Solution alcoolique d'iode… Depuis l'enfance, une aide bien connue pour les égratignures, les écorchures et les coupures de tous les enfants et de leurs parents. C'est un agent rapide et efficace qui cautérise et désinfecte la surface de la plaie. Cependant, la portée de la substance ne se limite pas à la médecine, car les propriétés chimiques de l'iode sont très diverses. Le but de notre article est de les connaître plus en détail.
Caractéristiques physiques
Une substance simple ressemble à des cristaux violet foncé. Lorsqu'il est chauffé, en raison des particularités de la structure interne du réseau cristallin, à savoir la présence de molécules dans ses nœuds, le composé ne fond pas, mais forme immédiatement des vapeurs. C'est la sublimation ou la sublimation. Cela s'explique par une liaison faible entre les molécules à l'intérieur du cristal, qui se séparent facilement les unes des autres - une phase gazeuse de la substance se forme. Le nombre d'iode dans le tableau périodique est de 53. Et sa position parmi d'autres éléments chimiques indiqueappartenant aux non-métaux. Arrêtons-nous davantage sur cette question.
Place d'un élément dans le tableau périodique
L'iode est dans la cinquième période, le groupe VII et, avec le fluor, le chlore, le brome et l'astatine, forme un sous-groupe d'halogènes. En raison de l'augmentation de la charge nucléaire et du rayon atomique, les représentants des halogènes ont un affaiblissement des propriétés non métalliques, donc l'iode est moins actif que le chlore ou le brome, et son électronégativité est également plus faible. La masse atomique de l'iode est de 126, 9045. Une substance simple est représentée par des molécules diatomiques, comme les autres halogènes. Ci-dessous, nous allons nous familiariser avec la structure de l'atome de l'élément.
Caractéristiques de la formule électronique
Cinq niveaux d'énergie et le dernier d'entre eux presque complètement rempli d'électrons confirment que l'élément a des signes prononcés de non-métaux. Comme les autres halogènes, l'iode est un agent oxydant puissant, éliminant des métaux et des éléments non métalliques plus faibles - soufre, carbone, azote - l'électron manquant avant l'achèvement du cinquième niveau.
L'iode est un non-métal, dans les molécules duquel se trouve une paire commune d'électrons p qui lie les atomes entre eux. Leur densité à l'endroit du chevauchement est la plus élevée, le nuage d'électrons commun ne se déplace vers aucun des atomes et se situe au centre de la molécule. Une liaison covalente non polaire est formée et la molécule elle-même a une forme linéaire. Dans la série halogène, du fluor à l'astatine, la force de la liaison covalente diminue. Il y a une diminution de la valeur d'enthalpie, dont dépend la désintégration des molécules d'éléments en atomes. Quelles implications cela a-t-il sur les propriétés chimiques de l'iode ?
Pourquoi l'iode est-il moins actif que les autres halogènes
La réactivité des non-métaux est déterminée par la force d'attraction sur le noyau de leur propre atome d'électrons étrangers. Plus le rayon d'un atome est petit, plus les forces d'attraction électrostatique de ses particules chargées négativement d'autres atomes sont élevées. Plus le numéro de la période dans laquelle se trouve l'élément est élevé, plus il aura de niveaux d'énergie. L'iode est dans la cinquième période et il a plus de couches d'énergie que le brome, le chlore et le fluor. C'est pourquoi la molécule d'iode contient des atomes qui ont un rayon beaucoup plus grand que celui des halogènes précédemment énumérés. C'est pourquoi les particules I2 attirent les électrons plus faibles, ce qui entraîne un affaiblissement de leurs propriétés non métalliques. La structure interne d'une substance affecte inévitablement ses caractéristiques physiques. Voici quelques exemples spécifiques.
Sublimation et solubilité
La réduction de l'attraction mutuelle des atomes d'iode dans sa molécule conduit, comme nous l'avons dit précédemment, à un affaiblissement de la force de la liaison covalente non polaire. Il y a une diminution de la résistance du composé à haute température et une augmentation de la dissociation thermique de ses molécules. Une caractéristique distinctive de l'halogène: la transition d'une substance lorsqu'elle est chauffée immédiatement d'un état solide à un état gazeux, c'est-à-dire que la sublimation est la principale caractéristique physique de l'iode. Sa solubilité dans les solvants organiques, tels que le disulfure de carbone, le benzène, l'éthanol, est plus élevée que dans l'eau. Ainsi, dans 100 g d'eau à 20°C, seulement 0,02 g peuvent se dissoudresubstances. Cette fonction est utilisée en laboratoire pour extraire l'iode d'une solution aqueuse. En le secouant avec une petite quantité de H2S, vous pouvez observer la couleur violette du sulfure d'hydrogène due à la transition des molécules d'halogène en lui.
Propriétés chimiques de l'iode
Lorsqu'il interagit avec des métaux, l'élément se comporte toujours de la même manière. Il attire les électrons de valence de l'atome métallique, qui sont situés soit sur la dernière couche d'énergie (éléments s, tels que le sodium, le calcium, le lithium, etc.), soit sur l'avant-dernière couche contenant, par exemple, des électrons d. Ceux-ci incluent le fer, le manganèse, le cuivre et autres. Dans ces réactions, le métal sera l'agent réducteur et l'iode, dont la formule chimique est I2, sera l'agent oxydant. C'est donc cette activité élevée d'une substance simple qui est à l'origine de son interaction avec de nombreux métaux.
Il convient de noter l'interaction de l'iode avec l'eau lorsqu'elle est chauffée. En milieu alcalin, la réaction se déroule avec la formation d'un mélange d'iodure et d'acides iodiques. Cette dernière substance présente les propriétés d'un acide fort et, lors de la déshydratation, se transforme en pentoxyde d'iode. Si la solution est acidifiée, les produits de réaction ci-dessus interagissent les uns avec les autres pour former les substances initiales - les molécules libres I2 et l'eau. Cette réaction appartient au type redox, elle présente les propriétés chimiques de l'iode en tant qu'agent oxydant fort.
Réaction qualitative de l'amidon
En chimie inorganique et organique, il existe un groupe de réactions, à l'aide dequi peuvent être identifiés dans les produits d'interaction certains types d'ions simples ou complexes. Pour détecter les macromolécules d'un glucide complexe - l'amidon - une solution alcoolique à 5% de I2 est souvent utilisée. Par exemple, quelques gouttes sont versées sur une tranche de pomme de terre crue et la couleur de la solution devient bleue. Nous observons le même effet lorsqu'une substance pénètre dans n'importe quel produit contenant de l'amidon. Cette réaction, qui produit de l'iode bleu, est largement utilisée en chimie organique pour confirmer la présence d'un polymère dans un mélange test.
Les propriétés bénéfiques du produit de l'interaction de l'iode et de l'amidon sont connues depuis longtemps. Il a été utilisé en l'absence de médicaments antimicrobiens pour le traitement de la diarrhée, des ulcères gastriques en rémission, des maladies du système respiratoire. La pâte d'amidon, contenant environ 1 cuillère à café d'une solution d'alcool iodé pour 200 ml d'eau, était largement utilisée en raison du faible coût des ingrédients et de la facilité de préparation.
Toutefois, il faut rappeler que l'iode bleu est contre-indiqué dans le traitement des jeunes enfants, des personnes souffrant d'hypersensibilité aux médicaments contenant de l'iode, ainsi que des patients atteints de la maladie de Basedow.
Comment les non-métaux réagissent entre eux
Parmi les éléments du sous-groupe principal du groupe VII, l'iode réagit avec le fluor, le non-métal le plus actif avec le degré d'oxydation le plus élevé. Le processus se déroule dans le froid et s'accompagne d'une explosion. Avec l'hydrogène, I2 interagit avec un fort chauffage, et pas complètement, le produit de réaction - HI - commence à se décomposer en substances de départ. L'acide iodhydrique est assez fort et bien que ses caractéristiques soient similaires à celles de l'acide chlorhydrique, il montre encore des signes plus prononcés d'agent réducteur. Comme vous pouvez le voir, les propriétés chimiques de l'iode sont dues à son appartenance à des non-métaux actifs, cependant, l'élément a une capacité oxydante inférieure au brome, au chlore et, bien sûr, au fluor.
Le rôle de l'élément dans les organismes vivants
La teneur la plus élevée en ions I- se situe dans les tissus de la glande thyroïde, où ils font partie des hormones stimulant la thyroïde: la thyroxine et la triiodothyronine. Ils régulent la croissance et le développement du tissu osseux, la conduction de l'influx nerveux et le taux métabolique. Le manque d'hormones contenant de l'iode dans l'enfance est particulièrement dangereux, car un retard mental et l'apparition de symptômes d'une maladie telle que le crétinisme sont possibles.
Une sécrétion insuffisante de thyroxine chez l'adulte est associée à une carence en iode dans l'eau et les aliments. Elle s'accompagne d'une perte de cheveux, de la formation d'œdèmes et d'une diminution de l'activité physique. Un excès d'un élément dans le corps est également extrêmement dangereux, car la maladie de Graves se développe, dont les symptômes sont l'excitabilité du système nerveux, des tremblements des membres et une perte de poids sévère.
La teneur élevée en composés d'iode se retrouve chez certains représentants du monde de la flore. Les plantes inférieures - algues brunes et rouges - les accumulent dans leur thalle. Parmi les plantes supérieures, les cerises acides, les kakis, les dattes et les betteraves sont les détenteurs du record d'accumulation d'iode. Les fruits de mer et les poissons de mer contiennent une grande quantité de cet élément.
Répartition des iodures dans la nature et méthodes d'obtention de substances pures
La majeure partie de l'élément est présente dans les organismes vivants et les coquilles de la Terre - l'hydrosphère et la lithosphère - à l'état lié. Il existe des sels de l'élément dans l'eau de mer, mais leur concentration est insignifiante, il n'est donc pas rentable d'en extraire de l'iode pur. Il est beaucoup plus efficace d'obtenir une substance à partir des cendres d'algues brunes: fucus, varech, sargasses.
À l'échelle industrielle, I2 est isolé des eaux souterraines lors des processus d'extraction de pétrole. Lors du traitement de certains minerais, comme le salpêtre chilien, on y trouve des iodates et des hypoiodates de potassium, à partir desquels de l'iode pur est ensuite extrait. Il est assez rentable d'obtenir I2 à partir d'une solution d'iode d'hydrogène en l'oxydant avec du chlore. Le composé résultant est une matière première importante pour l'industrie pharmaceutique.
En plus de la solution alcoolique à 5% d'iode déjà mentionnée, qui contient non seulement une substance simple, mais également un sel - l'iodure de potassium, ainsi que de l'alcool et de l'eau, en endocrinologie, pour des raisons médicales, des médicaments tels comme « iode actif » et « iodomarine ».
Dans les zones à faible teneur en composés naturels, en plus du sel de table iodé, vous pouvez utiliser un remède tel que l'Antistrumine. Il contient l'ingrédient actif - l'iodure de potassium - et est recommandé comme médicament prophylactique utilisé pour prévenir les symptômes du goitre endémique.
