Jod

Hööftartikel: Isotopen vun Jod
Iso	VN	t_½	VO	VE (MeV)	VP
¹²⁵I	nee	59,408 d	ε	0,186	¹²⁵Te
¹²⁷I	100 %	I is mit 74 Neutronen bestännig.
¹²⁹I	nee	1,57 · 10⁷ a	β^-	0,194	¹²⁹Xe
¹³⁰I	nee	12,356 h	β^-	2,949	¹³⁰Xe
¹³¹I	nee	8,021 a	β^-	0,971	¹³¹Xe

Jod (ok Iod) is en cheemsch Element ut de Serie vun de Halogenen un hett dat Atomteken I un de Atomtall 53. In dat Periodensystem steiht Jod in de 7. Hööftgrupp. De Naam kummt vun dat ooltgreekschen Woort „Iodes“ (ιώο-ειδης), dat so veel as „vioolklöört“. De Dämp, de bi’t Hittmaken vun Jod freesett warrt, sünd neemlich vigelett.

Wieldat de Schrievwies Jod in Düütschland fakener bruukt warrt, warrt in de Fachspraak tomeist de Schwrievwies Iod nahmen – beides is richtig. Dat Atomteken J ist dorgegen nich mehr in Bruuk. An de Steed is nu ahn Utnahm dat I kamen.

Jod is für Minschen un ok för veele annere Leevwesen en essentiell Sporenelement.

Historie

De physioloogsche Bedüden vun jodhollig Stoffen hebbt de Lüüd al in de Antike kennt. Al 1500 Johr vör uns Tietreken sünd Minschen mit en Kropp mit de jodholligen Schilddrüsen vun Schaap oder Aschen vun Seeswämm behannelt worrn.

Jod is in’t Johr 1811 dör den Pariser Salpeterkaaker Bernard Courtois bi’t Herstellen vun Scheetpulver ut de Asch vun Seetang wunnen worrn. Dat dat en Element weer un watvun Egenschoppen dat harr, is eerst twee Johr later vun de franzööschen Naturwetenschopplers Nicolas Clément-Désormes un Joseph Louis Gay-Lussac ünnersocht worrn. Den hüütigen Naam hett Jod 1814 vun em kregen.

Vörkamen

Ampull un lütt Proov metallensch Jod

Afsehen vun Astat is Jod rorer as de annern Halogenen. In de Natur kummt dat teemlich faken vör, aver nich rein, man blots in Form vun Verbinnen, as t. B. anriekert (0,02-1%) in Chilesalpeter, vör allen in Form vun Natriumiodat (NaIO₃), aver ok as Natriumperiodat (NaIO₄) oder Lautarit (Ca(IO₃)₂). In lütte Sporen kann Jod ok in Boddens oder Stenen nawiest warrn. In’n Dörsnitt bargt 100 g waterfre’en Fienbodden in’n süüddüütschen Ruum bit to 34 mg Jod^[1]. De Jodandeel in’n Bodden speelt in grote Rull bi’t Versorgen vun de Inwahners mit natürlich Jod. In bannig lütte Mengden kummt dat Element ok in vulkaansch Gasen vör in de Form vun Jodwaterstoff.

Lösliche Jodverbinnen as Alkali- un Eerdalkaliiodide warrt bi’t Verweddern vun stenen freesett, oder se verfallt bi högere Temperaturen. Op dissen Weg kommt se in de See un in dat Grundwater. Eenige Mineralwaters bargt Jod. De Mienralborn Woodhall Spa in de USA föddert Water, dat dör den hogen Jodandeel bruun klöört is. In’t Seewater liggt de Mengde an Jod üm un bi 0,05 g/t.

Orgaansche Jodverbinnen künnt t. B. ut Seealgen (19 g op een kg Drööggewicht), Tang un Swämm (bit 14 g op een kg Drööggewicht) wunnen warrn. En wichtigen Spieker för orgaansch bunnen Jod is de Schilddrüüs.

Winnen un Dorstellen

In verleden Tieten hett man Jod as Iodiden un Iodaten wunnen, dordör dat man den an’n Strand anspölten Tang insammelt un verbrennt hett. De Asch bargt ungefäähr 0,1-0,5 % Jod. Disse Oort Jod to winnen hett vundaag blots noch öörtliche Bedüden un hett an de weltwiete Johresprodukschoon en Andeel vun ruchweg 2 %.

Dat technisch Winnen vun Jod hangt eng mit dat Winnen vun Salpeter tohopen. Dat Iodat in de Mudderlaug warrt dör Redukschoon in od ümwannelt. In en eersten Reakschoonspass warrt Swevelige Süür insett, üm Jodsüür (Iodat is dat Anion dorto) to Jodwaterstoff to reduzeeren:

\mathrm {HIO_{3}+3\ H_{2}SO_{3}\rightarrow HI+3\ H_{2}SO_{4}}

Jodsüür un swevelige Süür reageert to Jodwaterstoff un Swevelsüür

De Jodwaterstoff warrt denn in en tweeten Pass dör de Jodsüür in de Lösen to Jod oxideert. Man snackt in so en Fall vun en Komproportschoneeren, wiel Jod in twee verscheeden Oxidatschoonstopen (-1 in’n Jodwaterstoff un +5 in de Jodsüür) to neutral, elementaren Jod ümsett warrt:

\mathrm {HIO_{3}+5\ HI\rightarrow 3\ H_{2}O+3\ I_{2}}

Jodsüür un Jodwaterstoff komproportschoneert to Water un Jod

För de Redukschoon kann aver ok Sweveldioxid (SO₂) to de Endlaugen tosett warrn, ut welke de Salpeter as utkristalliseert is.

Bi’t Föddern vun Eerdööl un Eerdgas fallt grote Mengden vun Soltsool an, de en Jogandeel vun 30 bit mehr as 100 ppm opwiest. Dat as Natriumiodid vörliggend Jod warrt dör Oxidatschon mit Chlor ut de Sool freesett:

\mathrm {2\ NaI+Cl_{2}\rightarrow 2\ NaCl+I_{2}}

Natriumiodid un Chlor reageert to Natriumchlorid un Jod

Reinigt warrn kann dat wunnen Jod dordör, dat dat mit Luft utblaast warrt, anslutend mit Sweveldioxid in swevelsuur Lösen wedder reduzeert un an’n End mit gasförmig Chlor na Jod torüchoxideert warrt.

\mathrm {I_{2}+SO_{2}+2\ H_{2}O\rightarrow 2\ HI+H_{2}SO_{4}}

Jod warrt mit Sweveldioxid to Jodwaterstoff reduzeert

\mathrm {2\ HI+Cl_{2}\rightarrow 2\ HCl+I_{2}}

Jodwaterstoff un Chlor reageert to Chlorwaterstoff un Jod

Chromatograaphsch kann Jod dör Adsorpschoon vun Polyiodid an Anionenuttuuschers anriekert warrn. För’t Reinherstellen warrt Kaliumiodid un halogenfree Koppersulfat insett.

In’t Labor lett sik Jod ok dör Inwirken vun Swevelsüür un Mangan(IV)-oxid op Kaliumiodid herstellen. Jüst so, kann geiht ok dat Winnen ut de Aschen vun jodhollig Seeplanten mit Chlor.

Egenschoppen

Kristallin Jod

Natürlich vörkamend Jod besteiht to 100 % ut dat Isotop ¹²⁷I. Dormit is at en Reinelement (anisotop).

Ünner Normalbedingen is Jod en Faststoff, de grauswarte, metallsch gleemend Schuppen mit den Dicht vun 4940 kg/m³ billt. Disse Schuppen hebbt de Egenschoppen vun en Halfleider. De Egenschoppen kommt dör dat Schichtgidder mit enkelete Even, de ut I₂-Molekülen mit en Binnenläng vun 2,715 Å bestaht. De Afstand vun de Even in en orthorhombschen Schichtkristall liggt bi 4,412 Å un is dormit so groot as de van-der-Wals-Afstand twüschen twee Iodatomen (4,30 Å). De körtste Afstand twüschen twee Jod-Molekülen liggt mit 3,496 Å düüdlich sieter.

Jod geiht bi’t Smölten (Smöltpunkt 113,70°C) in en brune Fletigkeit över, de elektrischen Stroom leiden deit. Bi 184,2 °C kaat Jod un billt dorbi en bigeletten Damp, de ut I₂-Molekülen besteiht. Jod sublimeert al bi Ruumtemperatur. Smölten is dorüm blots mööglich, wenn de Temperatur mööglichst gau düchtig stiegen deit.

Jod reageert veel weniger dull mit annere Elementen as Phosphor, Aluminium, Iesen un Quecksülver as Chlor un Brom. Mit Waterstoff reageert Jod to Jodwaterstoff, dat bi licht Warmmaaken aver gau wedder in de Elemente verfallt.

\mathrm {I_{2}+H_{2}\,{\overrightarrow {\leftarrow }}\,2\,HI}

Jod un Waterstoff staht mit Jodwaterstoff in Gliekgewicht. Bi högerer Temperatur warrt dat na links verschaven.

Mit Ammoniak gifft dat en explosionsordig Reakschoon, vunwegen de dormit verbunnen Tonahm vun’t Volumen.

\mathrm {3\,I_{2}+2\,NH_{3}\rightarrow 6\,HI+N_{2}}

Een Mol Jod un twee Mol Ammoniak reageert to söss Mol Jodwaterstoff un een Mol Stickstoff.

Jod hett de intressante Egenschopp Polyiodid-Verbinnen to billn. Dorbi verbinnt sik löste I₂-Molekülen jümmer mit een Iodid-Anion to en eenfach negativ laadt I₃⁻-Anion. En Egenoord vun disse Polyiodidverbinnen is, dat se sik in Stärk-Helices inlagert. Disse Inlagerverbinnen maakt al in bannig lütte Konzentratschonen en düchtige blaue Klöör (fienföhlig un spezifisch Jod-Stärk-Nawies).

Jod-Kationen

Vun Jod gifft verscheeden Kationen. T. B. entsteiht dat blaue Diiodid-Kation I₂⁺, wenn Jod dör in Swevelsüür löst Sweveltrioxid (65%ig Oleum: H₂SO₄ • 2SO₃) oxideert warrt:

\mathrm {2\,I_{2}+2\,SO_{3}+H_{2}SO_{4}\rightarrow 2\,I_{2}^{+}+SO_{2}+2\,HSO_{4}^{-}}

För de OXidatschoon kann aver ok Antimon(V)-fluorid btw. Tantalpentafluorid in fletig Sweveldioxid bruukt warrn:

\mathrm {2\,I_{2}+SbF_{5}\rightarrow 2\,I_{2}^{+}+SbF_{3}+2\,F^{-}}

Man, bit hüüt kunn man noch keen Vebinnen mit den nich solvatiseerten, d. h. Monoiod-Kation I⁺ ahn Löösmiddel herstellen. Sülvst in Verbinnen mit en düchtig swach Lewis-Base as dat Perchlorat-Anion ClO₄⁻ is dat Jod kovalent bunnen. As Gas kann man dat I⁺-Ion aver nawiesen, wenn keen Gegenion dor is.

Anwennen

Jodtinktur un Jodoform bargt Jod in elementar un in bunnen Form un deent as Heelmiddel, nipp un nau as Antimykotikum un Antiseptikum. De desinfizeerende Wirken geiht wohrschienlich dorop torüch, dat Suerstoff ut Water afsplitt warrt. Disse Suerstoff reageert kort na sien Freesetten (in statu nascendi) sünners goot:

$\mathrm {2\ I_{2}+2\ H_{2}O\rightarrow 4\ HI+O_{2}}$

Disse Vörgang warrt ok för de annern Halognen diskuteert. Jod warrt ut dissen Grund in enkelte Fäll ok to’n Reinhollen vun Water in Badeanstalten bruukt. Vördeelhaft is en den Tosamenhang, dat Jod nich so bannig aggressiv is as Chlor. Man, disse Behandeln vun’t Water kann aver keen Algen doodmaken, so dat en tosätzlich Algizid insett warrn mutt. En Nadeel is, dat de düchtige Bruuk vun Jod de Huut farven kann, un dat is ok mööglich, dat dordör Allergien utlöst warrn künnt. Beides kann aver dör den Bruuk vun so nöömte Jodaphoren hinnert warrn. Dat sünd Stoffen, de Jod binnen künnt.

Kaliumiodat warrt in lütte Menden in’t Kaaksolt bigeven üm dormit Krankheiten to verhinnern, de dör to wenig Jod utlöst warrt. Fronslüüd, de jüst en Kind drägt, mööt aver tomeist tosätzlich Jodtabletten innehmen, üm noog Jod to kriegen.

De Jod-Isotopen ¹³¹I un ¹²³I sünd radioaktiv un warrt as Radiopharmaka in de nuklermedizinschen Ünenrsöken un Therapie insett, vör allem bi Schilddrüsenkrankheiten, wobi hüüt vör allen dat ¹³¹I mehr nütt warrt. To’n Bestimmen vun’n Knakenmineralandeel warrt ¹²⁵I mit en Gammastrahlen vun γ = 35 keV nütt.

Jod warrt faken ok as Katalysater bi cheemsch Reakschonen insett. So warrt dat t. B. bi de stereospezifischen Polymerisatschonen vun Butadien bruukt. Annere Reakschonen sünd de Sulfureeren vun aromaatsche Verbinnen un de Alkyleeren un Kondensatschoon vun aromatische Aminen.

Aromaatsche Jodverbinnen warrt ok in de Diagnostik as Röntgen-Kontrastmiddel verwennt. Natriumiodid warrt as Szintillater in Szintillatschoonstellers insett.

Strahlenschuul

Radioaktive Jodisotopen kamt in’n Fallout vun Karnexplosionen un in’n Afbrand vun Karnkraftwarken vör. De Bund un de Länner hebbt tohopen 137 Millionen Kaliumiodid-Tabletten (tomeist as Jod-Tabletten betekent) in de Ümgegend vun Karnkraftwarken op Vörrat för den Fall, dat dat mol en Unfall geven schüll (kiek ok Jodblockaad).

Bioloogsch Bedüden

In’n Organismus speelt Jod vör allen en Rull för de Produkschoon vun de Schilddrüsenhormonen Thyroxin (T4) un Triiodthyronin (T3), de veer btw. dree Jodatomen bargt. De in’n Lief inlagerte Vörrat an Jod warrt mit 10 bit 30 mg angeven. 99 % dorvun sünd in de Schilddrüüs spiekert.

Bi Jodmangel kummt dat toeerst blots to en euthyreoten Billn vun’n Kropp vun de Schilddrüsen. Eerst bi en düchtigen Mangel kummt dat ok to en Ünnerfunkschoon vun de Schilddrüüs (Hypothyreoos), de sik so dorstellt, dat to wenig T3 un T4 produzeert warrt. Wieldat disse Hormonen bedüdende Funkschonen bi’t Reguleeren vun’n Stoffwessel hebbt, künnt dör en Schilddrüsenünnerfunkschoon swore Stören vun’n Stoffwessel un de Entwickeln utlöst warrn.

Warrt gröttere Megnden Jod (in’t Rebeet vun Miiligramm) opnahmen, kummt dat to en kettelnd Wirken an de Huut un Sliemhüüt. Dat kann to’n „Iodismus“ föhren verbunnen mit Anteken vun en Snööv („Jodsnööv“), Konjunktivitis, Bronchitis un Exanthemen. Dat Wirken op de Bronchialsliemhüüt hett dorto föhrt, dat fröher Jodsolten as Expektorantien (Hostenlöser) bruukt weern. Op de annern Siet kann hoochdoseert Jod bi Hyperthyreoos insett warrn, wiel dat de Freesetten un Synthees vun Schilddrüsenhormonen hemmen deit.

Sekerheit

Vun de EU is Jod as Gefahrenstoff instoopt worrn, dat nicht in de Ümwelt freesett warrn schall. Bi’n Üngang mit dat Element gellt dorüm entsprekend Schuulanstalten. Resten vun Jod mööt mit Natriumthiosulfat-Lösen behannelt warrn, de dat Jod to Jodid reduzeert. Bevör dat in’t Afwater geven warrt, mutt de pH-Weert vun de Mischen mit Natriumhydrogencarbonat neutraliseert warrn. Jod dröff’n Leevdag nich mit Ammoniak tohopen brocht warrn, wieldat sik anners dat explosive Josstickstoff billn kann.

Nawies

Qualitativ kann dat Element as elementar Jod oder as Jodstärk nawiest warrn. Bi de Nawiesreakschoon över Jodstärk warrt in de Proov waterige Stärk-Lösen bigeven, de sik bi en Vörkamen vun Jod blau bit blauswart infarvt. Dorbi lagert sik Polyiodid-Anionen in de Spiralstruktur vun de Stärk in un billt en klöörten Komplex. Free’ Jod kann bito ok an sien vigeletten, tyypsch röökend Damp kennt warrn oder doran, dat sik en alkoholsche Lösen mit Jod bruun oder en Hexan-Lösen rotvigelett farvt

Jodid-Ionen, t. B. ut Natriumiodid, künnt över tallriek Fällreakschonen nawiest warrn. Mit Sülvernitrat gifft dat as Bispeel en gelen Nedderslag vun Sülveriodid:

$\mathrm {AgNO_{3}+NaI\rightarrow AgI\downarrow +NaNO_{3}}$

Disse Nedderslag löst sik in Ammoniak un Natriumthiosulfat so goot as gor nich, is aver in Kaliumcyanid-Lösen licht löslich.

To’n Nawies küntn ok Quecksülvernitraten bruukt warrn. Quecksülver(I)-nitrat fällt t. B., wenn dat in’n Övermaat insett warrt, Iodid-Ionen in de Form vun geelgrönen Quecksülver(I)-iodid ut:

$\mathrm {Hg_{2}(NO_{3})_{2}+2\ NaI\rightarrow Hg_{2}I_{2}\downarrow +2\ NaNO_{3}}$

Quecksülver(II)-nitrat fällt dorgegen as roden Nedderslag vun Quecksülver(II)-iodid ut:

$\mathrm {Hg(NO_{3})_{2}+2\ NaI\rightarrow HgI_{2}\downarrow +2\ NaNO_{3}}$

Blieacetat-Lösen maakt en gelen Nedderslag.

Chlorwater kann Iodid to elementar Jod oxideeren, wat denn as brunen Nedderslag to sehn is. Warrt en Iodid-Lösen mit Chlorwater un Hexan schüttelt farvt dat Jod dat Hexan rosavigelett:

$\mathrm {2\,I^{\operatorname {-} }+Cl_{2}\longrightarrow I_{2}\!+2\,Cl^{\operatorname {-} }}$

De quantitativ Bestimmen vun Jod boot op de baven beschrevenen Reakschonen op. Dat is mööglich, de Jodmengde över Titratschoon mit en Thiosulfat-Lösen to bestimmen. För de gravimetrische Bestimmen egent sik Sülveriodid för’t Utfällen. Butendem kummt en Amperometrie in Fraag, dat is en elektrocheemsch Verfohren mit Tolidin.

Verbinnen

Mit Waterstoff reageert Jod to Chlorwaterstoff (HI), dat is en stekend rökend Gas ahn Klöör. De dorvun afleddten Solten sünd de Iodiden. Waterige Lösen dorvun warrt as Iodwaterstoffsüür betekent.

Jod maakt so nöömte Interhalogenverbinnen mit annere Halogenen. Dat sünd Iodfluorid (IF), Iodtrifluorid (IF₃), Iodpentafluorid (IF₅), Iodheptafluorid (IF₇), Iodchlorid (ICl), Ioddichlorid ((ICl₂)₂), Iodtrichlorid (ICl₃) un Iodbromid (IBr).

Bito gifft dat mit Jod ünenrscheedlich Suerstoffsüren un de Solten dorto: Hypoiodige Süür (HIO) un Hypoioditen, Iodige Süür (HIO₂) un de entsprekenden Ioditen, Iodsüür (HIO₃) un Iodaten as ok de Periodsüür (H₅IO₆) un de Periodaten dorto.

Vun de Iodoxiden sünd de Verbinnen I₂O₄, I₄O₉, I₂O₅ un I₂O₆ bekannt, wovun Iodpentaoxid (I₂O₅) de bestännigste Verbinnen is. Wietere, düüdlich unbestännigere Iodoxiden warrt vermoodt.

Kiek ok bi

Literatur

- B. J. Füger, R. Dudczak, C. H. Pirich, G. Zettinig: Jodstoffwechsel. In: Journal für Ernährungsmedizin. 4(2), S. 7–9, 2002 (Utgaav för Öösterriek, [1] (PDF; 185 KB).