le iode Il s'agit d'un élément non métallique réactif qui appartient au groupe 17 du tableau périodique (halogènes) et est représenté par le symbole chimique I. En substance, c'est un élément assez populaire, de l'eau iodée à l'hormone tyrosine..
A l'état solide, l'iode est gris foncé avec un éclat métallique (image du bas), capable de se sublimer pour produire une vapeur violette qui, condensée sur une surface froide, laisse un résidu sombre. De nombreuses et attrayantes ont été les expériences pour démontrer ces caractéristiques.
Cet élément a été isolé pour la première fois par Bernard Curtois en 1811, tout en obtenant des composés qui ont servi de matière première à la fabrication du salpêtre. Cependant, Curtois n'a pas identifié l'iode comme un élément, un mérite partagé par Joseph Gay-Lussac et Humphry Davy. Gay-Lussac a identifié l'élément comme «iode», un terme qui vient du mot grec «ioides» avec lequel la couleur violette a été désignée..
L'iode élémentaire, comme les autres halogènes, est une molécule diatomique, composée de deux atomes d'iode liés par une liaison covalente. L'interaction de Van der Waals entre les molécules d'iode est la plus forte parmi les halogènes. Cela explique pourquoi l'iode est l'halogène ayant les points de fusion et d'ébullition les plus élevés. De plus, c'est le moins réactif des halogènes et celui avec la plus faible électronégativité..
L'iode est un élément essentiel qui doit être ingéré, car il est nécessaire à la croissance corporelle; développement cérébral et mental; métabolisme en général, etc., recommandant un apport quotidien de 110 µg / jour.
La carence en iode dans l'état fœtal d'une personne est associée à l'apparition d'un crétinisme, une condition caractérisée par un ralentissement de la croissance corporelle; ainsi qu'un développement mental et intellectuel insuffisant, strabisme, etc..
Parallèlement, une carence en iode à tout âge de l'individu est associée à l'apparition d'un goitre, caractérisé par une hypertrophie de la thyroïde. Le goitre est une maladie endémique, car elle est confinée à certaines zones géographiques avec leurs propres caractéristiques nutritionnelles.
Index des articles
L'iode a été découvert par le chimiste français Bernard Curtois, en 1811, alors qu'il travaillait avec son père dans la production de salpêtre, nécessitant du carbonate de sodium pour cela..
Ce composé a été isolé des algues récoltées au large des côtes normandes et bretonnes. À cette fin, les algues ont été brûlées et les cendres ont été lavées à l'eau, détruisant les résidus résultants avec l'ajout d'acide sulfurique..
À une occasion, peut-être par une erreur fortuite, Curtois a ajouté un excès d'acide sulfurique et une vapeur violette s'est formée qui s'est cristallisée sur les surfaces froides, se déposant sous forme de cristaux sombres. Curtois soupçonnait qu'il était en présence d'un nouvel élément et l'appelait "Substance X".
Curtois a découvert que cette substance, mélangée à de l'ammoniac, formait un solide brun (triiodure d'azote) qui explosait au moindre contact..
Cependant, Curtois avait des limites pour poursuivre ses recherches et décida de donner des échantillons de sa substance à Charles Desormes, Nicolas Clément, Joseph Gay-Lussac et André-Marie Ampère, afin d'obtenir leur collaboration..
En novembre 1813, Desormes et Clément rendirent publique la découverte de Curtois. En décembre de la même année, Gay-Lussac a souligné que la nouvelle substance pourrait être un nouvel élément, suggérant le nom «iode» du mot grec «ioides», désigné pour le violet..
Sir Humphry Davy, qui a reçu une partie de l'échantillon donné à Ampère par Curtois, a expérimenté avec l'échantillon et a noté une similitude avec le chlore. En décembre 1813, la Royal Society of London fut impliquée dans l'identification d'un nouvel élément.
Bien qu'une discussion ait eu lieu entre Gay-Lussac et Davy au sujet de l'identification de l'iode, ils ont tous deux reconnu que Curtois était le premier à l'isoler. En 1839, Curtois reçut finalement le prix Montyn de l'Académie royale des sciences en reconnaissance de l'isolement de l'iode..
En 1839, Louis Daguerre a donné à l'iode sa première utilisation commerciale, en inventant une méthode de production d'images photographiques appelées daguerréotypes, sur de fines feuilles de métal..
En 1905, le pathologiste américain David Marine, a enquêté sur la carence en iode dans certaines maladies et a recommandé son apport.
Gris foncé uni avec éclat métallique. Lorsqu'elle est sublimée, ses vapeurs sont de couleur violette (image du haut).
126,904 unités
53
113,7 ºC
184,3 ºC
Température ambiante: 4,933 g / cm3
Il se dissout dans l'eau pour produire des solutions brunes avec une concentration de 0,03% à 20 ºC..
Cette solubilité est considérablement augmentée s'il y a des ions iodure préalablement dissous, car un équilibre est établi entre le I- et moideux pour former l'espèce anionique I3-, qui solvate mieux que l'iode.
Dans les solvants organiques tels que le chloroforme, le tétrachlorure de carbone et le disulfure de carbone, l'iode se dissout en donnant une teinte violette. De même, il se dissout dans les composés azotés, tels que la pyridine, la quinoléine et l'ammoniac, pour former une solution brune, à nouveau.
La différence dans les colorations réside dans le fait que l'iode est dissous sous forme de molécules solvatées Ideux, ou comme complexes de transfert de fret; ces derniers apparaissent quand ce sont des solvants polaires (de l'eau parmi eux), qui se comportent comme des bases de Lewis en donnant des électrons à l'iode.
Piquant, irritant et caractéristique. Seuil olfactif: 90 mg / m3 et seuil d'odeur irritante: 20 mg / m3.
Log P = 2,49
Lorsqu'il est chauffé jusqu'à décomposition, il émet une fumée d'iodure d'hydrogène et divers composés iodés..
2,27 cP à 116 ºC
386,65 K et 121 kPa
819 K et 11,7 MPa
15,52 kJ / mol
41,57 kJ / mol
54,44 J / (mol K)
L'iode a une pression de vapeur modérée et lorsque le récipient est ouvert, il se sublime lentement en une vapeur violette, irritant pour les yeux, le nez et la gorge..
Les nombres d'oxydation de l'iode sont: -1 (je-), +1 (je+), +3 (je3+), +4 (I4+), +5 (I5+), +6 (je6+) et +7 (I7+). Dans tous les sels d'iodure, comme dans le cas de KI, l'iode a un indice d'oxydation de -1, car en eux nous avons l'anion I-.
L'iode acquiert des nombres d'oxydation positifs lorsqu'il est combiné avec des éléments plus électronégatifs que lui; par exemple, dans ses oxydes (IdeuxOU ALORS5 et moi4OU ALORS9) ou des composés interhalogénés (I-F, I-Cl et I-Br).
2,66 sur l'échelle de Pauling
Premièrement: 1008,4 kJ / mol
Deuxième: 1845 kJ / mol
Troisième: 3,180 KJ / mol
0,449 W / (m K)
1,39 107 Ω · m à 0 ºC
Diamagnétique
L'iode se combine avec la plupart des métaux pour former des iodures, ainsi qu'avec des éléments non métalliques tels que le phosphore et d'autres halogènes. L'ion iodure est un agent réducteur puissant, qui libère spontanément un électron. L'oxydation de l'iodure produit une teinte brunâtre d'iode.
L'iode, contrairement à l'iodure, est un agent oxydant faible; plus faible que le brome, le chlore et le fluor.
L'iode avec l'indice d'oxydation +1 peut se combiner avec d'autres halogènes avec l'indice d'oxydation -1, pour donner des halogénures d'iode; par exemple: bromure d'iode, IBr. De même, il se combine avec l'hydrogène pour donner naissance à l'iodure d'hydrogène, qui, après dissolution dans l'eau, est appelé acide iodhydrique..
L'acide iodhydrique est un acide très fort capable de former des iodures par réaction avec des métaux ou leurs oxydes, hydroxydes et carbonates. L'iode a un état d'oxydation +5 dans l'acide iodique (HIO3), qui est déshydraté pour produire du pentoxyde d'iode (IdeuxOU ALORS5).
L'iode dans son état fondamental consiste en un atome qui a sept électrons de valence, un seul étant capable de compléter son octet et de devenir isoélectronique avec le gaz rare xénon. Ces sept électrons sont disposés dans leurs orbitales 5s et 5p selon leur configuration électronique:
[Kr] 4ddix 5 sdeux 5 p5
Par conséquent, les atomes I montrent une forte tendance à se lier de manière covalente de sorte que chacun a individuellement huit électrons dans sa couche la plus externe. Ainsi, deux atomes I s'approchent et forment la liaison I-I, qui définit la molécule diatomique Ideux (image du haut); unité moléculaire d'iode dans ses trois états physiques dans des conditions normales.
L'image montre la molécule Ideux représenté par un modèle de remplissage spatial. Ce n'est pas seulement une molécule diatomique, mais aussi homonucléaire et apolaire; donc leurs interactions intermoléculaires (Ideux - jedeux) sont régis par les forces de dispersion de Londres, qui sont directement proportionnelles à leur masse moléculaire et à la taille des atomes.
Cette liaison I-I est cependant plus faible que celle des autres halogènes (F-F, Cl-Cl et Br-Br). Ceci est théoriquement dû au faible chevauchement de leurs orbitales hybrides sp3.
La masse moléculaire de Ideux permet à ses forces de dispersion d'être directionnelles et suffisamment fortes pour établir un cristal orthorhombique à pression ambiante. Sa teneur élevée en électrons amène la lumière à favoriser des transitions d'énergie sans fin, ce qui fait que les cristaux d'iode se colorent en noir..
Cependant, lorsque l'iode se sublime, ses vapeurs présentent une coloration violette. Cela indique déjà une transition plus spécifique dans les orbitales moléculaires du Ideux (ceux avec la plus haute énergie ou anti-lien).
Les molécules I sont présentées ci-dessusdeux, représenté par un modèle de sphères et de barres, disposées dans la cellule élémentaire orthorhombique.
On peut voir qu'il y a deux couches: celle du bas avec cinq molécules et celle du milieu avec quatre. Notez également qu'une molécule d'iode se trouve à la base de la cellule. Le verre est construit en distribuant périodiquement ces couches dans les trois dimensions..
En parcourant la direction parallèle aux liaisons I-I, on constate que les orbitales d'iode se chevauchent pour générer une bande de conduction, ce qui fait de cet élément un semi-conducteur; cependant, sa capacité à conduire l'électricité disparaît si la direction perpendiculaire aux couches est suivie.
Le lien I-I semble s'être développé; et en fait il l'est, puisque la longueur de sa liaison augmente de 266 pm (état gazeux), à 272 pm (état solide).
Cela peut être dû au fait que dans le gaz, les molécules Ideux ils sont très éloignés les uns des autres, leurs forces intermoléculaires étant presque négligeables; tandis que dans le solide, ces forces (I-I - I-I) deviennent tangibles, attirant les atomes d'iode de deux molécules voisines l'une vers l'autre et raccourcissant par conséquent la distance intermoléculaire (ou interatomique, vue d'une autre manière).
Ensuite, lorsque le cristal d'iode se sublime, la liaison I-I se contracte en phase gazeuse, puisque les molécules voisines n'exercent plus la même force d'attraction (dispersive) sur leur environnement. Et aussi, logiquement, la distance que jedeux - jedeux augmente.
Il a été mentionné précédemment que la liaison I-I est plus faible que les autres halogènes. En phase gazeuse à une température de 575 ºC, 1% des molécules Ideux ils se décomposent en atomes I individuels. Il y a tellement d'énergie thermique que juste deux I se réunissent à nouveau, ils se séparent, et ainsi de suite.
De même, cette rupture de liaison peut se produire si une pression énorme est appliquée aux cristaux d'iode. En le comprimant trop (sous une pression des centaines de milliers de fois supérieure à la pression atmosphérique), les molécules Ideux sont réorganisés en phase I monoatomique, et on dit alors que l'iode présente des caractéristiques métalliques.
Cependant, il existe d'autres phases cristallines, telles que: orthorhombique centrée sur le corps (phase II), tétragonale centrée sur le corps (phase III) et cubique centrée sur le visage (phase IV).
L'iode a un rapport pondéral, par rapport à la croûte terrestre, de 0,46 ppm, se classant 61e en abondance. Les minéraux iodés sont rares et les gisements d'iode commercialement exploitables sont des iodates..
Les minéraux iodés se trouvent dans les roches ignées avec une concentration de 0,02 mg / kg à 1,2 mg / kg, et dans les roches magmatiques avec une concentration de 0,02 mg à 1,9 mg / kg. On le trouve également dans le schiste de Kimmeridge, avec une concentration de 17 mg / kg de poids.
De plus, les minéraux iodés se trouvent dans les roches phosphatées avec une concentration allant de 0,8 à 130 mg / kg. L'eau de mer a une concentration en iode qui varie de 0,1 à 18 µg / L. Les algues, les éponges et les huîtres étaient autrefois les principales sources d'iode.
Actuellement, cependant, les principales sources sont la caliche, les gisements de nitrate de sodium dans le désert d'Atacama (Chili) et les saumures, principalement du champ gazier japonais de Minami Kanto, à l'est de Tokyo, et du champ gazier d'Anadarko. Bassin de l'Oklahoma (États-Unis).
L'iode est extrait de la caliche sous forme d'iodate et est traité avec du bisulfite de sodium pour le réduire en iodure. La solution est ensuite mise à réagir avec de l'iodate fraîchement extrait pour faciliter sa filtration. Caliche était la principale source d'iode au 19e et au début du 20e siècle..
Après purification, la saumure est traitée avec de l'acide sulfurique, qui produit de l'iodure..
Cette solution d'iodure est ensuite mise à réagir avec du chlore pour produire une solution diluée d'iode, qui est évaporée par un courant d'air qui est détourné vers une tour d'absorption de dioxyde de soufre, produisant la réaction suivante:
jedeux + 2 heuresdeuxO + SOdeux => 2 HI + HdeuxSW4
Par la suite, l'iodure d'hydrogène gazeux réagit avec le chlore pour libérer l'iode à l'état gazeux:
2 HI + Cldeux => Jedeux + 2 HCl
Et enfin, l'iode est filtré, purifié et conditionné pour utilisation..
L'iode est un élément essentiel, car il intervient dans de nombreuses fonctions chez les êtres vivants, qui sont surtout connues chez l'homme. La seule façon pour l'iode d'entrer dans l'homme est par la nourriture qu'il mange.
Le régime recommandé pour l'iode varie avec l'âge. Ainsi, un enfant de 6 mois nécessite un apport de 110 µg / jour; mais à partir de 14 ans, le régime recommandé est de 150 µg / jour. De plus, il est indiqué que l'apport en iode ne doit pas dépasser 1 100 µg / jour.
L'hormone stimulant la thyroïde (TSH) est sécrétée par l'hypophyse et stimule l'absorption d'iode par les follicules thyroïdiens. L'iode est transporté dans les follicules thyroïdiens, appelés colloïdes, où il se lie à l'acide aminé tyrosine pour former la monoiodotyrosine et la diiodotyrosine..
Dans le colloïde folliculaire, une molécule de monoiodothyronine se combine avec une molécule de diiodothyronine pour former une molécule appelée triiodothyronine (T3). D'autre part, deux molécules de diiodotyrosine peuvent se joindre, formant la tétraiodothyronine (T4). Le t3 et le T4 sont appelées hormones thyroïdiennes.
Hormones T3 et T4 ils sont sécrétés dans le plasma où ils se lient aux protéines plasmatiques; y compris la protéine de transport de l'hormone thyroïdienne (TBG). La plupart des hormones thyroïdiennes sont transportées dans le plasma sous forme de T4.
Cependant, la forme active des hormones thyroïdiennes est T3, donc le T4 dans les «organes blancs» des hormones thyroïdiennes, il subit une désiodation et se transforme en T3 exercer son action hormonale.
Les effets de l'action des hormones thyroïdiennes sont multiples, les suivants pouvant être signalés: augmentation du métabolisme et de la synthèse des protéines; promotion de la croissance corporelle et du développement du cerveau; augmentation de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque, etc..
La carence en iode et, par conséquent, en hormones thyroïdiennes, appelée hypothyroïdie, a de nombreuses conséquences qui sont influencées par l'âge de la personne.
Si une carence en iode survient au cours de l'état fœtal d'une personne, la conséquence la plus importante est le crétinisme. Cette condition est caractérisée par des signes tels qu'une fonction mentale altérée, un développement physique retardé, un strabisme et une maturation sexuelle retardée..
Une carence en iode peut induire un goitre, quel que soit l'âge auquel la carence survient. Un goitre est un surdéveloppement de la thyroïde, causé par une stimulation excessive de la glande par l'hormone TSH, libérée par l'hypophyse à la suite d'une carence en iode..
La taille excessive de la thyroïde (goitre) peut comprimer la trachée, limitant le passage de l'air à travers elle. De plus, cela peut endommager les nerfs laryngés qui peuvent entraîner un enrouement..
L'empoisonnement dû à une consommation excessive d'iode peut provoquer des brûlures de la bouche, de la gorge et de la fièvre. Aussi douleurs abdominales, nausées, vomissements, diarrhée, pouls faible et coma.
Un excès d'iode produit certains des symptômes observés en cas de carence: il y a une inhibition de la synthèse des hormones thyroïdiennes, ce qui augmente la libération de TSH, ce qui entraîne une hypertrophie de la thyroïde; c'est-à-dire un goitre.
Certaines études indiquent qu'une consommation excessive d'iode peut provoquer une thyroïdite et un cancer papillaire de la thyroïde. De plus, un apport excessif en iode peut interagir avec les médicaments, limitant leur action..
Une consommation excessive d'iode en association avec des médicaments antithyroïdiens, tels que le méthimazole, utilisé pour traiter l'hyperthyroïdie, peut avoir un effet additif et provoquer une hypothyroïdie..
Les inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ECA), tels que le bénazépril, sont utilisés pour traiter l'hypertension. Prendre trop d'iodure de potassium augmente le risque d'hyperkaliémie et d'hypertension.
L'iode agit comme un désinfectant pour la peau ou les plaies. Il a une action antimicrobienne presque instantanée, pénétrant à l'intérieur des micro-organismes et interagissant avec les acides aminés soufrés, les nucléotides et les acides gras, ce qui provoque la mort cellulaire.
Il exerce son action antivirale principalement sur les virus couverts, en postulant qu'il attaque les protéines à la surface des virus couverts..
L'iodure de potassium sous forme de solution concentrée est utilisé dans le traitement de la thyrotoxicose. Il est également utilisé pour contrôler les effets du rayonnement 131I en bloquant la liaison de l'isotope radioactif à la thyroïde.
L'iode est utilisé dans le traitement de la kératite dendritique. Pour ce faire, la cornée est exposée à des vapeurs d'eau saturées d'iode, perdant temporairement l'épithélium de la cornée; mais il y a un rétablissement complet en deux ou trois jours.
L'iode a également des effets bénéfiques dans le traitement de la fibrose kystique du sein humain. De même, il a été souligné que le 131Je pourrais être un traitement facultatif du cancer de la thyroïde.
L'iode est utilisé pour détecter la présence d'amidon, donnant une teinte bleue. La réaction de l'iode avec l'amidon est également utilisée pour détecter la présence de faux billets imprimés sur du papier contenant de l'amidon..
Le tétraiodomercurate de potassium (II), également connu sous le nom de réactif de Nessler, est utilisé dans la détection de l'ammoniac. De même, une solution d'iode alcaline est utilisée dans le test iodoforme, pour montrer la présence de méthylcétones..
Les iodures inorganiques sont utilisés dans la purification de métaux, tels que le titane, le zirconium, l'hafnium et le thorium. Dans une étape du processus, les tétraiodures de ces métaux doivent être formés.
L'iode sert de stabilisant pour la colophane, l'huile et d'autres produits du bois.
L'iode est utilisé comme catalyseur dans les réactions de synthèse organique de méthylation, d'isomérisation et de déshydrogénation. Pendant ce temps, l'acide iodhydrique est utilisé comme catalyseur pour la production d'acide acétique dans les procédés Monsanto et Cativa..
L'iode agit comme catalyseur dans la condensation et l'alkylation des amines aromatiques, ainsi que dans les processus de sulfatation et de sulfanation, et pour la production de caoutchoucs synthétiques.
L'iodure d'argent est un composant essentiel du film photographique traditionnel. L'iode est utilisé dans la fabrication d'instruments électroniques tels que les prismes monocristallins, les instruments optiques polarisants et le verre capable de transmettre des rayons infrarouges..
L'iode est utilisé dans la fabrication de pesticides, de colorants aniline et de phtaléine. De plus, il est utilisé dans la synthèse de colorants et est un agent extincteur de fumée. Et enfin, l'iodure d'argent sert de noyau de condensation pour la vapeur d'eau dans les nuages, afin de provoquer la pluie..
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