محلول الکل ید… از دوران کودکی، کمکی شناخته شده برای خراشیدگی، خراشیدگی و بریدگی برای همه کودکان و والدین آنها بوده است. این یک عامل سریع و موثر است که سطح زخم را سوزانده و ضد عفونی می کند. با این حال، دامنه این ماده به پزشکی محدود نمی شود، زیرا خواص شیمیایی ید بسیار متنوع است. هدف مقاله ما آشنایی بیشتر با آنهاست.
ویژگی های فیزیکی
یک ماده ساده شبیه کریستال های بنفش تیره به نظر می رسد. هنگامی که گرم می شود، به دلیل ویژگی های ساختار داخلی شبکه کریستالی، یعنی وجود مولکول ها در گره های آن، این ترکیب ذوب نمی شود، اما بلافاصله بخار تشکیل می دهد. این تصعید یا تصعید است. این با پیوند ضعیف بین مولکول های داخل کریستال توضیح داده می شود که به راحتی از یکدیگر جدا می شوند - یک فاز گازی از ماده تشکیل می شود. تعداد ید در جدول تناوبی 53 است و موقعیت آن در بین سایر عناصر شیمیایی نشان می دهدمتعلق به غیر فلزات بیایید بیشتر به این موضوع بپردازیم.
مکان یک عنصر در جدول تناوبی
ید در دوره پنجم، گروه هفتم قرار دارد و همراه با فلوئور، کلر، برم و استاتین زیر گروهی از هالوژن ها را تشکیل می دهد. با توجه به افزایش بار هسته ای و شعاع اتمی، نمایندگان هالوژن دارای تضعیف خواص غیر فلزی هستند، بنابراین ید کمتر از کلر یا برم فعال است و الکترونگاتیوی آن نیز کمتر است. جرم اتمی ید 126، 9045 است. یک ماده ساده با مولکول های دو اتمی مانند سایر هالوژن ها نشان داده می شود. در زیر با ساختار اتم عنصر آشنا می شویم.
ویژگی های فرمول الکترونیکی
پنج سطح انرژی و آخرین آنها تقریباً به طور کامل با الکترون پر شده است، تأیید می کند که عنصر دارای علائم غیرفلزی است. مانند سایر هالوژن ها، ید یک عامل اکسید کننده قوی است که فلزات و عناصر غیرفلزی ضعیف تر - گوگرد، کربن، نیتروژن - الکترون را که قبل از تکمیل سطح پنجم از دست می دهد، از بین می برد.
ید غیرفلزی است که در مولکول های آن یک جفت مشترک p-الکترون وجود دارد که اتم ها را به یکدیگر متصل می کند. چگالی آنها در محل همپوشانی بالاترین است، ابر الکترونی مشترک به سمت هیچ یک از اتم ها حرکت نمی کند و در مرکز مولکول قرار دارد. یک پیوند کووالانسی غیر قطبی تشکیل می شود و مولکول خود شکلی خطی دارد. در سری هالوژن، از فلوئور تا استاتین، استحکام پیوند کووالانسی کاهش می یابد. کاهش در مقدار آنتالپی وجود دارد که به آن واپاشی مولکول های عنصر به اتم بستگی دارد. این چه پیامدهایی برای خواص شیمیایی ید دارد؟
چرا ید نسبت به سایر هالوژن ها کمتر فعال است
واکنش پذیری غیر فلزات با نیروی جاذبه به هسته اتم الکترون های خارجی آنها تعیین می شود. هر چه شعاع یک اتم کوچکتر باشد، نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی ذرات با بار منفی اتم های دیگر آن بیشتر است. هر چه تعداد دوره ای که عنصر در آن قرار دارد بیشتر باشد، سطوح انرژی بیشتری خواهد داشت. ید در دوره پنجم قرار دارد و لایه های انرژی بیشتری نسبت به برم، کلر و فلوئور دارد. به همین دلیل است که مولکول ید حاوی اتم هایی است که شعاع آنها بسیار بزرگتر از شعاع هالوژن های ذکر شده قبلی است. به همین دلیل است که ذرات I2 الکترون ها را ضعیف تر جذب می کنند، که منجر به تضعیف خواص غیرفلزی آنها می شود. ساختار درونی یک ماده به طور اجتناب ناپذیری بر خصوصیات فیزیکی آن تأثیر می گذارد. در اینجا چند نمونه خاص وجود دارد.
تععید و حلالیت
کاهش جاذبه متقابل اتم های ید در مولکول آن، همانطور که قبلاً گفتیم، منجر به تضعیف استحکام پیوند غیر قطبی کووالانسی می شود. کاهش مقاومت ترکیب در برابر دمای بالا و افزایش تفکیک حرارتی مولکول های آن وجود دارد. یک ویژگی متمایز از هالوژن: انتقال یک ماده هنگامی که از حالت جامد بلافاصله به حالت گازی گرم می شود، یعنی تصعید ویژگی اصلی فیزیکی ید است. حلالیت آن در حلال های آلی مانند دی سولفید کربن، بنزن، اتانول بیشتر از آب است. بنابراین، در 100 گرم آب در دمای 20 درجه سانتیگراد، تنها 0.02 گرم می تواند حل شود.مواد این ویژگی در آزمایشگاه برای استخراج ید از محلول آبی استفاده می شود. با تکان دادن آن با مقدار کمی H2S، می توانید رنگ بنفش سولفید هیدروژن را به دلیل انتقال مولکول های هالوژن به آن مشاهده کنید.
خواص شیمیایی ید
هنگام تعامل با فلزات، عنصر همیشه به همان شیوه رفتار می کند. الکترون‌های ظرفیت اتم فلز را جذب می‌کند که یا روی آخرین لایه انرژی (عناصر s مانند سدیم، کلسیم، لیتیوم و غیره) یا روی لایه ماقبل آخر حاوی مثلاً الکترون‌های d قرار دارند. اینها عبارتند از آهن، منگنز، مس و غیره. در این واکنش ها، فلز عامل کاهنده خواهد بود و ید که فرمول شیمیایی آن I2 است، عامل اکسید کننده خواهد بود. بنابراین، همین فعالیت بالای یک ماده ساده است که دلیل برهمکنش آن با بسیاری از فلزات است.
قابل توجه تداخل ید با آب هنگام گرم شدن است. در یک محیط قلیایی، واکنش با تشکیل مخلوطی از اسیدهای یدید و یدیک ادامه می یابد. ماده اخیر خواص اسید قوی را نشان می دهد و پس از کم آبی به پنتوکسید ید تبدیل می شود. اگر محلول اسیدی شود، محصولات واکنش فوق با یکدیگر تعامل می کنند تا مواد اولیه را تشکیل دهند - مولکول های آزاد I2 و آب. این واکنش متعلق به نوع ردوکس است و خواص شیمیایی ید را به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی نشان می دهد.
واکنش کیفی نشاسته
در هر دو شیمی معدنی و آلی، گروهی از واکنش ها وجود دارد که به کمککه می توان در محصولات برهمکنش انواع خاصی از یون های ساده یا پیچیده را شناسایی کرد. برای شناسایی ماکرومولکول های کربوهیدرات پیچیده - نشاسته - اغلب از محلول الکلی 5% I2 استفاده می شود. به عنوان مثال، چند قطره از آن را روی یک برش سیب زمینی خام می ریزند و رنگ محلول آبی می شود. هنگامی که ماده ای وارد هر محصول حاوی نشاسته می شود، همین اثر را مشاهده می کنیم. این واکنش، که ید آبی تولید می کند، به طور گسترده ای در شیمی آلی برای تایید وجود پلیمر در مخلوط آزمایشی استفاده می شود.
خواص مفید محصول حاصل از برهمکنش ید و نشاسته از دیرباز شناخته شده است. در غیاب داروهای ضد میکروبی برای درمان اسهال، زخم معده در حال بهبودی، بیماری های سیستم تنفسی استفاده شد. خمیر نشاسته، حاوی تقریباً 1 قاشق چایخوری محلول الکل ید در هر 200 میلی لیتر آب، به دلیل ارزان بودن مواد و سهولت تهیه، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
اما باید به خاطر داشت که ید آبی در درمان کودکان خردسال، افرادی که از حساسیت مفرط به داروهای حاوی ید رنج می برند و همچنین بیماران مبتلا به بیماری گریوز منع مصرف دارد.
چگونه نافلزات با یکدیگر واکنش نشان می دهند
در میان عناصر زیرگروه اصلی گروه VII، ید با فلوئور، فعال ترین غیرفلز با بالاترین درجه اکسیداسیون، واکنش می دهد. این فرآیند در سرما انجام می شود و با انفجار همراه است. با هیدروژن، I2 با گرمایش قوی برهمکنش دارد، و نه به طور کامل، محصول واکنش - HI - شروع به تجزیه به مواد اولیه می کند.اسید هیدرویدیک کاملاً قوی است و اگرچه از نظر خصوصیات مشابه اسید هیدروکلریک است، اما هنوز علائم بارزتری از یک عامل کاهنده را نشان می دهد. همانطور که می بینید، خواص شیمیایی ید به دلیل تعلق آن به غیر فلزات فعال است، اما این عنصر از نظر قابلیت اکسیداسیون نسبت به برم، کلر و البته فلوئور پایین تر است.
نقش عنصر در موجودات زنده
بیشترین محتوای یون های I- در بافت های غده تیروئید قرار دارد، جایی که آنها بخشی از هورمون های محرک تیروئید هستند: تیروکسین و تری یدوتیرونین. آنها رشد و توسعه بافت استخوانی، هدایت تکانه های عصبی و سرعت متابولیسم را تنظیم می کنند. کمبود هورمون های حاوی ید در دوران کودکی خطرناک است، زیرا عقب ماندگی ذهنی و بروز علائم بیماری مانند کرتینیسم ممکن است.
ترشح ناکافی تیروکسین در بزرگسالان با کمبود ید در آب و غذا مرتبط است. با ریزش مو، ایجاد ادم و کاهش فعالیت بدنی همراه است. افزایش بیش از حد یک عنصر در بدن نیز بسیار خطرناک است، زیرا بیماری گریوز ایجاد می شود که علائم آن تحریک پذیری سیستم عصبی، لرزش اندام ها و کاهش وزن شدید است.
محتوای بالای ترکیبات ید در برخی از نمایندگان جهان فلور یافت می شود. گیاهان پایین تر - جلبک های قهوه ای و قرمز - آنها را در تالوس خود جمع می کنند. در بین گیاهان مرتفع آلبالو، خرمالو، خرما و چغندر رکورددار تجمع ید هستند. غذاهای دریایی و ماهی های دریایی حاوی مقدار زیادی از این عنصر هستند.
توزیع یدیدها در طبیعت و روشهای بدست آوردن مواد خالص
بخش عمده ای از عنصر در موجودات زنده و پوسته های زمین - هیدروسفر و لیتوسفر - در حالت محدود وجود دارد. نمک های این عنصر در آب دریا وجود دارد، اما غلظت آنها ناچیز است، بنابراین استخراج ید خالص از آن بی فایده است. به دست آوردن ماده ای از خاکستر جلبک های قهوه ای بسیار کارآمدتر است: فوکوس، کلپ، سارگاسوم.
در مقیاس صنعتی، I2 در طول فرآیندهای استخراج نفت از آب های زیرزمینی جدا می شود. در طی فرآوری برخی از سنگ‌های معدنی مانند نمک شور شیلی، یدات‌های پتاسیم و هیپویدات‌های پتاسیم در آن یافت می‌شود که متعاقباً ید خالص از آنها استخراج می‌شود. بدست آوردن I2 از محلول ید هیدروژن با اکسید کردن آن با کلر کاملاً مقرون به صرفه است. ترکیب به دست آمده یک ماده خام مهم برای صنعت داروسازی است.
علاوه بر محلول الکلی 5٪ ذکر شده قبلاً ذکر شده، که نه تنها یک ماده ساده، بلکه حاوی نمک - یدید پتاسیم و همچنین الکل و آب است، در غدد درون ریز، به دلایل پزشکی، داروهایی مانند به عنوان "فعال ید" و "یدومارین".
در مناطقی با محتوای کم ترکیبات طبیعی، علاوه بر نمک خوراکی یددار، می توانید از دارویی مانند آنتی استرومین استفاده کنید. این حاوی ماده فعال - یدید پتاسیم - است و به عنوان یک داروی پیشگیری کننده برای جلوگیری از علائم گواتر بومی توصیه می شود.
