária recomendada mais elevada de iodo afigurem necessárias para a função ideal de um número de sistemas do corpo, incluindo mama em lactação, mucosa gástrica, glândulas salivares, mucosa oral, paredes arteriais
As fontes naturais de iodo incluem a vida no mar, comoalgas e frutos do mar determinada, bem como plantas cultivadas em solos ricos em iodo.O sal iodado é enriquecido com iodo.
A partir de 2000, o consumo médio de iodo a partir de alimentos nos Estados Unidos foi de 240-300 ug / dia para homens e 190-210 mg / dia para mulheres. No Japão, o consumo é muito maior, variando entre 5.280 mg / dia para 13.800 mg / dia, isto devido ao consumo freqüente de alga ou kombu algas.
Após programas de fortificação de iodo (por exemplo, sal iodado) foram implementados, alguns casos de induzida por iodo têm sido observadas hipertireoidismo (o chamado fenômeno Jod-Basedow). A condição parece ocorrer principalmente em pessoas com mais de quarenta anos, eo risco parece ser maior quando a deficiência de iodo é grave eo aumento inicial no consumo de iodo é elevada.
Processamento de informações, habilidades motoras finas, e resolução de problemas visuais são melhoradas pela reposição de iodo em crianças moderadamente com deficiência de iodo.
Deficiência
Em cerca de dois terços das famílias da Terra, sal de mesa é iodado. No entanto, isso ainda deixa cerca de dois bilhões de pessoas com deficiência de iodo. O iodo é necessário para as hormonas essenciais tiroxina produzida por e concentradas na glândula tiróide.
Elemental iodo é um irritante e oxidante contato direto com a pele pode causar lesões, de modo cristais de iodo devem ser manuseados com cuidado. As soluções com alta concentração de iodo elementar, tais como tintura de iodo e solução de Lugol são capazes de provocar danos nos tecidos se a sua utilização para a limpeza e anti-sépticos é prolongada.
Sensibilidade de iodo
Algumas pessoas desenvolvem uma sensibilidade ao iodo. Aplicação de tintura de iodo pode causar uma erupção cutânea. Alguns casos de reacção para Povidona-iodo (Betadine) resultou em queimaduras químicas. Uso médico de iodo (ou seja, como um agente de contraste, veja acima) podem causar choque anafilático em pacientes altamente sensíveis iodo. Alguns casos de sensibilidade ao iodo pode ser formalmente classificados como alergias iodo. Iodo sensibilidade é rara, mas tem um efeito considerável, dada a utilização intensiva de meios de contraste à base de iodo.
