|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3. Химические свойства Йода.
Химически Йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами Йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя Йодиды.
Hg + I2 = HgI2
С водородом Йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород.
I2 + H2 = 2НI
Элементный Йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до I- .
I2 + H2S = S + 2НI
Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-.
При растворении в воде Йода частично реагирует с ней;
I2 + H2O = HI + HIO
В горячих водных растворах щелочей образуются Йодид и Йодат.
I2 + 2KOH = KI + KIO + H2O
3KIO = 2KI + KIO3
При нагревании йод взаимодействует с фосфором:
3I2 + 2P = 2PI3
А йодид фосфора в свою очередь взаимодействует с водой:
2PI3 + H2O = 3HI + H2 (PHO3)
При взаимодействии H2SO4 и KI образуется продукт, окрашенный темно-бурый цвет, и сульфатная кислота восстанавливается до H2S
8KI + 9H2SO4 = 4I2 + 8KHSO4 + SO2 + H2O
Йод легко реагирует с алюминием, причем катализатором в этой реакции является вода:
3I2 + 2AL = 2ALI3
Йод может также окислять сернистую кислоту и сероводород:
H2SO3 + I2 + H2O = H2SO4 + HI
H2S + I2 = 2HI + S
Йод взаимодействует с нитратной кислотой:
I2 + 10HNO3 = 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O
При соединении кислоты с щелочью образуется соль:
HIO3 + KOH = KIO3 + H2O
При окислении йодид-иона йодат-ионом в кислой среде образуется свободный йод:
5KI + KIO3 + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O
При нагревании йодатной кислоты она распадается, с образованием наиболее стойкого оксида галогенов:
2HIO3 = I2O5 + H2O
Оксид йода (V) проявляет окислительные свойства. Его используют при анализе CO:
5CO + I2O5 = I2 + 5CO2
Перйодатная кислота H5IO6 - пятиосновная. Ее получают следующим образом:
5Ba(IO3)2 ---t--► Ba5(IO6)2 + 4I2 + 9O2
Ba5(IO6)2 + 5H2SO4 = 5BaSO4↓ + 2H5IO6
Это средняя по силе кислота. Может образовывать соли в орто-форме (Ag5IO6) и в мета-форме (NaIO4). Перйодатная кислота и ее соли используют в органической и аналитической химии как сильные окислители.
Йод хорошо взаимодействует с серноватистокислым натрием (тиосульфатом):
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
Это его свойство используется в аналитической химии.
Адсорбируясь на крахмале, Йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в Йодометрии и качественном анализе для обнаружения Йода.
Пары Йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу Йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от Йода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.
2.4. Получение Йода.
Сырьем для промышленного получения Йода в России служат нефтяные буровые воды (рис. 7); за рубежом – морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% Йода в виде Йодата натрия. Для извлечения Йода из нефтяных вод (содержащих обычно 20 – 40 мг/л Йода в виде Йодидов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся Йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На Йод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный Йод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом Йод поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют Йод хлором. Сырой кристаллический Йод очищают возгонкой.
1) буровая вода;
2) кислота;
3) башня подкисления и окисления (хлоратор);
4) хлор;
5) башня отдувки элементного Йода (десорбер);
6) воздух;
7) сернистый газ;
8) уловитель (адсорбер);
9) Йодоватистая и серная кислоты (сорбент);
10) сборник сорбента;
11) кристаллизатор (здесь Йод выделяется из сорбента);
12) Йод – сырец;
13) безЙодная буровая вода;
Раздел 3. Распространение Йода.
3.1. Распространение в природе.
Среднее содержание Йода в земной коре 4*10-5% по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения Йода рассеяны; глубинные минералы Йода неизвестны. История Йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками). Известны 8 гипергенных минералов Йода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром Йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5*10-5 грамм Йода). Из океана соединения Йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены Йодом. Йод легко адсорбируется1 органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений Йода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи Йода Йодо-бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг Йода).
