Химический элемент Йод

    Иод и человек

    Организм  человека не только не нуждается в  больших количествах иода, но и  с удивительным постоянством сохраняет  в крови постоянную концентрацию (10^-5 – 10^-6 %) иода, так называемое иодное зеркало крови. Из общего количества иода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь иод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина – гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1%, находится в виде неорганического иода I^1-.

    Большие дозы элементного иода 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 иода, концентрация его в крови повысится в 1000 раз, но уже спустя 24 часа иодное зеркало крови придёт в норму внутреннего обмена и практически не зависит от условий эксперимента.

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

    Болезни, связанные с недостатком  иода

    Еще в 1854 г. Француз Шатен – превосходный химик-аналитик обнаружил, что распространенность заболевания зобом находится  в прямой зависимости от содержания иода в воздухе, почве, потребляемой людьми пище. Коллеги опротестовали выводы Шатена; более того, Французская академия наук признала их вредными. Что же касается происхождения болезни, то тогда считали, что её могут вызвать 42 причины – недостаток иода в этом перечне не фигурировал.

    Недостаток  иода в начале приводит лишь к небольшому увеличению щитовидной железы, но, прогрессируя, эта болезнь поражает многие системы организма. В результате нарушается обмен веществ, замедляется рост. В отдельных случаях эндемический зоб может привести к глухоте, кретинизму… Эта болезнь больше всего распространена в горных районах и в местах, сильно удаленных от моря.

    О широком распространении болезни  можно судить даже по произведению живописи. Один из лучших портретов  Рубенса «Соломенная шляпка». У  красивой женщины, изображённой на портрете, заметна припухлость кожи (врач сразу сказал бы: увеличена щитовидка). Те же симптомы и у Андромеды с картины «Персей и Андромеда». Признаки иодной недостаточности видны так же у некоторых людей, изображенных на портретах и картинах Рембрандта, Дюрера, Ван – Дейка…(приложение 4)

    Интересно отметить, что история лечебного  применения иода уходит в глубь веков. Целебные свойства веществ, содержащих иод, были известны за 3 тыс. лет до того, как был открыт этот элемент. Китайский  кодекс 1567 г. До н.э. рекомендует для лечения зоба морские водоросли.

    Наиболее  высокое содержание иода в водорослях:

    – в сухой ламинарии – 26-180 мг на 100 г продукта

    – в сухой морской капусте – 200-220 мг на 100 г продукта

    В морской рыбе и продуктах моря содержание иода достигает 300-3000 мкг на 100г продукта.

    Также источником иода для человека являются: мясо, молоко, яйца, овощи.  (приложение 1)

    Иод в медицине

    Антисептические свойства иода в хирургии первым использовал  врач Буанэ. Как ни странно, самые  простые лекарственные формы иода – водные и спиртовые растворы – очень долго не находили применения в хирургии, хотя ещё в 1865 – 1866 гг. великий русский хирург Н.И.Пирогов применял иодную настойку при лечении ран.

    Препараты, содержащие иод, 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 иода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы иода (микроиод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку иод 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 иод. При длительном применении препаратов иода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление иодизма – насморк, крапивница, отек квинке, слезотечение, угревидная сыпь (иододерма). Препараты иода нельзя принимать при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.

    Иод радиоактивный

    Искусственно радиоактивные изотопы иода – 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 иода в диагностике связано со способностью иода избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности b - излучения радиоизотопов иода разрушать секреторные клетки железы. При загрязнениях окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы иода 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 иода в щитовидной железе рекомендуется применять препараты стабильного И. (по 100 – 200 мг на прием). Радиоактивный иод 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 иода обнаруживаются также в слюнных и молочной железах и слизистой желудочно-кишечного тракта. Не поглощенный щитовидной железой радиоактивный иод почти полностью и сравнительно быстро выделяется с мочой.

    Применение  иода

    Иод и его соединения применяют главным  образом в медицине и в аналитической химии, а также в органическом синтезе и фотографии. В промышленности применение иода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении иодидов основано получение высокочистых металлов.

Сравнительно недавно иод стали использовать в производстве ламп накаливания, работающих по иодо – вольфрамовому циклу. Иод 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 иод опять соединяется с испарившемся вольфрамом. Иод как бы заботится о сохранении вольфрамовой спирали и тем самым значительно увеличивает время работы лампы.

     Так же 0,6% иода, добавленного к углеводородным маслам, во много раз снижает трение в подшипниках из нержавеющей стали и титана. Это позволяет увеличить нагрузку на трущиеся детали белее, чем в 50 раз.

     Иод применяют для изготовления специального поляроидного стекла. В стекло вводят кристаллы солей иода, которые распределяются строго закономерно. Колебания светового луча не могут проходить через них во всех направлениях. Получается своеобразный фильтр, называемый поляроидом, который отводит встречный слепящий поток света. Такое стекло используют в автомобилях. Комбинируя несколько поляроидов или вращая поляроидные стёкла, можно достигнуть исключительно красочных эффектов – это явление используют в кинотехники и в театре. Так же иод применяется в фотоделе. Современный способ фотографирования был изобретён англичанином У.Толботом. В основе его способа фотографии лежит фотохимическая реакция разложения галогенидов серебра под действием света: 

Ag (Галл) + hγ = Ag + (Галл),

Где hγ  – квант света.

     В современном фотографическом процессе для получения негативов используется слой фотографической эмульсии – смеси мельчайших кристалликов иодистого или бромистого серебра с желатиной (белковым веществом, «животным клеем»), - нанесённый на прозрачную подложку из стекла или полимерной плёнки. Под действием света в этой эмульсии образуется лишь ничтожное количество металлического серебра. При последующем проявлении, т.е. при обработке фоточувствительного материала водным раствором органического восстановителя, реакция восстановления ускоряется под действием первичных частиц металлического серебра, она идёт преимущественно в тех местах, куда падал свет. Затем с помощью тиосульфта натрия (Na₂S₂O₃ * 5H₂O), образующего водорастворимую комплексную соль с галогенидом серебра, фотографии удаляют невосстановленный избыток галогенида. Эта стадия называется закреплением или фиксацией изображения. Промывка, сушка – и негатив готов.

    Заключение

   Химический  элемент – иод, открытый в 1811г  Бернаром Куртуа, в наше время нашёл  широкое применение в промышленности, технике и фотоделе. Но самое главное в медицине и не только как антисептическое средство, а как микроэлемент, который очень важен для поддержания здоровья щитовидной железы. Изучение свойств иода уже привело к появлению биологически активных добавок, которые содержат микроэлемент иод. И я надеюсь, что дальнейшее изучение иода приведёт к открытию новых возможностей применения этого элемента. И я думаю, что весь изложенный мною материал поможет не только мне, но и всем остальным людям, избежать этой болезни и узнать, что же в действительности представляет иод, и для чего он нужен.

 

Список использованной литературы 

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

2. Химия. Энциклопедия для детей. Под редакцией Виктора Володина – «Аванта+» Москва 2000г.

3. Человек. Энциклопедия для детей. Под редакцией Виктора Володина –«Аванта+» Москва 2002г.

4. Любознательным о химии. Б.Н.Токарев Москва издательство «Химия», 1978г.

5. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 19994.

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

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

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

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

10. Витамины и витаминотерапия. В.Е.Романовский. «Феникс» Ростов - на - Дону 2000г.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1

Содержание  иода в различных продуктах мг.

 
 
 
 
 
 
 

 

Приложение 2

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

рис.1

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;

 

Молекулярная  кристаллическая структура иода.