იოდი

იოდი (ბერძნულად iodes - ნიშნავს იისფერს, მისი ორთქლის იისფერის გამო.) წარმოადგენს ქიმიურ ელემენტს ატომური ნომრით 53. იგი გამოისახება ქიმიური სიმბოლოთი - I. მისი ფარდობითი ატომური მასაა 126.92. მოლეკულური ფორმულაა I₂. ფარდობითი მოლეკულური მასა 254. წარმოადგენს მუქი ფერის კრისტალურ ნივთიერებას. არამეტალი. იგი მიეკუთვნება ჰალოგენებს, რომლებიც პერიოდულ სისტემაში იკავებენ 17 ჯგუფს (ადრე VII, VIIa, VIIb). ყველა მათგანი ძალზე აქტიური და მომწამლავია. „ჰალოგენი“ ბერძნული სიტყვაა და მარილწარმომქნელს ნიშნავს, ისინი მეტალებთან ურთიერთქმედებით წარმოქმნიან მარილებს. ბუნებაში თავისუფალი სახით არ არიან გავრცელებული, ისინი არსებობენ მარილების სახით დედამიწის ქერქში და იონების სახით ზღვის წყალში. ჰალოგენები ტიპიური არამეტალებია, მათი ატომების გარე შრეზე 7-7 ელექტრონია და მხოლოდ ერთი ელექტრონი აკლიათ შრის დასასრულებლად. ჰალოგენები ძლიერი მჟანგავებია. იოდი იმ მიკროელემენტთა რიცხვს ეკუთვნის, რომელთა გარეშე ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირება წარმოუდგენელია.

ბუნებაში გავრცელება

ამჟამად დედამიწა მარაგის სახით 15 მილიონ ტონა ბუნებრივ იოდიდს შეიცავს, რომლის 99% ჩილესა და იაპონიაშია თავმოყრილი. სწორედ ამ ქვეყნებში მიმდინარეობს იოდის ინტენსიური მოპოვება, სადაც წელიწადში 720 ტონა იოდი იწარმოება. თავისუფალი სახით (თუმცა მცირე ოდენობით) ელემენტი მოიპოვება იტალიაში მდებარე ვეზუვისა და ვულკანოს ვულკანთა თერმულ საბადოებში.

იოდი განსაკუთრებით იშვიათი ელემენტია, მიუხედავად ამისა, იოდი მაინც ყველგან არსებობს. ყველაფერი გამჭვალულია იოდით: მყარი მიწა და ქანები, მთის ბროლის ან ისლანდიური შპატის გამჭვირვალე უსუფთავესი კრისტალებიც კი იოდის საკმაოდ ბევრ ატომს შეიცავს, ნაწილის ფრთხილი დაწვით კი იოდს და პოტაშს ღებულობენ.

როგორც უკვე ზემოთ ავღნიშნეთ, სახელწოდება მიიღო ბერძნული სიტყვიდან ,,იოდეს”- იისფერი მისი ორთქლის ფერის მიხედვით (ბერძნ-იოდუს- იისფერი). მისი რაოდენობა ბუნებაში 0,0000004%-ს უდრის. იოდის ნაერთები თითქმის ყველგან მოიპოვება ნატრიუმის, კალიუმის და კალციუმის იოდიდების სახით. ეს მარილები დედამიწის ქერქის გარდა მდინარეების, ტბებისა და ზღვების წყალშია. ზღვის წყალში მის მარილთა კონცენტრაცია უმნიშვნელოა, მაგრამ ის ზოგიერთი წყალმცენარის სხეულში (მაგ: ლამინარიის) გროვდება, რომელთა ნაცრიდანაც ხდება მისი მოპოვება.

იოდს დიდი ოდენობით შეიცავს ზოგიერთი წყალმცენარე, ისინი ნიადაგიდან ისეთი ტემპით აგროვებენ ამ ელემენტს, რომ მათ იოდის კონცენტრატორებსაც კი უწოდებენ. ფიკუსის, ლამინარიას, ფილოფორას ორგანიზმის 1% იოდია, ხოლო ზოგიერთი ღრუბლოვანი წყალმცენარის ორგანიზმი 8.5%-ით ამ ელემენტისგან შედგება. მედიცინაში გამოყენებული იოდის დიდი ნაწილი სწორედ წყალმცენარეებისგან არის მიღებული. ეკუთვნის ბუნებაში გაფანტულ ელემენტთა ჯგუფს.

ისტორია

იოდი აღმოჩენილია 1811 წელს ფრანგი ფარმაცევტის, კურტუას მიერ მცენარეულ ნაცარში. ხოლო გეი-ლუსაკმა 1815 წელს განიხილა ის, როგორც ქიმიური ელემენტი.

სიმბოლო J შეცვლილ იქნა I სიმბოლოთი არც თუ ისე დიდი ხნის წინ, მე-20 საუკუნის 50-იან წლებში.

ფიზიკური თვისებები

მარტივი ნივთიერება იოდი მყარი, კრისტალური ნივთიერებაა. მისი სიმკვრივეა 4.93. ლღვება 1140C-ზე. ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე 1ლ წყალში იხსნება 0.3გ იოდი. კარგად იხსნება ორგანულ გამხსნელებსა და გოგირდნახშირბადში. იოდის ხსნარს სხვადასხვა გამხსნელში სხვადასხვა ფერი აქვს, იმის მიხედვით, ის გამხსნელთან კომპლექსურ ნაერთს წარმოქმნის თუ არა.

ჩვეულებრივ პირობებში იოდი იისფერ-მოშავო კრისტალებს წარმოადგენს. მყარი ნივთიერებაა, ადვილად აქროლადია და კარგად იხსნება სხვადასხვა გამხსნელში. გახურებით განიცდის სუბლიმაციას. თუ იოდის კრისტალებს მინის ჭურჭელში მოვათავსებთ, სულ მალე, ჭურჭლის ზედა ნაწილში იისფერ ორთქლს დავინახავთ: თხევად მდგომარეობაში გადაუსვლელად ის ადვილად ამქროლად ნივთიერებას წარმოადგენს. იოდი კარგად იხსნება ორგანულ გამხსნელებში-სპირტში, ბენზოლში, ბენზინში, ქლიროფორმში, წყალში მცირედ იხსნება ამ დროს წარმოიქმნება იოდიანი წყალი. კარგად იხსნება იოდი KI-ის წყალხსნარებში.

იოდს მკვეთრი სუნი აქვს და მისი ორთქლი გამაღიზიანებლად მოქმედებს ლორწოვან გარსზე.

ქიმიური თვისებები

იოდი ნაერთებში ავლენს ჟანგვით ხარისხს: -1 (HI, KI), +1 (HIO, KIO), +3 (ICl₃), +5 (HIO₃, KIO₃) და +7 (HIO₄, KIO₄).

იოდი წარმოქმნის მთელ რიგ მჟავებს: იოდწყალბადმჟავა (HI), ქვეიოდოვანი მჟავა (HIO), იოდოვანმჟავა (HIO₂), ქვეიოდმჟავა(HIO₃) და იოდმჟავა (HIO₄).

ქიმიურად იოდი საკმაოდ აქტიურია, თუმცა ქლორთან და ბრომთან შედარებით ნაკლებად.

მეტალებთან იოდი, მსუბუქი გაცხელებით ენერგიულად ურთიერთქმედებს.

Hg + I₂ = HgI₂

ადვილად ურთიერთქმედებს არამეტალებთან

2P + 3I₂ = 2PI₃

წყალბადთან იოდი რეაგირებს მხოლოდ გაცხელებით, თუმცა ბოლომდე არა და წარმოიქმნება იოდწყალბადმჟავა.

I₂ + H2 = 2HI

ნახშირბადთან, აზოტთან, ჟანგბადთან იოდი პირდაპირ არ ურთიერთქმედებს.

წყალში გახსნისას იოდი ნაწილობრივ მოქმედებს მასთან

I₂ + H2O = HI + HIO

ცხელ ტუტის წყალხსნარებში ურთიერთმედებისას წარმოიქმნება იოდიდი და იოდატი:

3I₂ + 6NaOH = 5NaI + NaIO₃ + 3H₂O

იოდისათვის დამახასიათებელია ფერადი რეაქცია სახამებელთან, რომელსაც ლურჯ შეფერილობას აძლევს, ეს გამოიყენება იოდომეტრიაში და თვისებითი ანალიზის დროს იოდის აღმოსაჩენად.

იოდის ორთქლი მომწამვლელია და აღიზიანებს ლორწოვან გარს. კანზე მოხვედრისას იოდი იწვევს დამწვრობას, მას ასევე იყენებენ სადეზინფექციო საშუალებად. იოდის მოცილება ხდება სოდის ან კიდევ ნატრიუმის თიოსულფატის ხსნარით.

ჟანგვა-აღდგენის რეაქციები

ყოველდღიურ ცხოვრებაში იოდიდები ნელა იჟანგება ატმოსფეროში ჰაერის ჟანგბადით და გამოიყოფა იოდი თავისუფალი სახით. ეს დასტურდება განსაზღვრული ასაკის იოდიდის მარილების ნიმუშის და ასევე ზოგიერთი ორგანოიოდური ნაერთების გარდაქმნით ყვითელ შეფერილობაში. იოდის იოდიდის ჟანგვა ჰაერში ასევე პასუხისმგებელია იოდის ნელი დაკარგვისა იოდიზირებულ მარილის ჰაერთან შეხების დროს.

ელემენტური - იოდი დამჟანგველია, თუმცა ქლორთან და ბრომთან შედარებით ნაკლებ სიძლიერის. გოგირდწყალბადი H₂S, ნატრიუმის თიოსულფატი Na₂S₂O₃ და სხვა აღმდგენელები აღადგენენ მას I−იონამდე:

I₂ + H2S = S + 2HI

2 I₂ + N₂H₄ → 4 HI + N₂

ქლორს და სხვა ძლიერ დამჟანგველებს I₂ წყალხსნარებში გადაჰყავთ IO₃^-.

5Cl₂ + I₂ + 6H₂O = 2HIO₃ + 10HCl

იოდი ადვილად იჟანგება. შედარებით გავრცელებულია ურთიერთგარდაქმნა I^--დან I₂-მდე. მოლეკულური იოდი შესაძლებელია მიღებულ იქნას იოდიდების ქლორით დაჟანგვით.

2 I− + Cl₂ → I₂ + 2 Cl−

ან მანგანუმის დიოქსიდით მჟავა არეში

2 I− + 4 H⁺ + MnO₂ → I₂ + 2 H₂O + Mn²⁺

მბოლავ გოგირდმჟავაში იოდის გახსნისას (65% ოლეუმი), ხსნარი ღებულობს ძლიერ ლურჯ შეფერილობას. ლურჯი ფერი განპირობებულია I⁺² კათიონის არსებობით, რომელიც მიიღება SO₃ დაჟანგვით.

2 I₂ + 2 SO₃ + H₂SO₄ → 2 I⁺² + SO₂ + 2 HSO−₄

იზოტოპები

ცნობილია იოდის 37 იზოტოპი, რომელთაგან სტაბილურია მხოლოდ ¹²⁷I.

ყველაზე .სიცოცხლისუნარიანი რადიოზოტოპია ¹²⁹I, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია 15.7 მილიონი წელი.

შემდეგი შედარებით სიცოხცლისუნარიანი რადიოიზოტოპია იოდი-125, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია 59 დღე.

მიღება

ბუნებაში იოდი გვხვდება ნავთობიან წყლებში და ზღვის წყალმცენარეებში, საიდანაც ნაწილობრივ წარმოებს მისი მოპოვება. ხოლო იოდის მოპოვების ძირითადი წყარო ნავთობიანი ჭაბურღილების წყლებია, რომლებშიც იოდის რაოდენობა 20-40მგ/ლ-ს უდრის (იოდიდების სახით). იოდი ჰაერშიც არის გახსნილი: ანალიზებმა აჩვენა, რომ ჰაერში მისი განაწილება მკაცრ კანონს ემორჩილება, მისი რაოდენობა სიმაღლესთან შესაბამისად იცვლება. ზღვის წყალში იოდი საკმაოდ ბევრია: ყოველ ლიტრზე 2 მილიგრამი მოდის. მურა ფერის წყალმცენარეები მრავალ ასეულ ათას კილოგრამ იოდს შეიცავენ. ამ წყალმცენარეების ფართო მოპოვება მიმდინარეობს, ნაწილს საკვებად იყენებენ

წარმოებაში იოდი მიიღება იოდიდების შემცველ ხსნარებზე თავისუფალი ქლორის მოქმედებით

2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂

ან აზოტოვანი მჟავას ურთიერთქმედებით

2NaI + 2NaNO₂ + 2H₂SO₄ = 2Na₂SO₄ + 2NO + I₂ + 2H₂O

გამოყოფილ იოდის ადსორბირება ხდება გააქტიურებულ ნახშირზე ან გამოდევნიან ჰაერით. იოდზე, რომელიც ადსორბირებულია გააქტიურებულ ნახშირზე ზემოქმედებენ მწვავე ტუტეთი ან ნატრიუმის სულფიტით.

I₂ + Na₂SO₃ + H₂O = Na₂SO₄ + 2HI

რეაქციის პროდუქტებიდან ტავისუფალი იოდის გამოყოფა ხდება ქლორის ან გოგირდმჟავისა და დამჟანგველის ზემოქმედებით, მაგალითად:

K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ + 6NaI = K₂SO₄ + 3Na₂SO₄ + Cr₂(SO₄)S + 3I₂

იოდის ჰაერით გამოდევნის დროს, იოდი შთანთქავს გოგირდის (IV) ოქსიდისა და წყლის ორთქლის ნარევს

2H₂O + SO₂ + I₂ = H₂SO₄ + 2HI

ხოლო შემდეგ იოდს გამოდევნიან ქლორის საშუალებით

2HI + Cl₂ = 2HCl + I₂

ნედლ კრისტალურ იოდს ასუფთავებენ გადადენით.

იოდი ცოცხალ ორგანიზმებში

ზღვის წყალი იოდის მნიშვნელოვან რაოდენობას შეიცავს, ძალიან ბევრია ის ნიადაგში, კიდევ უფრო მეტია მცენარეებში, ცხოველებსა და ადამიანში. ადამიანის ორგანიზმი იოდის მიმართ განსაკუთრებით მგრძნობიარეა. ადამიანი იოდს შთანთქავს ჰაერიდან, რომელიც მისი ორთქლით არის გაჟღენთილი, ორგანიზმში ის საკვებისა და წყლის მეშვეობით ხვდება. იოდის დანაკლისი ჰაერსა და წყალში მაშინვე მოქმედებს ადამიანის ჯანმრთელობაზე. იოდი მონაწილეობს ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების (თიროქსინის T₄ და ტრიიოდოთირონინის T₃) სინთეზში. ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონები თავის მხრივ უმნიშვნელოვანესია ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირებისათვის, ახდენენ რა გავლენას სხვადასხვა ბიოქიმიურ და ფიზიოლოგიურ პროცესზე, მათ შორის აუცილებელ ცილების სინთეზზე. ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონები ხელს უწყობენ ორგანიზმის შეუფერხებელ ფიზიკურ ზრდასა და გონებრივ განვითარებას. იოდი ზრდის კალციუმისა და ფოსფორის ათვისებას ორგანიზმში. ორგანიზმს მთელი სიცოცხლის მანძილზე სჭირდება სულ ერთი ჩაის კოვზის მოცულობის იოდი, მაგრამ ვინაიდან ორგანიზმში არ ხდება იოდის დაგროვება, აუცილებელია მისი რეგულარულად, მცირე ოდენობით მიღება. სხვადასხვა კვლევის საფუძველზე, ასაკობრივი და ფიზიოლოგიური მოთხოვნილებების გათვალისწინებით, დადგენილია იოდის დღიური ნორმები: - 7 წლამდე ასაკის ბავშვებისათვის - 90 მიკროგრამი (მკგ) იოდი/დღეში - 7-დან 12-წლამდე ასაკის ბავშვებისათვის - 120 მკგ/დღეში, ხოლო 12 წლის ზევით - 150 მკგ/დღეში, ორსული და მეძუძური ქალებისათვის - 200 მკგ/დღეში. იოდს შეიცავს ზღვის პროდუქტები, ჭარხალი, ფეიხოა და წითელი წიწაკა, ბალახებიდან - შავბალახა და ქრისტესისხლა.

იოდი იმ მიკროელემენტთა რიცხვს ეკუთვნის, რომელთა გარეშე ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირება წარმოუდგენელია.

იოდის ძირითადი ფუნქციები

იოდი არეგულირებს ფარისებრი ჯირკვლის მოქმედებას;

აღადგენს ორგანიზმის ჰორმონულ ბალანსს;

ხელს უწყობს ნერვული სისტემის სტაბილიზაციას;

აუმჯობესებს ნივთიერებათა ცვლის ნებისმიერი რგოლის წარმართვას, ბავშვების გონებრივ და ფიზიკურ განვითარებას;

დიდ გავლენას ახდენს ადამიანის ფსიქოსექსუალურ სფეროზე.

რამდენი იოდი გვჭირდება

ადამიანის ორგანიზმში იოდის ცვლა განუწყვეტლივ მიმდინარეობს, ვინაიდან ამ მთავარი საშენი მასალით ფარისებრი ჯირკვლის მუდმივი შევსება აუცილებელია. სწორედ ეს განაპირობებს ორგანიზმის მოთხოვნას ამ მიკროელემენტზე, რაც რამდენიმე შინაგან და გარეგან ფაქტორზეა დამოკიდებული, მათ შორის:

სხეულის ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაზე - ზრდისა და განვითარების პერიოდში მასზე მოთხოვნილება საგრძნობლად იმატებს.

წელიწადის დროზე - სექტემბრიდან იანვრამდე სისხლში იოდის კონცენტრაცია ქვეითდება, თებერვლი-დან კი კვლავ იმატებს. მაის-ივნისში იოდური სარკე უმაღლეს დონეს აღწევს. ამ ცვლილებებს შედარებით მცირე ამპლიტუდა აქვს, ამასთანავე, მათი მიზეზი მეცნიერებისთვის დღემდე გამოცანად რჩება.

გარემოს ტემპერატურა - სიცივეში იოდზე ორგანიზმის მოთხოვნა იზრდება.

ბიოლოგიური როლი

ჰორმონი, რომელთა სინთეზშიც იოდი მონაწილეობს, სულ სამია: თიროქსინი ანუ ტეტრაიოდთირონინი, ტრიიოდთირონინი და თირეოკალციტონინი. თიროქსინი და ტრიიოდთირონინი სხეულის ზრდასა და განვითარებაზე ახდენს გავლენას. ისინი აუცილებელია ნერვული სისტემის, გულისა და სასქესო ჯირკვლების ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. მათ გარეშე ნივთიერებათა ცვლა სათანადო ინტენსივობით ვერ წარიმართება. ამ ჰორმონთა ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ფუნქციაა თერმორეგულაციურ რეაქციათა გააქტიურება, რის შედეგადაც რეგულირდება უჯრედების მიერ სითბოს გამომუშავება. თირეოკალციტონინის მთავარი ფუნქცია ორგანიზმში კალციუმის ცვლის რეგულირებაა. როცა ეს ჰორმონი სისხლში საჭირო ოდენობით მოიპოვება, ნორმალურად მიმდინარეობს გაძვალების პროცესები და კბილების ფორმირება. ამიტომ არის, რომ თირეოკალციტონინის დონე განსაკუთრებულ მნიშვნელობას იძენს ჩონჩხის ჩამოყალიბების, ზრდისა და განვითარების პერიოდში - ამ ეტაპზე სისხლში ჰორმონის კონცენტრაცია პირდაპირ განსაზღვრავს ჩონჩხის ძვლებისა და კბილების ნორმალურ ფორმირებას. განსხვავებულ ფუნქციათა მიუხედავად, ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონები ერთნაირი გეგმითა და საბრძოლო ტაქტიკით მოქმედებენ:

თითოეული მხოლოდ მკაცრად განსაზღვრულ ორგანოზე ახდენს გავლენას;

ბიოლოგიურად მეტად მაღალი აქტივობა ახასიათებთ;

აქვთ შედარებით მცირე მოლეკულური ზომა, რაც უადვილებთ სისხლიდან უჯრედთა მემბრანაში გადასვლას და სამიზნე ორგანოებამდე დროულ მისვლას.

გამოყენება

იოდი და მისი ნაერთები გამოიყენება მედიცინაში, რენტგენოთერაპიაში, ანალიზურ ქიმიაში (იოდომეტრია) ფოტოგრაფიაში, საპოლარიზაციო მინების დასამზადებლად და სხვა.

იოდის დიდ რაოდენობა ხმარდება წამლების დამზადებას. იოდი გამოიყენება მედიცინაში 5%-იანი სპირტხსნარის სახით და სხვადასხვა პრეპარატის სახით. იოდი (5% სპირტხსნარი) – ჭრილობის დასამუშავებლად ანტისეპტიკური საშუალებაა. იხმარება მიოზიტებისა და ნევრალგიების დროსაც (ისმევა კანზე ბადისებურად).

იოდის მარილების პაწია კრისტალები ცელულოიდში იმგვარად ნაწილდებიან, რომ სინათლის სხივის რხევანი მასში ყოველი მიმართულებით ვეღარ ვრცელდება და წარმოიშვება პოლარიზებული სხივი და თუ ავტომანქანის მინაში ჩასმულია პოლაროიდის ფირფიტა, თქვენ ვეღარ მოგჭრით თვალს შემხვედრი მიმართულებით მოძრავი მანქანის ფარების კაშკაშა სინათლე, რადგან პოლაროიდში მკვეთრად გამოტყორცნილი სინათლის ნაცვლად მხოლოდ საკუთრივ მანქანას და ცალკეულ განათებულ წერტილებს დაინახავთ. იოდი მედიცინაში მეტად მნიშვნელოვანი პრეპარატია. გარეგანი მოხმარებისათვის გამოყენებულია მისი 5 ან 10%-იანი სპირტხსნარი (ტინქტურა)-ხელების, საოპერაციო მიდამოს სადეზინფექციოდ და კანის ზოგიერთი დაავადების წინააღმდეგ. ის მოქმედებს როგორც გამაღიზიანებელი, მოსაწვავი ან ანტისეპტიკური საშუალება. შინაგანი მოხმარებისათვის გამოიყენება იოდიდების ხსნარები, უფრო იშვიათად რძეში გახსნილი. ადამიანის სხეულში იოდის უდიდესი რაოდენობა ფარისებრ ჯირკვალში გროვდება, სადაც ჰორმონის, თიროქსინის სინთეზი ხდება. თუ იოდი ორგანიზმში საკმაო რაოდენობით არ შედის, მაშინ თიროქსინი არ წარმოიქმნება და ადამიანი ჩიყვით ავადდება. ამიტომ აწარმოებენ იოდიზირებულ მარილს, რომელსაც ზედ აწერია მისი მოქმედების ვადა. ერთ ტონა სუფრის მარილზე ამატებენ 7.5-10გ KI-ს.

იოდწყალბადმჟავა

იოდწყალბადი HI უფერო, მკვეთრი სუნის მქონე გაზია, ერთ მოცულობა წყალში იხსნება 500 მოცულობა გაზი. იოდწყალბადის წყალხსნარი-იოდწყალბამჟავა ძლიერი მჟავაა. იოდწყალბადმჟავა ადვილად იჟანგება ჰაერის ჟანგბადითაც კი. მისი მარილების- იოდიდების მეტიწილი წყალში კარგად ხსნადია.

მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით