Открытие йода – случайная закономерность в истории химии

Йод – химическое вещество, с повадками шпиона. Он присутствует везде, но обнаружить его совсем не просто. Выделить йод, научиться его добывать, правильно использовать помогли специальные технологии, кропотливая работа и, немного везения.

Содержание:

• Круговорот в природе
• Открытие нового химического элемента
• Йод в современных условиях

Круговорот в природе

Йод – химически активный неметалл группы галогенов. Доступность на бытовом уровне, разнообразие йодосодержащих медицинских препаратов создает впечатление обилия природных запасов йодидов.

Однако, этот химический элемент относится к группе чрезвычайно редких. Природные запасы оцениваются всего в 15 миллионов тонн. При этом, соединения йода присутствуют почти во всех объектах живой и неживой природы: химический анализ подтверждает наличие этого микроэлемента даже в чистейшем горном хрустале.

Повсеместную распространенность при ограниченных природных запасах, объясняет чрезвычайная рассредоточенность микроэлемента. Морская вода, основной поставщик йода, содержит всего 20 – 30 мг вещества на одну тонну.

Чистый йод в нормальных условиях выглядит как твердое вещество темного цвета с металлическим блеском. Он хорошо растворяется в воде, органических растворителях, легко переходит в газообразное состояние.

Обращение микроэлемента в природе образует замкнутую систему:

• основное количество растворено в океане, пресной воде рек, озер
• под воздействием солнечных лучей йод преобразуется в элементарный (J2), летучие соединения поднимаются в атмосферу
• воздушные массы перемешиваются, перемещаются над земной поверхностью
• дождевая вода возвращает йод на землю, он впитывается грунтом, активно поглощается объектами живой природы (растениями, животными, птицами)
• замыкая цикл, йодиды с водой возвращаются в Мировой океан, смешиваются с грунтовыми водами

Повышенная концентрация отличает почвы и магматические породы на отдельных участках земли, грунтовые воды, морепродукты.

Открытие нового химического элемента

Редкость, невысокая концентрация в объектах окружающей среды препятствовали идентификации йода. Катализатором, ускорившим процесс, стала война.

Бесконечная череда сражений, ознаменовавшая конец XVII, начало XVIII, повысила спрос на взрывчатые вещества. Потребность в порохе возросла неимоверно, соответственно, выросло потребление селитры - одного из компонентов пороха.

Изготовление селитры раньше было максимально приближено к естественному процессу ее образования, при этом использовали:

• органические остатки (отбросы животного и растительного происхождения, навоз)
• строительный мусор, известняк

К вываренному из перегнившей смеси нитрату кальция добавляли раствор щелочи, выпариванием добивались образования кристаллов селитры.

Производством калиевой селитры занимался и Бернар Куртуа. На его заводе процесс изготовления селитры включал использование золы морских водорослей.

Медные котлы для выпаривания зольных растворов быстро приходили в негодность, Куртуа предположил, что причиной этому может быть некое неизвестное вещество.

Случайно или в ходе планомерных исследований, к раствору щелока, полученному из золы морских водорослей, был добавлен раствор серной кислоты.

Последовавшая химическая реакция сопровождалась выделением паров красивого фиолетового цвета, конденсирующихся в виде блестящих кристаллических пластинок.

Бернар Куртуа не был простым ремесленником, он посещал лекции по химии, занимался в лаборатории Политехнической школы Антуана Франсуа де Фуркруа, был знаком со многими учеными своего времени. Куртуа продолжил свои исследования, в 1813 году были опубликованы первые научные данные о новом веществе, к его изучению подключились исследователи с мировыми именами.

Название «йод» было предложено французом Жозефом Гей-Люссаком. Англичанин Г. Дэви, проводивший исследования параллельно, назвал новый элемент йодином, это название до сих пор принято в Англии.

Йод в современных условиях

Открытие йода научно подтвердило интуитивно подобранные методики прошлых веков. Еще в древнем Китае, законом было установлено обязательное употребление в пищу ламинарии, что избавило население этой страны от хронических заболеваний щитовидной железы.

Ввиду своей летучести, йодиды практически отсутствуют в горных районах, их дефицит характерен для всей поверхности земли. Чем дальше от моря, тем меньше содержание йода в земле и продуктах выращенных на ней.

У человека недостаток йода вызывает эндокринные заболевания, внешними признаками которых являются: выпучивание глаз, зоб в области шеи. Основными последствиями дефицита йода признаны:

• умственное недоразвитие, кретинизм
• приостановка роста
• повышенная утомляемость, нервозность
• для женщин возрастает опасность невынашивания плода

Помимо медицины,  йод широко используют:

• в криминалистике
• радиоэлектронной промышленности
• геологии
• он необходим ботаникам, химикам, металлургам

Несмотря на научные достижения, развитие промышленных технологий, поставщиками йода и сегодня остаются «природные кладовые»: нефтяные воды, селитра, морские водоросли.

Во врем я просмотра видео вы узнаете о пользе йода.

Сегодня, усилия ученых направлены на повышение эффективности добычи йода, разработку способов его сохранения и поставки населению в удобном, легко усваиваемом виде. Ведется просветительская работа (в том числе, рекламные компании), с целью объяснить последствия недостатка этого микроэлемента в организме.