Iode

Iode
53 I
Br ↑ Je ↓ À Tableau périodique tellure ← → iode xénon
Apparence
gris métallique brillant, violet comme gaz
Propriétés générales
Nom, symbole, nombre	iode, I, 53
Prononciation	/ aɪ . ə ré aɪ n / EYE -ə-dyn, / aɪ . ə ré ɨ n / EYE -ə-dən, ou / aɪ . ə ré Je n / EYE -ə-deen
Élément Catégorie	halogène
Groupe, période, bloc	(17) les halogènes , 5, p
Poids atomique standard	126,90447
Configuration électronique	[ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 5 2, 8, 18, 18, 7
Histoire
Découverte	Bernard Courtois (1811)
Premier isolement	Bernard Courtois (1811)
Propriétés physiques
Phase	solide
Densité (à proximité rt)	4,933 g · cm -3
Point de fusion	386,85 K , 113,7 ° C, 236,66 ° F
Point d'ébullition	457,4 K, 184,3 ° C, 363,7 ° F
Point triple	386,65 K (113 ° C), 12,1 kPa
Point critique	819 K, 11,7 MPa
La chaleur de fusion	(I 2) 15,52 kJ · mol -1
Chaleur de vaporisation	(I 2) 41,57 kJ · mol -1
Capacité thermique molaire	(I 2) 54,44 J · mol -1 · K -1
Pression de vapeur (losange)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k à T (K) 260 282 309 342 381 457
Propriétés atomiques
États d'oxydation	7, 5, 3, 1, -1 (Fortement acide oxyde)
Électronégativité	2,66 (échelle de Pauling)
énergies d'ionisation	1er: 1008,4 kJ · mol -1
	2ème: 1845,9 kJ · mol -1
	3ème: 3180 kJ · mol -1
Rayon atomique	140 h
Rayon covalente	139 ± 15 heures
Rayon de Van der Waals	198 h
Miscellanées
Crystal structure	orthorhombique
Ordre magnétique	diamagnétique
Résistivité électrique	(0 ° C) de 1,3 x 10 7 Ω · m
Conductivité thermique	0,449 W · m -1 · K -1
Module Bulk	7,7 GPa
Numéro de registre CAS	7553-56-2
La plupart des isotopes stables
Article détaillé: Isotopes de l'iode
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 123 Je syn 13 h ε, γ 0,16 123 Te 124 I syn 4,176 d ε - 124 Te 125 Je syn 59,40 d ε - 125 Te 127 I 100% 127 I est stable avec 74 neutrons 129 Je trace 1,57 × 10 7 y β - 0,194 129 Xe 131 Je syn 8,02070 d β -, γ 0,971 131 Xe 135 I syn 6,57 h β - - 135 Xe

L'iode est un élément chimique avec le symbole I et de numéro atomique 53. Le nom est d' grecs ioeidēs de ἰοειδής, signifiant violette ou pourpre, en raison de la couleur de la vapeur d'iode élémentaire.

L'iode et de ses composés sont principalement utilisés dans l'alimentation , et industriellement dans la production d' acide acétique et de certaines polymères. Numéro atomique relativement élevé de l'iode, bas la toxicité et la facilité d'attachement à des composés organiques ont fait une partie d'un grand nombre Matériaux de contraste pour rayons X de la médecine moderne. Iode n'a qu'un seul isotope stable . Un certain nombre d'iode des radio-isotopes sont également utilisés dans des applications médicales.

L'iode se trouve sur Terre principalement en très soluble dans l'eau- ion iodure, I ^-, qui se concentre dans les océans et les lacs de saumure. Comme les autres halogènes , iode libre se produit principalement en molécule diatomique I _2, et alors seulement momentanément après avoir été oxydé à partir d'iodure par un oxydant comme l'oxygène libre. Dans l'univers et sur la Terre, numéro atomique élevé de l'iode, il est relativement élément rare. Cependant, sa présence dans l'eau de mer a donné un rôle dans la biologie. Il est le plus lourd élément essentiel utilisé largement par la vie dans les fonctions biologiques (seulement tungstène , employé dans enzymes par quelques espèces de bactéries, est plus lourd). La rareté de l'iode dans de nombreux sols, en raison de la faible abondance initiale comme un élément de la croûte, et aussi le lessivage d'iodure soluble dans l'eau de pluie, a conduit à de nombreux problèmes de carence chez les animaux terrestres et les populations humaines intérieures. La carence en iode touche environ deux milliards de personnes et est la principale cause évitable de une déficience intellectuelle.

L'iode est requis par les animaux supérieurs, qui l'utilisent pour synthétiser les hormones thyroïdiennes, qui contiennent l'élément. En raison de cette fonction, des radio-isotopes de l'iode sont concentrées dans la le long de glande thyroïde avec de l'iode non-radioactif. En cas d'inhalation, le radio-isotope l'iode-131, qui a une haute rendement des produits de fission, se concentre dans la thyroïde, mais est facilement résolu avec l'iodure de potassium traitement.

Caractéristiques

Iode sous conditions standard est un solide bleu-noir. On voit apparemment sublimant à des températures standard dans un gaz violet-rose qui a une odeur irritante. Cette forme des composés d'halogène avec de nombreux éléments, mais est moins réactifs que les autres membres de son groupe VII (halogènes) et a un peu de lumière métallique réflectance.

Dans la phase gazeuse, l'iode montre la couleur violette.

L'iode élémentaire se dissout facilement dans la plupart organiques des solvants tels que hexane ou chloroforme en raison de son manque de polarité, mais ne est que légèrement soluble dans l'eau. Toutefois, la solubilité de l'iode élémentaire dans de l'eau peut être augmentée par l'addition d' iodure de potassium . L'iode moléculaire réagit de manière réversible avec l'ion négatif, générant le anion triiodure I ₃ ^- en équilibre , qui est soluble dans l'eau. Ce est également la formulation de certains types de médicament (antiseptique) iode, bien teinture d'iode dissout l'élément classique dans une solution aqueuse d'éthanol .

L'iode fond à la température relativement basse de 113,7 ° C, bien que le liquide est souvent obscurci par une vapeur violette dense de l'iode gazeux.

L'iode dans la phase gazeuse est de couleur violette, cela est dû à certaines longueurs d'onde de la lumière visible absorbée quand une transition électronique de la π * MO occupé le plus élevé à la plus bas inoccupée σ * MO dans la molécule se produit. Lorsque l'iode est dissous dans des solvants polaires qui sont solvants donneurs forts tels que les cétones , les éthers , la pyridine, la formation de complexe de transfert de charge conduit à la modification de l'écart d'énergie entre les deux orbitales moléculaires, donc différentes longueurs d'onde sont absorbées et l'iode a couleur différente dans les solvants de polarité différente.

Les solutions d'iode dans des solvants donneurs forts tels que l'acétone , le tétrahydrofuranne, pyridine apparaît brune ou jaune (λ _max = 460 à 480 nm), tandis que dans les solvants des bailleurs de fonds plus faibles tels que dichlorométhane il apparaît rouge carmin, dans hydrocarbures aromatiques tels que le benzène et le toluène il semble rose ou brun rougeâtre. Dans les solvants non polaires tels que hexane, aucun complexe de transfert de charge est formé et la solution apparaît violet (λ _max = 520-540 nm) puisque l'écart de l'énergie en I ₂ dans des solvants non polaires est essentiellement le même que celui dans la phase gazeuse. Quand une solution brune de l'iode dans un solvant donneur forte est chauffée, une transition de couleur du brun au violet est observé que le complexe de transfert de charge faiblement liée à dissocie en solvants et en iode molécules libres.

Des complexes de transfert de charge peuvent également être formés entre l'iode et un ion métallique, dans laquelle des électrons π dans le rempli * orbitales de molécules d'iode ont été offerts aux 5s, et 5d basses terres vides orbitales, quant à lui don de retour à partir du métal se produit, ce qui affaiblit et allonge la liaison I-I. Un exemple est [Agi _2] [SbF _6] où une chaîne polymère du complexe de transfert de charge [(Agi _{2) n]} ^{n +} existe dans le composé.

I ₂ • PPh ₃ complexes de transfert de charge dans CH ₂ Cl _2. De gauche à droite: (1) I ₂ dissous dans le dichlorométhane. (2) Quelques secondes après l'excès PPh ₃ a été ajouté. (3) Une minute plus tard, après l'excès PPh ₃ a été ajouté, qui contient [Ph ₃ PI] ⁺ I ^-. (4) Immédiatement après l'excès de I ₂ a été ajoutée, qui contient [Ph ₃ PI] ⁺ [I _3] ^-.

Occurrence

Iodométhane

L'iode est rare dans le système solaire et de la croûte terrestre (de 47-60th en abondance); cependant, sels d'iodure sont souvent très soluble dans l'eau. L'iode se produit dans légèrement supérieure les concentrations dans l'eau de mer que dans les roches, 0,05 vs 0,04 ppm. Minéraux contenant de l'iode comprennent calèche, trouvé dans le Chili . Le brun algues Laminaria et Fucus trouvé dans les zones tempérées de l'hémisphère Nord contiennent de 0,028 à 0,454 pour cent en poids sec de l'iode. Mis à part le tungstène , l'iode est l'élément le plus lourd d'être essentielle dans les organismes vivants. A propos de 19000 tonnes par an sont produites à partir de sources naturelles.

Organoiodine composés sont produits par des formes de vie marine, l'être le plus notable iodométhane (communément appelé iodure de méthyle). Environ 214 kilotonnes / an d'iodométhane est produit par le milieu marin, par l'activité microbienne dans les rizières et par la combustion de la matière biologique. Le iodométhane volatile est divisée dans l'atmosphère dans le cadre d'un cycle global de l'iode.

Structure de liaison et

Structure de l'iode solide

Iode cristal

Iode existe normalement une molécule diatomique avec un II longueur de la liaison de 270 heures, une des plus longues liaisons simples connus. Les _deux molécules je tendent à interagir via les faibles van der Waals forces appelé Forces de dispersion de London, et cette interaction est responsable du point de fusion plus élevé par rapport aux halogènes plus compactes, qui sont également diatomique. Étant donné que la taille atomique de l'iode est plus grand, son point de fusion est plus élevé. Le solide comme cristallise cristaux orthorhombiques. Le motif de cristal dans la Notation Hermann-Mauguin est Cmca (n ° 64), Symbole Pearson OS8. La liaison II est relativement faible, avec une obligataire énergie de dissociation de 36 kcal / mol, et la plupart des obligations à l'iode sont plus faibles que pour les halogénures légers. Une conséquence de cette liaison faible est la tendance relativement élevé de I _deux molécules dissocier en iode atomique.

Production

Parmi les plusieurs endroits dans lesquels l'iode se produit dans la nature, que deux sources sont commercialement utile: le calèche, trouvé dans le Chili , et les saumures contenant de l'iode de champs de gaz et de pétrole, en particulier au Japon et aux États-Unis. Le caliche contient nitrate de sodium, qui est le produit principal des activités d'extraction, et de petites quantités d'iodate de sodium et d'iodure de sodium. Dans l'extraction du nitrate de sodium, l'iodate de sodium et d'iodure de sodium sont extraits. La forte concentration d'iode dans la calèche et l'exploitation extensive faite Chili, le plus grand producteur d'iode en 2007.

La plupart des autres producteurs utilisent de la saumure naturelle se produisant pour la production d'iode. Les Japonais Minami Kanto champ de gaz est de Tokyo et de l'American Champ de gaz du bassin Anadarko dans le nord- Oklahoma sont les deux principales sources de l'iode de la saumure. La saumure a une température supérieure à 60 ° C en raison de la profondeur de la source. Le la saumure est d'abord purifiée et acidifié en utilisant de l'acide sulfurique , puis la présente iodure est oxydé à l'iode avec du chlore . Une solution d'iode est produit, mais il est dilué et doit être concentrée. Air est soufflé dans la solution, ce qui provoque l'iode à évaporer, alors elle est passée dans une tour d'absorption contenant de l'acide où Le dioxyde de soufre est ajouté à réduire l'iode. Le l'iodure d'hydrogène (HI) est mis à réagir avec du chlore pour précipiter l'iode. Après filtration et la purification de l'iode est emballé.

2 HI + Cl ₂ → I ₂ ↑ + 2 HCl

I ₂ + 2 H ₂ O + SO ₂ → 2 HI + H ₂ SO ₄

2 HI + Cl ₂ → ₂ I ↓ + 2 HCl

La production de l'iode à partir de l'eau de mer par l'intermédiaire d' électrolyse ne est pas utilisée en raison de l'abondance de l'iode suffisant saumure riche. Une autre source d'iode est varech, utilisé dans les 18e et 19e siècles, mais il ne est plus économiquement viable.

Les échantillons commerciaux contiennent souvent des concentrations élevées de les impuretés, qui peuvent être éliminés par sublimation. L'élément peut également être préparée sous une forme ultra-pure par la réaction de l'iodure de potassium avec du sulfate de cuivre (II) , ce qui donne de cuivre (II) initialement iodure. Que se décompose spontanément à cuivre (I) et de l'iodure en iode:

Cu ²⁺ + 2 I ^- → ₂ Cul

2 Cul ₂ → 2 + I ₂ Cul

Il existe également d'autres procédés d'isolement de cet élément dans le laboratoire, par exemple, le procédé utilisé pour isoler d'autres halogènes: l'oxydation de l'iodure de l'iodure d'hydrogène (souvent réalisés in situ avec un iodure et d'acide sulfurique) par dioxyde de manganèse (voir ci-dessous dans la chimie descriptive).

Isotopes et leurs applications

Des 37), caractérisé connus ( isotopes de l'iode, un seul, ¹²⁷ I, est stable.

Le radio-isotope plus longue durée, ¹²⁹ I, a une demi-vie de 15,7 millions d'années. Ce est assez long pour en faire un élément permanent de l'environnement sur des échelles de temps humaines, mais beaucoup trop court pour exister en tant que isotopes primordiale aujourd'hui. Au lieu de cela, l'iode-129 est un radionucléide éteint, et sa présence dans le système solaire primitif est déduite de l'observation d'un excès de sa fille xénon-129. Ce nucléide est également faite récemment par rayons cosmiques et comme sous-produit de la fission nucléaire humaine, dont il est utilisé pour surveiller comme un contaminant environnemental très longue durée de vie.

Le radio-isotope prochaine plus longue durée, l'iode-125, a une demi-vie de 59 jours. Il est utilisé comme un marqueur émettant des rayons gamma commode pour des protéines dans des analyses biologiques et quelques essais nucléaires de médecine d'imagerie où une demi-vie plus longue est nécessaire. Il est également couramment utilisé dans capsules de brachythérapie implanté, qui tuent les tumeurs par courte portée locale un rayonnement gamma (mais où l'isotope est jamais libérée dans le corps).

L'iode-123 (demi-vie de 13 heures) est l'isotope de choix pour imagerie de médecine nucléaire de la glande thyroïde, qui se accumule naturellement tous les isotopes de l'iode.

L'iode 131 (demi-vie de 8 jours) est un isotope émetteur bêta, qui est un produit de fission nucléaire commun. Elle est de préférence administrée à l'homme que dans de très fortes doses qui détruisent tous les tissus qui se accumulent (habituellement la thyroïde), qui à son tour empêche ces tissus de développer un cancer à partir d'une dose plus faible (paradoxalement, une dose élevée de cet isotope apparaît plus sûr pour le la thyroïde à faible dose). Comme d'autres l'iode radioactif, I-131 se accumule dans la glande thyroïde, mais contrairement aux autres, en petites quantités, il est hautement cancérigène là, il semble que, en raison de la mutation de la cellule locale élevée en raison de dommages de désintégration bêta. En raison de cette tendance de ¹³¹ I à entraîner une forte détérioration des cellules qui se accumulent et autres cellules près d'eux (0,6 à 2 mm de distance, la gamme des rayons bêta), ce est la seule radio-isotope iode utilisé comme thérapie directe, de tuer les tissus tels que les cancers qui prennent molécules iodés artificiellement (par exemple, le composé iobenguane, également connu sous le MIBG). Pour la même raison, seul l'isotope d'iode I-131 est utilisé pour traiter La maladie de Grave et ces types de cancers de la thyroïde (parfois sous forme métastatique) où les fonctions de tissus qui exige la destruction, encore accumuler naturellement iodure.

Non radioactif ordinaire de l'iodure de potassium (iode-127), dans un certain nombre de formes avantageuses (comprimés ou solution) peut être utilisée pour saturer la capacité de la glande thyroïde pour prendre en outre l'iode, et ainsi protéger contre toute contamination accidentelle de l'iode-131 produit par la fission nucléaire accidents, comme la catastrophe de Tchernobyl et plus récemment le Accidents nucléaires de Fukushima I, ainsi que de la contamination de cet isotope dans les retombées nucléaires de l'arme nucléaire .

Histoire

L'iode a été découvert par le chimiste français Bernard Courtois en 1811. Il est né à un fabricant de salpêtre (une partie vitale de la poudre à canon ). À l'époque des guerres napoléoniennes , France était en guerre et de salpêtre était en grande demande. Salpêtre produite à partir de Français lits NITER nécessaires le carbonate de sodium, qui peut être isolé à partir de algues collectées sur les côtes de Normandie et Bretagne. Pour isoler le carbonate de sodium, l'algue a été brûlé et les cendres lavées à l'eau. Les déchets restant a été détruit par addition d' acide sulfurique . Courtois fois ajouté l'acide sulfurique excessive et un nuage de vapeur rose pourpre. Il a noté que la vapeur cristallisé sur les surfaces froides, la fabrication de cristaux sombres. Courtois soupçonné que ce était un élément nouveau mais il manquait des fonds pour la poursuivre.

Courtois a donné des échantillons à ses amis, Charles Bernard Desormes (1777-1862) et Nicolas Clément (1779-1841), de poursuivre les recherches. Il a également donné une partie de la substance à chimiste Louis Joseph Gay-Lussac (1778-1850), et physicien André-Marie Ampère (1775-1836). Le 29 Novembre 1813, Dersormes et Clément fait la découverte de Courtois publique. Ils ont décrit la substance à une réunion de la Institut Impériale de France. Le 6 Décembre, Gay-Lussac a annoncé que la nouvelle substance était soit un élément ou un composé d'oxygène. Ce était Gay-Lussac qui a suggéré le nom "iode", du mot grec (ιώδες des iodes) pour le violet (à cause de la couleur de la vapeur d'iode). Ampère avait donné une partie de son échantillon à Humphry Davy (1778-1829). Davy a fait des expériences sur le fond et a noté sa ressemblance avec le chlore . Davy a envoyé une lettre en date du 10 Décembre au Royal Society de Londres indiquant qu'il avait identifié un nouvel élément. Arguments ont éclaté entre Davy et Gay-Lussac sur qui a identifié l'iode en premier, mais les scientifiques ont reconnu Courtois comme le premier à isoler l'élément.

Applications

Additif alimentaire humaine

Cette application est très important discuté dans les sections à la fin de cet article, qui traitent iode en biologie.

Les aliments pour animaux

La production de éthylènediammonium diiodure (EDDI) consomme une fraction importante d'iode disponible. EDDI est prévu pour le bétail comme supplément nutritionnel.

Catalyse

L'application majeure de l'iode est en tant que co-catalyseur pour la production d' acide acétique par le Monsanto et les processus de Cativa. Dans ces technologies, qui soutiennent la demande mondiale pour l'acide acétique, l'acide iodhydrique convertit le méthanol en charge l'iodure de méthyle, qui subit carbonylation. L'hydrolyse de l'iodure d'acétyle résultant régénère l'acide iodhydrique et l'acide acétique donne.

traitement désinfectant et de l'eau

L'iode élémentaire est utilisé comme désinfectant sous diverses formes. L'iode existe sous la forme de l'élément, ou que l'eau-soluble anion triiodure I ₃ ^- généré in situ par addition iodure en iode élémentaire mal soluble dans l'eau (la réaction chimique inverse rend certains iode élémentaire libre disponible pour l'antisepsie). En mode alternative, l'iode peut provenir iodophores, qui contiennent de l'iode complexé avec un agent de solubilisation (ion iodure peuvent être considérés comme iodophore librement dans des solutions aqueuses triiodure). Des exemples de telles préparations comprennent:

• Teinture d'iode: iode dans l'éthanol, ou l'iode et iodure de sodium dans un mélange d'éthanol et d'eau.
• Lugol: l'iode et de l'iodure dans l'eau seule, formant essentiellement triiodure. Contrairement à la teinture d'iode, Lugol a une quantité minime de l'iode libre (I ₂₎ de composant.
• Povidone iode (une iodophore).

L'usage médical et radiologique

L'iodure de potassium a été utilisé en tant que expectorant, bien que cet usage est de plus en plus rares. En médecine, l'iodure de potassium est généralement utilisé pour traiter aigu thyrotoxicose, habituellement sous forme d'une solution saturée d'iodure de potassium appelé SSKI. Il est également utilisé pour bloquer l'absorption de l'iode-131 dans la glande thyroïde (voir section isotopes ci-dessus), lorsque cet isotope est utilisé comme partie des produits radiopharmaceutiques (tels que iobenguane) qui ne sont pas ciblées sur les tissus de la thyroïde ou du type de la thyroïde.

L'iode-131 (habituellement sous la forme chimique de l'iodure) est un composant de retombées nucléaires et particulièrement dangereuse en raison de la propension de la glande thyroïde de concentrer l'iode ingéré, où il est conservé pendant plus de demi-vie radiologique de cet isotope de huit jours. Pour cette raison, si les gens sont censés être exposés à une quantité importante de l'iode radioactif de l'environnement (iode-131 dans les retombées), ils peuvent être chargés de prendre non radioactifs comprimés d'iodure de potassium. La dose adulte typique est d'un comprimé de 130 mg par 24 heures, fournissant 100 mg (100 000 microgrammes ) d'iode, que l'iodure ion. (Dose quotidienne typique d'iode pour maintenir la santé normale est de l'ordre de 100 microgrammes;. Voir "Apports Nutritionnels" ci-dessous) En ingérant cette grande quantité d'iode non radioactif, radioactive absorption d'iode par la glande thyroïde est minimisé. Voir l'article sur l'iodure de potassium pour plus sur ce sujet.

Produit de contraste

Acide diatrizoïque, un agent de contraste radiologique

Iode, comme physiquement dense élément avec haute la densité électronique et de haute numéro atomique , est assez radio-opaque (ce est à dire, il absorbe ainsi des rayons X). Cette propriété peut être pleinement exploité en filtrant les rayons X imagerie de sorte qu'ils sont plus énergiques que «K-edge" de l'iode à 33,3 keV, ou de l'énergie, où l'iode commence à absorber les rayons X fortement en raison de l'effet photoélectrique des électrons dans sa coquille K. Les composés organiques d'un certain type (dérivés de benzène généralement l'iode-substitués) sont ainsi utilisés dans la médecine que X-ray agents contraste radiographiques pour l'injection intraveineuse. Ce est souvent en conjonction avec des techniques de rayons X de pointe telles que angiographie et Tomodensitométrie. À l'heure actuelle, tous les agents radiocontrast solubles dans l'eau se appuient sur l'iode.

D'autres utilisations

Iodures inorganiques trouver des utilisations spécialisées. De hafnium, de zirconium, de titane sont purifiés par la Procédé van Arkel, qui implique la formation réversible des tetraiodides de ces éléments. Iodure d'argent est un ingrédient majeur de film photographique traditionnelle. Des milliers de kilogrammes de l'iodure d'argent sont consommées chaque année pour ensemencement de nuages.

Le composé organoiodine érythrosine est un important agent colorant alimentaire. Des iodures de perfluoroalkyle sont des précurseurs de tensioactifs importants, tels que l'acide perfluorooctane sulfonique.

chimie de l'iode

Iode adopte une variété d'états d'oxydation, généralement allant de (formellement) I (VII) à I (-I), et y compris les états intermédiaires de I (V), I (III) et I (I). Pratiquement, seul l'état d'oxydation de -1 est d'importance, étant le formulaire qui se trouve dans les sels d'iodure et composés organoiodine. L'iode est un Acide de Lewis. Avec des donneurs d'électrons tels que la triphénylphosphine et il forme une pyridine complexe de transfert de charge. Avec le anion iodure il forme le ion triiodure. L'iode et le forme un ion iodure quelques redox. I ₂ est facilement réduit et je ^- est facilement oxydé.

Solubilité

Étant une molécule non polaire, de l'iode est très soluble dans les solvants organiques non polaires, y compris l'éthanol (20,5 g / 100 ml à 15 ° C, 21,43 g / 100 ml à 25 ° C), l'éther de diéthyle (20,6 g / 100 ml à 17 ° C, 25,20 g / 100 ml à 25 ° C), le chloroforme, l'acide acétique , le glycerol, le benzène (14,09 g / 100 ml à 25 ° C), le tétrachlorure de carbone (2,603 g / 100 ml à 35 ° C), et le disulfure de carbone (16,47 g / 100 ml à 25 ° C). L'iode élémentaire est peu soluble dans l'eau, avec une dissolution de 3,450 gramme en ml à 20 ° C et 1 280 ml à 50 ° C, mais il est beaucoup plus soluble dans une solution d'iodure tel qu'il forme des ions polyiodure. Des solutions aqueuses et de l'éthanol sont brun qui reflète le rôle de ces solvants en tant que Les bases de Lewis. Solutions dans le chloroforme, le tétrachlorure de carbone, le disulfure de carbone et sont violet, la couleur de la vapeur d'iode.

Les réactions d'oxydoréduction

Dans la vie quotidienne, les iodures sont lentement oxydés par l'oxygène atmosphérique dans l'atmosphère pour donner l'iode libre. Preuve de cette conversion est la teinte jaune de certains échantillons vieillis de sels d'iodure et certains composés organoiodine. L'oxydation de l'iodure en iode dans l'air est également responsable de la perte lente de la teneur en iodure sel iodé se il est exposé à l'air. Certains sels iodate utiliser pour prévenir la perte d'iode.

L'iode est facilement réduit. Le plus commun est l'interconversion de I ^- et je _2. Iode moléculaire peut être préparé par oxydation iodures avec du chlore:

2 I ^- + Cl ₂ → I ₂ + 2 Cl ^-

ou avec le dioxyde de manganèse en solution acide:

2 I ^- + 4 H ^{+ +} MnO ₂ → I ₂ + 2 H ₂ O + Mn ²⁺

L'iode est réduit à l'acide iodhydrique par le sulfure d'hydrogène et hydrazine:

8 I ₂ + 8 H ₂ S → 16 HI + S ₈

2 I ₂ + N ₂ H ₄ → 4 HI + N ₂

Lorsque dissous dans fumant de l'acide sulfurique (65% de oleum), l'iode forme une solution de bleu intense. La couleur bleue est due à i +
2 cation, le résultat étant de l'iode oxydé en SO _3:

2 I ₂ + 2 SO ₃ + H ₂ SO ₄ → 2 I +
2 + SO ₂ + 2 ASS -
4

Le I +
2 cation est également formée lors de l'oxydation de l'iode par SbF ₅ ou TaF _5. La résultante I +
Sb 2
2 F -
11 ou I +
Ta 2
2 F -
11 peut être isolé sous forme de cristaux d'un bleu profond. Les solutions de ces sels deviennent rouges lorsqu'il est refroidi au-dessous de -60 ° C, en raison de la formation de la I 2+
4 cation:

2 I +
2 Je 2+
4

Dans des conditions légèrement plus alcalines, je 2+
4 dismute en I +
3 et un atome d'iode (III) composé. Excès d'iode peut alors réagir avec I +
3 pour former I +
5 (vert) et je 3+
15 (noir).

Oxyde d'iode

Les oxydes les plus connus sont les anions, IO -
3 et IO -
4, mais plusieurs autres oxydes sont connus, tels que l'oxydant puissant pentoxyde d'iode.

Par contraste avec le chlore , la formation de l'ion hypohalite (IO ^-) dans des solutions aqueuses neutres de l'iode est négligeable.

I ₂ + H ₂ O ⁺ H + I ^- + HIO (K = 2,0 x 10 ^-13) dans des solutions basiques (comme aqueuse d'hydroxyde de sodium ), de l'iode se transforme dans une réaction en deux étapes pour iodure et iodate:

I 2 + 2 OH - → I - IO + - + H 2 O		(K = 30)
3 IO - → 2 I - + IO - 3		(K = 10 20)

Les dérivés organiques de hypoiodate ( 2-iodoxybenzoïque acide, et Périodinane de Dess-Martin) sont utilisées en chimie organique.

Acide iodique (EIO _3), acide périodique (EIO ₄₎ et leurs sels sont des oxydants puissants et sont d'une certaine utilité dans synthèse organique. L'iode est oxydée iodate par l'acide nitrique , ainsi que par chlorates:

I ₂ + 10 HNO ₃ → 2 EIO ₃ + 10 NO ₂ + 4 H ₂ O

I ₂ + 2 ClO -
3 → 2 IO -
3 + Cl ₂

Composés iodés inorganiques

L'iode forme des composés avec tous les éléments à l'exception des gaz nobles. Du point de vue des applications commerciales, un composé important est l'acide iodhydrique, utilisé comme co-catalyseur dans le Procédé Cativa pour la production d'acide acétique. Les iodures de titane et d'aluminium sont utilisés dans la production de butadiène, un précurseur de pneus en caoutchouc.

Les sels de métaux alcalins sont des solides incolores communes qui sont très solubles dans l'eau. L'iodure de potassium est une source commode de la anions iodure; il est plus facile à manipuler que l'iodure de sodium, car il ne est pas hygroscopique. Les sels sont principalement utilisés dans la production de sel iodé. L'iodure de sodium est particulièrement utile dans le Réaction de Finkelstein, car il est soluble dans l'acétone , tandis que l'iodure de potassium est moins. Dans cette réaction, un chlorure d'alkyle est converti en un iodure d'alkyle. Celle-ci repose sur l'insolubilité du chlorure de sodium dans de l'acétone pour conduire la réaction:

R-Cl (acétone) + Nal (acétone) → RI (acétone) + NaCl (s)

Malgré l'électronégativité plus basse des halogènes communs, l'iode réagit violemment avec certains métaux, comme l'aluminium:

3 I ₂ + 2 Al → 2 AlI ₃

Cette réaction produit 314 kJ par mole d'aluminium, comparables à 425 kJ de thermite. Pourtant, la réaction déclenche spontanément, et si non confiné, provoque un nuage d'iode gazeux en raison de la température élevée.

Composés interhalogénés

Composés interhalogénés sont bien connus; des exemples comprennent le monochlorure d'iode et le trichlorure; pentafluorure d'iode et heptafluorure.

Composés organiques

De nombreux composés organoiodine existent; le plus simple est iodométhane, a approuvé comme sols fumigant. Des composés organiques iodés sont utilisés comme réactifs de synthèse.

Synthèse organique

Organoiodine composés peuvent être effectués de plusieurs manières. Par exemple, l'iodure de méthyle peut être préparé à partir de méthanol , phosphore rouge, et l'iode. Le réactif d'iodation est triiodure de phosphore qui est formée in situ:

3 CH ₃ OH + PI ₃ → 3 CH ₃ I + H ₃ PO ₃

Le iodoforme essai utilise une solution alcaline d'iode de réagir avec des cétones de méthyle pour donner le groupe triiodomethide laissant labile, formant iodoforme, qui précipite.

Aryle et alkyle iodures fois formulaire Les réactifs de Grignard. L'iode est parfois utilisé pour activer le magnésium lors de la préparation des réactifs de Grignard. les iodures d'alkyle tels que l'iodométhane sont bonnes agents alkylants. Certains inconvénients à l'utilisation des composés de organoiodine dans la synthèse chimique sont:

• composés d'iode sont plus chers que les bromures et chlorures correspondants, dans cet ordre
• iodures sont des agents alkylants beaucoup plus fortes, et sont plus toxiques (par exemple, l'iodure de méthyle est très toxique (T +), de sorte.
• iodures bas poids moléculaire ont tendance à avoir un poids équivalent beaucoup plus élevé, comparé à d'autres agents d'alkylation (par exemple, par rapport à l'iodure de méthyle le carbonate de diméthyle), du fait de la masse atomique de l'iode.

La chimie analytique et de bioanalyse

Tester une graine pour l'amidon avec une solution d'iode

L'iode est utile en chimie analytique en raison de ses réactions avec des alcènes , l'amidon et les agents oxydants et réducteurs. Les espèces très colorées impliqués dans ces réactions, il est facile de détecter les effets dans de nombreuses déterminations analytiques. L'iode est une tache générale couramment utilisé dans chromatographie sur couche mince. Iode forme un complexe bleu intense avec les polymères de glucose amidon et glycogène. Plusieurs méthodes d'analyse se appuient sur cette propriété:

• Iodométrie. La concentration d'un oxydant peut être déterminée en l'ajoutant à un excès d'iodure, pour détruire l'iode élémentaire / triiodure à la suite de l'oxydation par l'oxydant. Un indicateur à l'amidon est ensuite utilisé en tant que indicateur proche du point d'extrémité, afin d'augmenter le contraste visuel (bleu foncé devient incolore, au lieu du jaune diluée triiodure devenir incolore).
• Une test à l'iode peut être utilisé pour tester une substance d'échantillon pour la présence d'amidon. Le Réaction de l'horloge d'iode est une extension des techniques dans iodométrie.
• solutions d'iode sont utilisés dans stylos contrefaits de détection de billets de banque; le principe étant que les billets contrefaits fabriqués en utilisant du papier disponible dans le commerce contiennent de l'amidon.
• L'amidon-iodure de papier sont utilisés pour tester la présence d'oxydants tels que peroxydes. Les oxydants iodure convertissent à l'iode, qui apparaît en bleu. Une solution d'amidon et d'iodure peut remplir la même fonction.
• Pendant colposcopie, de Lugol est appliquée à la vagin et col de l'utérus. Taches normales des tissus vaginaux brun en raison de sa teneur en glycogène élevée (une couleur-réaction semblable à celle de l'amidon), tandis que les tissus anormaux de suspicion de cancer ne tache pas, et semble donc pâle par rapport aux tissus environnants. La biopsie de tissu suspect peut alors être effectuée. Ceci est appelé un Le test de Schiller.

Indice d'iode ou de l'indice d'iode est utilisé pour indiquer le nombre de carbone-carbone doubles liaisons dans les huiles végétales et les acides gras .

Utilisation de produits chimiques de synthèse clandestine

Aux États-Unis, la Drug Enforcement Administration (DEA) qui concerne l'iode et des composés contenant de l'iode (des iodures ioniques, iodoforme, l'iodure d'éthyle, et ainsi de suite) comme réactifs utiles pour la fabrication clandestine de méthamphétamine.

Rôle biologique

L'iode est un élément essentiel oligo-éléments pour la vie, l'élément le plus lourd couramment nécessaire par les organismes vivants. Seulement tungstène , un composant de quelques enzymes bactériennes, a un nombre atomique supérieur et le poids atomique.

Thyroxines sont des hormones contenant de l'iode qui justifient l'utilisation généralisée de sel iodé.

Le rôle principal de l'iode en biologie animale est en tant que constituant de la thyroïde hormones la thyroxine (T4) et la triiodothyronine (T3). Ceux-ci sont fabriqués à partir de produits de condensation de l'addition de l'acide aminé tyrosine, et sont stockés avant leur libération dans un contenant de l'iode- protéine appelée thyroglobuline. T4 et T3 contiennent quatre et trois atomes d'iode par molécule , respectivement. Le glande thyroïde iodure absorbe activement du sang de faire et de libérer ces hormones dans le sang, les actions qui sont réglementés par une deuxième hormone De la TSH pituitaire. Les hormones thyroïdiennes sont phylogénétiquement très vieilles molécules qui sont synthétisées par la plupart multicellulaires organismes , et que même ont un certain effet sur organismes unicellulaires.

Les hormones thyroïdiennes jouent un rôle fondamental dans la biologie, agissant sur la transcription des gènes pour réguler le le taux métabolique basal. Le déficit total de hormones thyroïdiennes peut réduire le taux métabolique basal jusqu'à 50%, tandis que la production excessive d'hormones thyroïdiennes le taux métabolique de base peut être augmenté de 100%. T4 agit essentiellement comme un précurseur de T3, qui est (à quelques exceptions près) l'hormone biologiquement active. Dans amphibiens métamorphose iode et les hormones thyroïdiennes exercent une modèle expérimental bien étudié des apoptose sur les cellules de branchies, la queue et les nageoires de têtards.

L'iode a une relation nutritionnelle avec le sélénium . Une famille d'enzymes dépendant de sélénium appelé désiodases convertit T4 en T3 (l'hormone active) en enlevant un atome d'iode à partir de l'anneau extérieur de la tyrosine. Ces enzymes convertissent également à T4 T3 inverse (rT3) en éliminant un atome d'iode intérieure, et convertir au T3 3,3'-diiodothyronine (T2) également en retirant un atome de la bague intérieure. Ces deux derniers sont des hormones inactivés qui sont prêts pour l'élimination et ont, en substance, pas d'effets biologiques. Une famille d'enzymes non-sélénium-dépendante alors deiodinates en outre les produits de ces réactions.

L'iode représente 65% de la masse moléculaire de T4 et 59% de la T3. Quinze à 20 mg d'iode est concentré dans les tissus de la thyroïde et les hormones, mais 70% de l'iode du corps est distribué dans d'autres tissus, y compris les glandes mammaires, les yeux, la muqueuse gastrique, les parois artérielles, le col de l'utérus, et les glandes salivaires. Dans les cellules de ces tissus, l'iodure pénètre directement par sodium iodure symporteur (NIS). Son rôle dans le tissu mammaire est liée au développement du foetus et du nouveau-né, mais son rôle dans les autres tissus ne est pas connue.

L'apport alimentaire

Le quotidien Apports nutritionnels recommandés par les Etats-Unis Institut de médecine est entre 110 et 130 pg pour les nourrissons jusqu'à 12 mois, 90 pg pour les enfants jusqu'à huit ans, 130 ug pour les enfants jusqu'à 13 ans, 150 pg pour les adultes, 220 mg pour les femmes enceintes et 290 pg pour les mères allaitantes. Le niveau maximal tolérable d'admission (UL) pour les adultes est 1 100 mg / jour (1,1 mg / jour). La limite supérieure tolérable a été évaluée par l'analyse de l'effet de la supplémentation sur l'hormone stimulant la thyroïde.

La glande thyroïde a besoin de pas plus de 70 microgrammes / jour pour synthétiser les quantités quotidiennes nécessaires de T4 et T3. Les niveaux d'indemnités journalières recommandées d'iode supérieur semblent nécessaires pour un fonctionnement optimal d'un certain nombre de systèmes de l'organisme, y compris en lactation du sein, de la muqueuse gastrique, glandes salivaires, la muqueuse buccale, les parois artérielles

Les sources naturelles d'iode comprennent la vie de la mer, tels quele varech et certains fruits de mer, ainsi que des plantes cultivées sur des sols riches en iode.Le sel iodé est enrichi avec de l'iode.

En 2000, l'apport médian d'iode de la nourriture aux Etats-Unis était de 240 à 300 pg / jour pour les hommes et de 190 à 210 pg / jour pour les femmes. Au Japon, la consommation est beaucoup plus élevée, comprise entre 5,280 pg / jour à 13 800 ug / jour, ce en raison de la consommation fréquente d'algues ou de kombu varech.

Après les programmes d'enrichissement en iode (par exemple, le sel iodé) ont été mises en œuvre, certains cas de l'iode-induite hyperthyroïdie ont été observés (soi-disant phénomène Jod-Basedow). La condition semble se produire principalement dans les personnes de plus de quarante ans, et le risque semble plus élevé lorsque la carence en iode est sévère et la hausse initiale dans l'apport en iode est élevée.

Traitement de l'information, de la motricité fine, la résolution de problèmes et visuelle sont améliorées par la réplétion iode chez les enfants modérément carence en iode.

Carence

Dans environ deux tiers des ménages sur la Terre, le sel de table est iodé. Toutefois, cela laisse encore un de deux milliards de personnes estimées carence en iode. L'iode est nécessaire pour les hormones thyroxine essentielles produites par et concentrées dans la glande thyroïde.

Invalidité-année de vie ajustée pour la déficience en iode par 100 000 habitants en 2002.

  pas de données

  moins de 50

  50-100

  100-150

 150-200

 200-250

 250-300

 300-350

 350-400

 400-450

 450-500

  500-800

  plus de 800

Dans les zones où il ya peu d'iode dans l'alimentation, les zones intérieures généralement éloignées et semi-aride climat équatorial où aucun aliments marins sont consommés, la carence en iode donne lieu à une hypothyroïdie, dont les symptômes sont la fatigue extrême, le goitre, ralentissement mental, la dépression, le poids gain, et la température du corps de base faible. La carence en iode est la principale cause évitable de l'arriération mentale, un résultat qui se produit principalement quand les bébés ou les petits enfants sont rendus hypothyroidic par un manque de l'élément. L'ajout d'iode au sel de table a largement éliminé ce problème dans les nations les plus riches, mais, à partir de Mars 2006, la carence en iode reste un problème grave de santé publique dans le monde en développement. La carence en iode est également un problème dans certaines régions d'Europe.

Autres effets possibles sur la santé à l'étude comme étant liée à une carence comprennent:

• Le cancer du sein.La poitrine fortement et activement concentre l'iode dans le lait maternel pour le bénéfice de l'enfant en développement, et peut développer une hyperplasie de goitre comme, parfois, se manifestant commemaladie fibrinolytique du sein, lorsque les niveaux d'iode sont faibles.
• Cancer de l'estomac . Certains chercheurs ont constaté une corrélation épidémiologique entre la carence en iode, une carence en iode le goitre et le cancer gastrique. Une diminution de l'incidence des taux de mortalité par cancer de l'estomac après la mise en œuvre de l'iode-prophylaxie efficaces a été rapporté également.

Précautions et toxicité de l'iode élémentaire

L'iode élémentaire (I ₂ ) est toxique si elle est prise par voie orale. La dose mortelle pour un humain adulte est de 30 mg / kg, ce qui est d'environ 2,1-2,4 grammes (même si des expériences sur des rats ont montré que ces animaux pouvaient survivre après avoir mangé une dose de 14000 mg / kg). L'excès d'iode peut être plus cytotoxique en présence d' une carence en sélénium. Supplémentation en iode dans les populations déficients en sélénium est, en théorie, problématique, en partie pour cette raison. Sa toxicité provient de ses propriétés oxydantes, ce qui rend capable de dénaturer les protéines (enzymes et ainsi également).

L'iode élémentaire est un irritant oxydant et le contact direct avec la peau peut provoquer des lésions, de sorte cristaux d'iode doit être manipulé avec soin. Solutions avec une concentration élevée d'iode élémentaire tels que la teinture d'iode et la solution de Lugol sont capables de causer des dommages aux tissus si leur utilisation pour le nettoyage et antiseptiques est prolongée.

La sensibilité de l'iode

Certaines personnes développent une sensibilité à l'iode. Application de teinture d'iode peut provoquer une éruption cutanée. Certains cas de réaction à Povidone-iode (Betadine) ont donné lieu à des brûlures chimiques. L'usage médical de l'iode (IE comme un agent de contraste, voir ci-dessus) peut provoquer un choc anaphylactique chez les patients très sensibles iode. Certains cas de sensibilité à l'iode peuvent être officiellement classés comme des allergies d'iode. La sensibilité de l'iode est rare, mais a un effet considérable étant donné l'utilisation très répandue de produits de contraste à base d'iode.