碘的使用和用途

 时间:2024-10-11 20:32:08

1、中文名碘英文名Iodine分子量253.8熔点113℃沸点184℃水溶性0.3g/L(20℃)密度1.32g/mL(25℃)外观紫黑色闪亮晶体应用制造药物、染料、碘酒、试纸和碘化物等原子量126.9单质化学式I2元素符号I非金属元素--碘[diǎn] 碘物理属性物质状态固态密度4.933×103kg/m³熔点386.85 K (113.7 °C, 236.66 °F) 沸点457.4 K (184.3 °C, 363.7 °F) 临界点819 K, 11.7 MPa 原子属性原子量126.90447 g/mol 晶体结构orthorhombic 电负性2.66 原子半径140 pm 计算值115 pm 价电子排布[Kr] 4d 5s 5p 电子在每能级的排布2, 8, 18, 18, 7 质子53 中子76

2、碘矿产分布碘在自然黢茕茚痔界中以能溶于水的形式存在。在自然界含量稀少,除在海水中含量较高海带、海鱼、和贝类等动植物含碘较高(每升海水含50-60微克)以外,在大部器皆阄诟分土壤、岩石、水中的含量都很低微。 碘在自然界中含量稀少,在地壳的含量位居第47位。除在海水中含量较高(每升海水含50~60微克)以外,在大部分土壤、岩石、水中的含量都很低。 自然界中的碘来源主要是以碘酸钠NaIO3的形式存在于智利硝石矿中,在海水中碘的含量很少,但海洋中的某些生物(如海藻、海带等)具有选择性吸收和富集碘的能力,是碘的一个重要来源。碘物理性质碘是一种紫黑色有光泽的片状晶体,原子序数53,自然界存在的同位素是74个中子的碘-127。碘具有较高的蒸气压,在微热下即升华,纯碘蒸气呈深蓝色,若含有空气则呈紫红色,并有刺激性气味。碘易溶于许多有机溶剂中,例如氯仿(CHCl3)、四氯化碳(CCl4)。碘在乙醇和乙醚中生成的溶液显棕色。碘在介电常数较小的溶剂(如二硫化碳、四氯化碳)中生成紫色溶液,在这些溶液中碘以分子状态存在。碘在水中的溶解度虽然很小,但在碘化钾KI或其他碘化物溶液中溶解度却明显增大。 碘化学性质碘的化学性质不如同族元素F2、Cl2、Br2活泼,但在化学反应中它也可以表现出由-1到+7的多种氧化态,它的化学性质可以概括为以下几个方面。碘能溶于碘化物中是因为I2与碘离子生成了错离子(I3-)。I2 + I⁻→ I3-在这个平衡中,溶液里总有单质碘的存在,因此许多碘化钾溶液的性质与碘溶液相同。碘分子会与淀粉生成蓝黑色错合物,但碘离子(I⁻)则否。 碘与金属的反应:一般能与氯单质反应的金属(除了贵金属)同样也能与碘反应,只是反应活性不如氯单质。例如碘单质常温下可以和活泼的金属直接作用,与其他金属的反应需要在较高的温度下才能发生。I2 + 2Na→ 2NaI。碘与非金属的反应:一般能与氯单质反应的非金属同样也能与碘的单质反应,由于碘单质的氧化能力较弱,反应活性不如氯,所以需要在较高的温度下才能发生反应。例如它与磷作用,只生成三碘化磷: 3I2 + 2P → 2PI3。碘与水的反应:(1)卤素与水的反应类型:在水中会发生自身氧化还原反应。(2)碘与水的反应:碘在水中的溶解度最小,仅微溶于水,溶解度是0.029g/100g水。I2与水不能发生像F2与水发生的氧化还原反应。将氧气通入碘化氢溶液内会有碘析出:4HI + O2 → 2I2 + 2H2OI2在碱性条件下,I2可以发生自身氧化还原反应,生成碘酸根与碘离子:3I2 + 6OH- → 5I- + IO3-+ 3H2O这是由于溶液中不存在次碘酸根IO-。在任何温度下,IO-都迅速发生自身氧化还原反应生成I-和IO3-。 碘应用领域碘作用与用途碘对动植物的生命是极其重要的。海水里的碘化物和碘酸盐进入大多数海生物的新陈代谢中。在高级哺乳动物中,碘以碘化氨基酸的形式集中在甲状腺内,缺乏碘会引起甲状腺肿大。 约2/3的碘及化合物用来制备防腐剂、消毒剂和药物,如碘酊和碘仿CHI3。碘酸钠作为食品添加剂补充碘摄入量不足。放射性同位素碘-131用于放射性治疗和放射性示踪技术。碘还可用于制造染料和摄影胶片。 碘及其相关化合物主要用于医药、照相及染料。它还可作为示踪剂,进行系统的监测,例如用于地热系统监测。碘化银(AgI)除用作照相底片的感光剂外,还可作人工降雨时造云的晶种。I2和KI的酒精溶液即碘酒,是常用的消毒剂;碘仿(CHI3)用作防腐剂。 标定硫代硫酸钠标准溶液。测定油脂的碘值。镁及乙酸盐的显色反应。制造碘烷及碘化物等。淀粉的比色测定。测定血清中非蛋白氮、淀粉酶。制备固紫和甲苯胺蓝碘溶液。催化剂。消毒剂。含碘制剂如碘酊、复方碘溶液、碘喉片、碘甘油等为医疗中应用较广的药物,碘酊是家庭中常备的消毒药品。碘生理功能碘与人类的健康息息相关。成年人体内含有20-50mg的碘,碘是维持人体甲状腺正常功能所必需的元素。当人体缺碘时就会患甲状腺肿。因此碘化物可以防止和治疗甲状腺肿大。多食海带、海鱼等含碘丰富的食品,对于防治甲状腺肿大也很有效。碘的放射性同位素I可用于甲状腺肿瘤的早期诊断和治疗。 碘是人体的必需微量元素之一,有“智力元素”之称。健康成人体内的碘的总量约为30mg(20~50mg),其中70%~80%存在于甲状腺。碘可以:1.促进生物氧化,甲状腺素能促进三羧酸循环中的生物氧化,协调生物氧化和磷酸化的偶联、调节能量转换。2.调节蛋白质合成和分解,当蛋白质摄入不足时,甲状腺素有促进蛋白质合成作用;当蛋白质摄入充足时,甲状腺素可促进蛋白质分解。3.促进糖和脂肪代谢,甲状腺素能加速糖的吸收利用,促进糖原和脂肪分解氧化,调节血清胆固醇和磷脂浓度等等。4.调节水盐代谢,甲状腺素可促进组织中水盐进入血液并从肾脏排出,缺乏时可引起组织内水盐潴留,在组织间隙出现含有大量粘蛋白的组织液,发生粘液性水肿。5.促进维生素的吸收利用,甲状腺素可促进烟酸的吸收利用,胡萝卜素转化为维生素A过程及核黄素合成核黄素腺嘌呤二核苷酸等。6.增强酶的活力,甲状腺素能活化体内100多种酶,如细胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系、碱性磷酸酶等,在物质代谢中起作用。7.促进生长发育,甲状腺素促进骨骼的发育和蛋白质合成,维护中枢神经系统的正常结构。值得注意的是,人体摄入过多的碘也是有害的,日常饮食碘过量同样会引起“甲亢”。是否需要在正常膳食之外特意“补碘”,要经过正规体检,听取医生的建议,切不可盲目“补碘”。碘食用盐人们主要从饮水、粮食、蔬菜和周围环境中获取碘。如果饮水、粮食和周围环境中缺乏碘,长期生活在那里的人们就会因碘的摄人不足而产生碘缺乏病;缺碘地区不仅仅是内陆、山区、地高坡陡和地下水位高的地区。实践的结果表明,面对幅员广大的缺碘地域和庞大的防治对象,实施食盐加碘是最为经济有效、简便易行的预防碘缺乏病的方法。盐是人们生活中的必需品,在食盐中加碘,可以通过一日三餐补碘,既方便,又能保证人们终身摄入足够量的碘。碘盐的色、味均与普通的食盐完全相同;尽管各人的口味不同,盐的用量不同,但食用碘盐都是安全的。因为食盐含碘量与一般海产品含碘量相似。碘盐要坚持长年食用,在缺碘的地区,如果连续3至6个月不食用碘盐,就会产生缺碘的危害。很多海产品如海带、海鱼、海虾和海菜中也富含碘,经常食用也有补碘的作用。在各类补碘的措施中,食用碘盐是最为经济实惠的群防群治措施。虽然碘是智力元素,但过多食用碘并不能增进人的健康和提高智力水平,反而有害。人体每日都需要碘,但只是微量的。碘制备方法利用碘在有机溶剂中的易溶性,可以把它从溶液中分离出来。可从海藻、油井盐水和硝石生产的母液中提取碘。将含有0.001%~0.01%碘化物水溶液,用硫酸酸化至pH2.3~2.5,然后用氯气或亚硝酸钠氧化碘化物为碘,用活性炭吸附碘至饱和,再用氢氧化钠将碘溶解,生成碘化钠和碘酸钠溶液,再通入氯气得到碘。碘的制备一般有两种方法:(1)由I- 制备I2:I- 具有较强的还原性,很多氧化剂如Cl2、Br2、MnO2等在酸性溶液中都能将碘离子氧化成碘单质:Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I22NaI + 3H2SO4 + MnO2 → 2NaHSO4 + MnSO4 + I2 + 2H2O  第二个方程式是自海藻灰中提取碘的主要反应,析出的碘可用有机溶剂来萃取分离。在上述反应中,要避免使用过量的氧化剂,以免单质碘进一步被氧化为高价碘的化合物:I2 + 5Cl2 + 6H2O → 2IO3-+ 10Cl- + 12H(2) IO3-的还原:大量碘的制取来源于自然界的碘酸钠,用还原剂亚硫酸氢钠NaHSO3使IO3-离子还原为单质碘:2IO3-+ 5HSO3-→ 3HSO4-+ 2SO42-+ H2O + I2实际上,上述反应是先用适量的NaHSO3将碘酸盐还原成碘化物:IO3-+ 3HSO3-→ I- + 3SO42-+ 3H+将所得的酸性碘化物溶液与适量的碘酸盐溶液作用,使碘析出:IO3-+ 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O

3、元素周期表主族元素类金属▪ 硼 ( 5) ▪ 硅 ( 14) ▪ 锗 ( 32) ▪ 砷 ( 33) ▪ 锑 ( 51)▪ 碲 ( 52) ▪ 钋 ( 84)金属元素碱金属▪ 锂 ( 3) ▪ 钠 ( 11) ▪ 钾 ( 19) ▪ 铷 ( 37) ▪ 铯 ( 55)▪ 钫 ( 87)碱土金属▪ 铍 ( 4) ▪ 镁 ( 12) ▪ 钙 ( 20) ▪ 锶 ( 38) ▪ 钡 ( 56)▪ 镭 ( 88)其他金属▪ 铝 ( 13) ▪ 铟 ( 49) ▪ 镓 ( 31) ▪ 锡 ( 50) ▪ 铊 ( 81)▪ 铅 ( 82) ▪ 铋 ( 83) ▪ Uut ( 113) ▪ Uuq ( 114) ▪ Uup ( 115)▪ Uuh ( 116) ▪ Uus ( 117)非金属元素稀有气体▪ 氦 ( 2) ▪ 氖 ( 10) ▪ 氩 ( 18) ▪ 氪 ( 36) ▪ 氙 ( 54)▪ 氡 ( 86) ▪ Uuo ( 118)卤族元素▪ 氟 ( 9) ▪ 氯 ( 17) ▪ 溴 ( 35) ▪ 碘 ( 53) ▪ 砹 ( 85)其他元素▪ 氢 ( 1) ▪ 碳 ( 6) ▪ 氮 ( 7) ▪ 氧 ( 8) ▪ 磷 ( 15)▪ 硫 ( 16) ▪ 硒 ( 34)副族元素金属元素镧系▪ 镧 ( 57) ▪ 铈 ( 58) ▪ 镨 ( 59) ▪ 钕 ( 60) ▪ 钷 ( 61)▪ 钐 ( 62) ▪ 铕 ( 63) ▪ 钆 ( 64) ▪ 铽 ( 65) ▪ 镝 ( 66)▪ 钬 ( 67) ▪ 铒 ( 68) ▪ 铥 ( 69) ▪ 镱 ( 70) ▪ 镥 ( 71)锕系▪ 锕 ( 89) ▪ 钍 ( 90) ▪ 镤 ( 91) ▪ 铀 ( 92) ▪ 镎 ( 93)▪ 钚 ( 94) ▪ 镅 ( 95) ▪ 锔 ( 96) ▪ 锫 ( 97) ▪ 锎 ( 98)▪ 锿 ( 99) ▪ 镄 ( 100) ▪ 钔 ( 101) ▪ 锘 ( 102) ▪ 铹 ( 103)

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