Iode

Iode
53I
tel·luri ← iode → xenó Br ↑ I ↓ At Taula periòdica
Aspecte
Gris metàl·lic brillant, lila com a gas
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Iode, I, 53
Categoria d'elements	Halògens
Grup, període, bloc	17, 5, p
Pes atòmic estàndard	126,90447
Configuració electrònica	[Kr] 4d10 5s2 5p5 2, 8, 18, 18, 7
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat (prop de la t. a.)	4,933 g·cm−3
Punt de fusió	386,85 K, 113,7 °C
Punt d'ebullició	457,4 K, 184,3 °C
Punt triple	386,65 K (113 °C), 12,1 kPa
Punt crític	819 K, 11,7 MPa
Entalpia de fusió	(I2) 15,52 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	(I2) 41,57 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	(I2) 54,44 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor (ròmbic)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k a T (K) 260 282 309 342 381 457
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	7, 5, 3, 1, -1 (àcid òxid fort)
Electronegativitat	2,66 (escala de Pauling)
Energies d'ionització	1a: 1.008,4 kJ·mol−1
	2a: 1.845,9 kJ·mol−1
	3a: 3.180 kJ·mol−1
Radi atòmic	140 pm
Radi covalent	139±3 pm
Radi de Van der Waals	198 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Ortoròmbica
Ordenació magnètica	Diamagnètic
Resistivitat elèctrica	(0 °C) 1,3×107Ω·m
Conductivitat tèrmica	0,449 W·m−1·K−1
Mòdul de compressibilitat	7,7 GPa
Nombre CAS	7553-56-2
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del iode
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD 123I sin 13 h ε. γ 0,16 123Te 127I 100% 127I és estable amb 74 neutrons 129I traça 15,7×106 a β− 0,194 129Xe 131I sin 8,02070 d β−. γ 0,971 131Xe

El iode és un element químic de nombre atòmic 53 situat en el grup dels halogens (grup 17) de la taula periòdica dels elements. El seu símbol és I. És un oligoelement i s'empra principalment en medicina, fotografia i com a colorant. Químicament, el iode és l'halogen menys reactiu i menys electronegatiu.

Propietats químiques

El iode és un sòlid negre i llustrós, amb lleugera brillantor metàl·lica, que sublima en condicions normals donant un gas de color violeta i olor irritant. Igual que la resta d'halògens forma un gran nombre de compostos amb altres elements, però és el menys reactiu del grup i té certes característiques metàl·liques.

És poc soluble en aigua, mentre que es dissol fàcilment en dissolvents no polars cloroform (CHCl₃), en tetraclorur de carboni (CCl₄), o en disulfur de carboni (CS₂), donant dissolucions de color violeta. En dissolució, en presència de midó dóna una coloració blava. La seua solubilitat en aigua augmenta si s'afegeix iodur a causa de la formació de l'anió triiodur (I₃^-).

Pot presentar variats estats d'oxidació: -1, +1, +3, +5, +7.

Aplicacions

• En llocs on hi ha poca aportació de iode a través de la dieta (normalment en zones de l'interior, on no es consumixen aliments marins) el dèficit en iode pot causar goll, per tant anomenat goll endèmic. En molts d'estos llocs això es prevé per mitjà de l'addició de iodur de potassi, KI, a la sal comuna, NaCl, la qual es denomina sal iodada.
• La tintura de iode és una dissolució de iode i iodur de potassi (KI) en alcohol etílic, en aigua o en una mescla d'ambdós (per exemple, 2 grams de iode i 2,4 grams de iodur de potassi en 100 ml d'etanol) que té propietats com a antisèptic. S'empra com a desinfectant de la pell o per a netejar ferides. També es pot emprar per a desinfectar l'aigua: afegint-hi unes gotes de tintura de iode i esperant mitja hora perquè faci efecte, se n'eliminen els patògens.
• Els compostos de iode són importants en el camp de la química orgànica i són molt útils en medicina; iodurs, així com la tiroxina, que conté iode, s'empren en medicina interna.
• El iodur de potassi (KI) s'empra en fotografia.
• S'empra iode en les làmpades de filament de tungstè per a allargar-ne la vida útil.
• El triiodur de nitrogen (NI₃) és un explosiu d'impacte, massa inestable per a comercialitzar-lo, però que es pot preparar fàcilment de forma casolana.

Rol biològic

Estructura de la tiroxina

El iode és un element químic essencial. La glàndula tiroide fabrica les hormones tiroxina i triiodetironina, que contenen iode. El dèficit en iode produïx goll i mixedema. En el cas que es produeixi dèficit de iode durant la infància es pot originar cretinisme, on es produeix un retard mental i físic.

Història

El iode va ser descobert a França pel químic francès Bernard Courtois el 1811 a partir d'algues marines, les quals havien estat calcinades i digerides amb àcid sulfúric, encara que no va continuar amb les seves investigacions per falta de diners. Encarregà la tasca d'estudiar aquesta nova substància a dos químics, Nicolas Clément i Charles Bernard Desormes, els quals realitzaren una investigació sistemàtica de les seves propietats i, el 29 de novembre de 1813, exposaren una mostra d'aquesta nova substància a l'Institute Imperial de France i presentaren els resultats dels seus estudis. Joseph Louis Gay-Lussac assenyalà que podia ser un nou element químic i proposà el nom de iode, cosa que fou confirmada per l'anglès Humphry Davy el mateix any. El primer mineral a ser descorbert va ser el iodur de plata, a Mèxic, el 1825.

Abundància i obtenció

El iode és l'halogen menys abundant, presentant-se en l'escorça terrestre amb una concentració de 0,14 ppm, mentre que en l'aigua de mar la seva abundància és de 0,052 ppm.

El iode s'obté a partir dels iodurs, I^-, presents en l'aigua de mar i en algues, o en forma de iodats, IO₃^- a partir dels nitrats de Xile (separant-los prèviament d'aquests).

• En el cas de partir de iodats, una part d'aquest es redueixen a iodurs, i els iodurs obtinguts es fan reaccionar amb la resta de iodats, obtenint iode:

IO₃^- + 5I^- + 6H⁺ → 3I₂ + 3H₂O

• Quan es parteix de iodurs, aquests s'oxiden amb clor i el iode obtingut se separa per mitjà de filtració. Es pot purificar reduint-lo i reoxidant-lo amb clor.

2I^- + Cl₂ → I₂ + 2Cl^-

El iode es pot preparar de forma ultrapura fent reaccionar iodur de potassi, KI, amb Sulfat de coure (II), CuSO₄.

Compostos

• El iode, I₂ en una dissolució de iodur, I^-, forma poliiodurs com el triiodur, I₃^-, o el pentaiodur, I₅^-. També forma compostos amb altres halurs, per exemple l'IF₈^-.
• En dissolució aquosa pot presentar diferents estats d'oxidació. Els més representatius són el -1, amb els iodurs, el +5 formant iodats, i el +7, periodats (oxidant fort).
• El iodur d'hidrogen, HI, es pot obtindre per síntesi directa amb iode i hidrogen, o bé amb iode i un reductor.
• L'anió iodat, IO₃^- es pot obtindre a partir de iode amb un oxidant fort.
• Alguns iodurs de metalls es poden obtindre per síntesi directa, per exemple:

Fe + I₂ → FeI₂

I a partir d'aquests es poden obtindre altres per substitució.

Isòtops

Hi ha trenta isòtops de iode, però només el I-127 és estable. El radioisòtop artificial I-131 (un emissor beta) amb un període de semidesintegració de 8 dies s'ha emprat en el tractament de càncer i altres patologies de la glàndula tiroide.

El iode-129 (amb un període de semidesintegració d'uns 16 milions d'anys) es pot produir a partir del xenó-129 en l'atmosfera terrestre, o també a través del decaïment de l'urani-238. Com l'urani-238 es produeix durant cert nombre d'activitats relacionades amb l'energia nuclear, la seua presència (la relació ¹²⁹I/I) pot indicar el tipus d'activitat exercida en un determinat lloc. Per aquesta raó, el iode-129 es va emprar en els estudis d'aigua de pluja en el seguiment de l'accident de Txernòbil. També s'ha emprat com a traçador en l'aigua superficial i com a indicador de la dispersió de residus en el medi ambient. Altres aplicacions poden estar impedides per la producció de iode-129 en la litosfera a través d'un nombre de mecanismes de decaïment.

En molts aspectes el iode-129 és semblant al clor-36. És un halogen soluble, relativament no reactiu, existeix principalment com a anió no solvatat, i es produeix per reaccions in situ termonuclears i cosmogèniques. En estudis hidrològics, les concentracions de iode-129 es donen generalment com la relació de iode-129 enfront del iode total (pràcticament tot iode-127). Com en el cas de la relació ³⁶Cl/Cl, les relacions ¹²⁹I/I en la naturalesa són força petites, 10^-14 a 10^-10 (el pic termonuclear de ¹²⁹I/I durant les dècades 1960 i 1970 va arribar a uns valors de 10^-7, degut a les proves nuclears). El iode-129 es diferencia del clor-36 en què el seu període de semidesintegració és major (16 enfront de 0,3 milions d'anys), és altament biofílic i es troba en múltiples formes iòniques (generalment I^- i iodats) que tenen diferent comportament químic.

Precaucions

És necessari parar atenció quan es maneja iode perquè el contacte directe amb la pell pot causar lesions. El vapor de iode és molt irritant per als ulls i les mucoses.

Enllaços externs

• webelements.com - Iode (anglès)
• environmentalchemistry.com - Iode (anglès)