วิธีการเตรียมไอโอดีนคืออะไร

ไอโอดีนเป็นผลึกเกล็ดเงาสีม่วงดำชนิดหนึ่ง มีเลขอะตอม 53 ไอโซโทปธรรมชาติคือไอโอดีน-127 มีนิวตรอน 74 ตัว ไอโอดีนมีความดันไอสูง ซึ่งจะระเหิดภายใต้ความร้อนเล็กน้อย ไอโอดีนบริสุทธิ์มีสีน้ำเงินเข้ม และหากมีอากาศอยู่ด้วย ไอโอดีนจะมีสีแดงอมม่วงและมีกลิ่นฉุน ไอโอดีนละลายได้ง่ายในตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด เช่น คลอโรฟอร์ม (CHCl₃) และคาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl₄). สารละลายที่เกิดจากไอโอดีนในเอทานอลและอีเทอร์มีสีน้ำตาล ไอโอดีนสร้างสารละลายสีม่วงในตัวทำละลายที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ (เช่น คาร์บอนไดซัลไฟด์และคาร์บอนเตตระคลอไรด์) ซึ่งมีไอโอดีนอยู่ในสถานะโมเลกุล แม้ว่าความสามารถในการละลายของไอโอดีนในน้ำจะน้อยมาก แต่ใน KI หรือสารละลายไอโอไดด์อื่น ๆ จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

วิธีการเตรียมไอโอดีน:

ไอโอดีนสามารถแยกออกจากสารละลายได้โดยใช้ความสามารถในการละลายในตัวทำละลายอินทรีย์

ไอโอดีนสามารถสกัดได้จากสุราแม่ที่ผลิตโดยสาหร่าย น้ำเกลือบ่อน้ำมัน และดินประสิว ทำให้สารละลายในน้ำที่มีไอโอไดด์ {{0}}.001 เปอร์เซ็นต์ ~0.01 เปอร์เซ็นต์เป็นกรดด้วยกรดซัลฟิวริกเป็น pH 2.3~2.5 จากนั้นออกซิไดซ์ไอโอไดด์ให้เป็นไอโอดีนด้วยก๊าซคลอรีนหรือโซเดียมไนไตรท์ ใช้ถ่านกัมมันต์เพื่อดูดซับไอโอดีนเพื่อ อิ่มตัวแล้วละลายไอโอดีนด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อสร้างสารละลายโซเดียมไอโอไดด์และโซเดียมไอโอเดต จากนั้นฉีดก๊าซคลอรีนเพื่อให้ได้ไอโอดีน

โดยทั่วไปมีสองวิธีในการเตรียมไอโอดีน:

(1) I2 จัดทำโดย I:

ฉัน - มีความสามารถในการลดลงอย่างมาก สารออกซิแดนท์หลายชนิด เช่น Cl₂, บ₂, MnO₂, สามารถออกซิไดซ์ไอออนไอโอดีนเป็นไอโอดีนในสารละลายที่เป็นกรด:

คล₂บวก 2NaI → 2NaCl บวก I₂

2NaI บวก 3H₂ดังนั้น₄บวก MnO₂→ 2NaHSO₄บวกกับ MnSO₄บวกกับฉัน₂บวก 2H₂O

สมการที่สองคือปฏิกิริยาหลักของการสกัดไอโอดีนจากเถ้าสาหร่าย และไอโอดีนที่สกัดได้สามารถสกัดและแยกออกได้ด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ ในปฏิกิริยาข้างต้น ควรหลีกเลี่ยงสารออกซิแดนท์ที่มากเกินไปเพื่อป้องกันไม่ให้ไอโอดีนธรรมดาถูกออกซิไดซ์ต่อไปเป็นสารประกอบไอโอดีนที่มีวาเลนต์สูง:

I₂บวก 5Cl₂บวก 6H₂O → 2IO₃^-บวก 10Cl^-บวก 12H^บวก

(2) กู้คืน IO₃^-:

การเตรียมไอโอดีนจำนวนมากมาจากโซเดียมไอโอเดตตามธรรมชาติ และใช้ตัวรีดิวซ์ NaHSO3 เพื่อลด IO₃^-ไอออนเป็นไอโอดีนอย่างง่าย:

2ไอโอ₃^-บวก 5HSO₃^-→ 3สช₄^-บวก 2SO₄^2-บวก H₂O บวก I₂

ในความเป็นจริง ปฏิกิริยาข้างต้นคือการรีดิวซ์ไอโอเดตเป็นไอโอไดด์ก่อนด้วย NaHSO3 ในปริมาณที่เหมาะสม:

IO₃^-บวกกับ 3HSO₃^-→ I- บวก 3SO₄^2-บวก 3H^บวก

สารละลายไอโอไดด์ที่เป็นกรดที่ได้รับจะทำปฏิกิริยากับสารละลายไอโอเดตในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อปลดปล่อยไอโอดีน:

IO₃^-บวก 5I^-บวก 6H^บวก → 3I₂บวก 3H₂O

ไอโอดีนเป็นองค์ประกอบทางเคมี ซึ่งเป็นฮาโลเจนที่ไม่ประดิษฐ์และมีความเสถียรที่หนักที่สุด และเป็นอโลหะที่เป็นของแข็งสีม่วงดำเป็นประกายภายใต้สภาวะมาตรฐาน

ไอโอดีนเป็นสารอาหารรองที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต และมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการเจริญเติบโตของสัตว์และพืช ไอโอไดด์และไอโอเดตในน้ำทะเลสามารถเข้าสู่กระบวนการเมแทบอลิซึมของสิ่งมีชีวิตในทะเลส่วนใหญ่ ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขั้นสูง ไอโอดีนจะเข้มข้นในต่อมไทรอยด์ในรูปของกรดอะมิโนเสริมไอโอดีน ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ไทรอกซินเพื่อควบคุมเมแทบอลิซึมของเซลล์ การพัฒนาและการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อประสาทและกล้ามเนื้อ การขาดสารไอโอดีนอาจทำให้เกิดโรคคอพอกและยังเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดภาวะปัญญาอ่อน ไอโอดีนที่ร่างกายต้องการส่วนใหญ่มาจากอาหาร เช่น สาหร่ายทะเล เคลป์ หอย ไข่ ธัญพืช และผักสีเขียว ซึ่งในบรรดาสาหร่ายเคลป์ สาหร่าย และอาหารอื่นๆ มีไอโอดีนมากที่สุด เพื่อป้องกันการขาดสารไอโอดีน สามารถใช้มาตรการเสริมธาตุไอโอดีนในอาหารได้ เช่น การเติมโพแทสเซียมไอโอไดด์และโพแทสเซียมไอโอเดตในเกลือในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อเสริมการบริโภคไอโอดีน

ไอโอดีนเกือบครึ่งหนึ่งถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบไอโอดีนอินทรีย์ และไอโอไดด์สามารถใช้ในเม็ดสี ยา สารเร่งปฏิกิริยา สารแต่งสี การทำความสะอาดและสุขอนามัย สารเติมแต่งอาหารสัตว์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น สารกันบูด (ไอโอโดฟอร์ม) สารฆ่าเชื้อ (ไวน์ไอโอดีน) และ ยา (เม็ดโพแทสเซียมไอโอไดด์, ไอโอดีนกลีเซอรีน, ฯลฯ ) ไอโซโทปรังสีไอโอดีน-131 ใช้ในเทคโนโลยีรังสีรักษาและเทคโนโลยีเครื่องติดตามรังสี ไอโอดีนยังใช้ทำฟิล์มถ่ายภาพได้อีกด้วย นอกจากจะใช้เป็นสารไวแสงสำหรับฟิล์มถ่ายภาพแล้ว ซิลเวอร์ไอโอไดด์ยังสามารถใช้เป็นก้อนควบแน่นสำหรับสารตกตะกอนเทียมได้อีกด้วย สามารถนำไปใช้ในเมฆโดยเครื่องบินหรือจรวดสำหรับการตกตะกอนเทียม

การป้องกันไอโอดีนที่เสถียรหมายถึงการดำเนินการป้องกันฉุกเฉินของการใช้สารประกอบไอโอดีนที่เสถียร (127I) เพื่อป้องกันหรือลดการดูดซึมไอโอดีนกัมมันตภาพรังสีโดยต่อมไทรอยด์เมื่อเหตุฉุกเฉินทางนิวเคลียร์หรือรังสีมีหรืออาจนำไปสู่การปลดปล่อยไอโอดีนกัมมันตภาพรังสี บางประเทศจะแจกจ่ายยาเม็ดไอโอดีน (โพแทสเซียมไอโอไดด์) ให้กับผู้อยู่อาศัยรอบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และนำไปภายในสี่ชั่วโมงหลังจากเกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ โดยให้ความสำคัญกับตำแหน่งของไอโอดีนในร่างกายมนุษย์ เพื่อลดการดูดซึมไอโซโทปรังสีไอโอดีน{ {1}} โดยต่อมไทรอยด์และหลีกเลี่ยงการกระตุ้นให้เกิดมะเร็ง