Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Йод и его соединения

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………..….3

Свойства элемента…………………………………..….......4

2. Распространение в природе……………………………….6

3. Вредное воздействие элемента на живые организмы.…7

4. Содержание элемента в продуктах питания………...…...11

5. Способы получения………………………….…………….15

6. Использование в медицине……...……………...…………17

7.Интересные факты…………………………………..……...18

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА……………………………...19

Введение.

Йод является жизненно необходимым человеческому организму веществом. В узкоспециальных кругах йод называется микронутриентом. Биологическая роль йода в организме человека чрезвычайно важна.

Этот микроэлемент участвует в образовании тиреоидных гормонов, отвечающих за эффективность обменных процессов, за развитие и рост организма, за выработку тепла. Йод необходим и для правильного функционирования щитовидной железы, которая, собственно, и вырабатывает упомянутые выше гормоны, в частности, тироксин. Получить достаточное количество йода организм может только извне. Поэтому важно знать, в каких продуктах содержится йод и его соединения.

Всемирная организация здравоохранения признала глобальной проблему заболеваний, возникающих вследствие дефицита йода в рационе питания. Озабоченность медиков объясняется тем, что йододефицит угрожает не только состоянию здоровья, но и жизни.

Статистические данные свидетельствуют о том, что от недостатка йода в мире страдает примерно 200 миллионов человек. Почти миллиард – в зоне риска. Россия, к сожалению, входит в число стран, а их в мире больше полутора сотен, в которых потребление йодосодержащих продуктов на душу населения намного ниже нормы. Однако, насколько опасна нехватка йода в организме человека, настолько же негативно сказывается на здоровье и повышенное содержание этого микроэлемента.

Физические и химические свойства

Плотность йода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tкип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного йода состоит из двух атомов (I2). Заметная диссоциация I2 Û 2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки йода в лабораториях и в промышленности. Йод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах иодидов.

Конфигурация внешних электронов атома йода 5s2 5p5. В соответствии с этим проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1 (в HI, KI); +1 (в HIO, KIO); +3 (в IСl3); +5 (в НIO3, КIO3); и +7 (в HIO4, KIO4). Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды (Hg + I2 = HgI2). С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород.

Элементный йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до I- (I2 + H2S = S + 2НI). Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-. При растворении в воде йода частично реагирует с ней; в горячих водных растворах щелочей образуются иодид и йодат. Адсорбируясь на крахмале, йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в йодометрии и качественном анализе для обнаружения йода. Пары йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от йода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.

Иод радиоактивный

Искусственно радиоактивные изотопы йода – I125, I131, I132 и другие широко используются в биологии и, особенно в медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда её заболеваний. Применение радиоактивного йода в диагностике связано со способностью йода избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности b - излучения радиоизотопов йода разрушать секреторные клетки железы. При загрязнениях окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы йода быстро включаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счете, в молоко и, следовательно, в организм человека. Особенно опасно их проникновение в организм детей, щитовидная железа которых в 10 раз меньше, чем у взрослых людей и к тому же обладает большей радиочувствительностью. С целью уменьшения отложения радиоактивных изотопов йода в щитовидной железе рекомендуется применять препараты стабильного И. (по 100 – 200 мг на прием). Радиоактивный йод быстро и полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно откладывается в щитовидной железе. Его поглощение зависит от функционального состояния железы. Относительно высокие концентрации радиоизотопов йода обнаруживаются также в слюнных и молочной железах и слизистой желудочно-кишечного тракта. Не поглощенный щитовидной железой радиоактивный йод почти полностью и сравнительно быстро выделяется с мочой.

Распространение в природе

Среднее содержание йода в земной коре 4*10^-5% по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения йода рассеяны; глубинные минералы йода неизвестны. История йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками). Известны 8 гипергенных минералов йода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5*10^-5грамм йода). Из океана соединения йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены йодом. Йод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений йода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи йода йодо - бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг йода).

Вредное воздействие элемента на живые организмы.

Йод в организме

Йод – необходимый для животных и человека микроэлемент. В почвах и растениях таёжно-лесной нечерноземной, сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон. Йод содержится в недостаточном количестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами (Са, Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее содержание йода в почвах около 3*10-4%, в растениях около 2*10-5%. В поверхностных питьевых водах йода мало (от 10-7 до 10-9%). В приморских областях количество йода в 1 м3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных – составляет 1 или даже 0,2 мкг.

Поглощение йода растениями зависит от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (так называемые концентраторы йода, например морские водоросли – фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1% йода, некоторые губки – до 8,5% (в скелетном веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие йод, используются для его промышленного получения. В животный организм йод поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник йода – растительные продукты и корма. Всасывание йода происходит в передних отделах тонкого кишечника. В организме человека накапливается от 20 до 50 мг йода, в том числе в мышцах около 10 – 25 мг, в щитовидной железе в норме 6 – 15 мг. С помощью радиоактивного йода (I131 и I125) показано, что в щитовидной железе йод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующихся в них алл - и моноиодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин). Выделяется йод из организма преимущественно через почки (до 70 – 80% ), молочные, слюнные и потовые железы, частично с жёлчью.

Организм человека не только не нуждается в больших количествах йода, но и с удивительным постоянством сохраняет в крови постоянную концентрацию (10-5 – 10-6 %) йода, так называемое йодное зеркало крови. Из общего количества йода в организме 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 йода I1^-.

Большие дозы элементного йода опасны: доза 2 – 3 г смертельна. В то же время в форме иодида допускается приём внутрь в больших дозах.

Если ввести в организм с пищей значительное количество неорганических солей йода, концентрация его в крови повысится в 1000 раз, но уже спустя 24 часа йодное зеркало крови придёт в норму внутреннего обмена и практически не зависит от условий эксперимента.

В медицинской практике йодорганические соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого диагностического средства получают исключительно чёткие рентгеновские снимки отдельных участков тканей и органов.

Избыток йода в организме

Повышенное содержание йода в органах и тканях организма приводит к гипертиреозу. В этом случае наблюдаются такие симптомы избытка йода, как мышечная слабость, повышенная раздражительность, нередко потливость. Человек худеет, появляется склонность к диарее. Ускоряются обменные процессы. При повышении температуры в отсутствие признаков воспалительного заболевания, то есть, при гипертермии, следует провериться на избыток йода в организме – это один из его симптомов. Распространены также дистрофия и депигментация кожи, преждевременное поседение волос. Длительная мышечная слабость часто приводит к атрофии мышц.

Чрезмерное повышение содержание йода в организме приводит к прямому отравлению. Следует заметить, что чистый йод весьма токсичен. Поэтому симптомы избытка йода, если речь идёт об отравлении, в сущности, не отличаются от признаков любого другого отравления. Это рвота и болезненные ощущения в животе. Часто диарея. В самых пиковых случаях дело может дойти до летального исхода, наступающего из-за шока, возникающего вследствие раздражения огромного числа нервных окончаний.

В большинстве случаев избыток йода в организме образуется при работе на вредных производствах, где происходит выделение большого количества паров йода. Симптомы схожи с отравлением – слезотечение, сопровождаемое кашлем, конъюнктивит и шум в ушах, головные боли и головокружение. Хроническая избыточность йода приводите к возникновению катара слизистых и нарушению функционирования пищеварительного тракта.

Нехватка йода в организме

Постоянная нехватка йода в организме становится видна «невооружённым глазом» практически сразу. Это увеличение в размерах щитовидной железы и образование так называемого эндемического зоба. Это заболевание носит название базедовой болезни, и ему в большей степени подвержен женский пол. Российская статистика неутешительна. Базедовой болезнью в той или иной форме болеют около 20% граждан. Объясняются симптомы нехватки йода в виде базедовой болезни довольно просто. В условиях недостатка йода щитовидная железа увеличивается для того, чтобы выработка достаточного объёма гормонов осталась прежней.

Нехватка йода влияет на репродуктивную функцию, провоцируя случаи мертворождения. Дети при недостатке йода недоразвиты, как умственно, так и физически. Тяжелейшее проявление недостаточного содержания йода в организме – кретинизм.

Наличие йода повышает психологический иммунитет. Если же йода недостаточно, то человек становится слабым, сонливым, быстро устаёт. Наряду с этим ухудшается слух и ослабляется память. Людей, страдающих от йододефицита, выдают и внешние симптомы нехватки йода – бледность и сухость кожных покровов, тусклость волос. Эти люди постоянно испытывают чувство холода, страдают одышкой и испытывают болезненные ощущения в области сердца.

Можно самостоятельно проверить, хватает ли вашему организму йода. Для этого нанесите на кожу йодную сетку. Если рисунок исчезнет в течение ближайшей пары-тройки часов, то, увы, вам не хватает йода. Если же сетка не пропадёт и после суток, то с йодом у вас всё в порядке.

Содержание элемента в продуктах питания

Продуктами питания, содержащими йод в достаточном количестве, являются почти все виды морепродуктов – устрицы, креветки, крабы, морская рыба, морская капуста и другие водоросли. Однако и в некоторых «наземных» продуктах тоже содержится много йода. Например, в следующих овощах – в редьке, моркови, спарже, шпинате, томатах,картофеле, ревене, капусте, луке. Некоторые ягоды представляют собой настоящую кладезь йода – черная смородина, клубника, черный виноград, черноплодная рябина. Много йода содержится в яичном желтке.

Следует помнить, что кулинарная обработка и длительное хранение уменьшают содержание йода в продуктах. Поэтому, йодированная соль, к примеру, должна добавляться в пищу уже по окончании процесса приготовления блюда.

Суточная потребность в йоде для взрослого составляет около 150 мкг (микрограммов) в сутки. В некоторые периоды жизни эта потребность может возрастать, так, суточная потребность в йоде во время беременности и лактации составляет 180 - 250 мкг/день.

Потребность в йоде организм удовлетворяет в основном за счет продуктов растительного происхождения. В сутки в среднем человек получает с растительной пищей – 70-75 мкг, с животной – 35-40 мкг, с водой 5 мкг.

Продукт	содержание йода в мкг на 100 грамм продукта
Печень трески	370
Пикша	245
Пресноводная рыба (сырая)	243
Сайда	200
Лосось	200
Камбала	190
Креветки свежие	190
Морской окунь	145
Макрель копченая	145
Треска	130
Креветки вареные	110
Макрель свежая	100
Сельдь свежая	92
Сельдь соленая	77
Пресноводная рыба (приготовленная)	74
Устрицы сырые	60
Фельд салат	60
Ветчинная колбаса	54
Копченное рыбное филе	43
Хлеб (специальный)	до 31
Замороженное рыбное филе	27
Атлантические сардины в масле	27
Овес	20
Шампиньоны	18
Плавленные сыры (с добавками)	до 18
Яйца (1шт, ок 50 г)	до 18
Свинина	16,7
Цельное молоко	до 19
Молоко полужирное	до 17
Молоко маложирное	до 15
Масло сливочное	9
Зелень (вообще)	до 15
Брокколи	15
Фасоль	12,5
Шпинат	12
Говядина	11,5
Креветки жареные	11
Молочные продукты	до 11
Твердые сыры (Эдам)	11
Горох	10,5
Пшеничная мука	до 10
Хлеб обычный	9
Рожь	8,3
Овощи (вообще)	до 10
свекла	6,8
морковь	6,5
капуста	6,5
картофель	5,8
гречка	3,5
фрукты	2
Сосиски «нежные»	2
Мясо в среднем	3
Рогалик обыкновенный	2

Хорошим поставщиком йода могут быть йодистые и йод-бромистые минеральные воды. Содержание йода в них обычно указывается на этикетке. В некоторых водах, например, лечебная минеральная вода "Винсентка" (Чехия) содержание йода может достигать 650 мкг/100 мл.

Содержание йода в овощах, фруктах и злаках сильно зависит от места их произрастания. Содержание йода в мясе и молоке (а также в яйце), зависит, также от того на каких полях или каким кормом вскармливались животные.

Рыба, выращенная в хозяйствах, и выкормленная специальными кормами будет отличаться по содержанию йода от диких видов.

Способы получения.

Сырьем для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды; за рубежом – морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% йода в виде йодата натрия. Для извлечения йода из нефтяных вод (содержащих обычно 20 – 40 мг/л йода в виде иодидов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На йод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный йод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом йод поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют йод хлором.

Сырой кристаллический йод очищают возгонкой.

Один из распространенных методов получения йода – из буровой воды методом воздушной десорбции.

1) буровая вода;

2) кислота;

3) башня подкисления и окисления (хлоратор);

4) хлор;

5) башня отдувки элементного иода (десорбер);

6) воздух;

7) сернистый газ;

8) уловитель (адсорбер);

9) иодоватистая и серная кислоты (сорбент);

10) сборник сорбента;

11) кристаллизатор (здесь иод выделяется из сорбента);

12) иод – сырец;

13) безиодная буровая вода;

Использование в медицине

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 йод , 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 йода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы йода (микройод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку йод 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.

Для диагностических целей используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие йод. При длительном применении препаратов йода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление йодизма – насморк, крапивница, отек квинке, слезотечение, угревидная сыпь (йододерма). Препараты йода нельзя принимать при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.

Интересные факты:

– содержание йода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация йода в крови снижается, с февраля начинается новый подъём, а в мае – июне йодное зеркало достигает наивысшего уровня. Эти колебания имеют небольшую амплитуду, и их возникновения до сих пор остаются загадкой;

– из пищевых продуктов много йода содержат яйца, молоко, рыба; очень много йода в морской капусте, которая поступает в продаже в виде консервов, драже и других продуктов;

– первый в России йодный завод был построен в 1915 г. В Екатеринославле (ныне Днепропетровск); получали йод из золы черноморской водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто 200 кг йода;

– если грозовое облако «засеять» йодистым серебром или йодистым свинцом, то вместо града в облаке образуется снежная крупа: засеянное такими солями облако проливает дождём и не вредит полям.

Список используемой литературы

1.http://www.yourlifestyle.ru/pitanie/314-rol-yoda-v-organizme-cheloveka-simptomy-nehvatki-i-izbytka-ioda-v-kakih-produktah-soderzhitsya.html

2. Популярная библиотека химических элементов. Изд. «Наука» Москва 1973г.

3. Степин Б.Д; Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. – 2-е изд. – М.: Химия, 1995.

4.Овощи и плода в питании. В.А.Доценко. «Лениздат» 1988г.

5. Справочник по диетологии. Под редакцией А.А.Покровского. Изд. «Медицина» Москва 1981г.

Йод и его соединения 📙 Реферат → 🆔 114568