Свойства йода

 

 

Содержание.

 

1)Введение

2)Свойства  вещества (элемента),

3)Распространение  элемента в земной коре (происхождение  вещества),

4)Пути  проникновения вещества (элемента) в продукты питания,

5)Вредное  воздействие вещества (элемента) на  живые организмы,

6)Предельно  допустимые концентрации вещества (элемента) в основных продуктах  питания,

7)Способы  определения вещества (элемента) в  продуктах,

8)Способы  предупреждения проникновения чужеродных  веществ в сырье и продукты  питания, способы снижения их  концентрации,

9)Список  использованной литературы

 

способы снижения чужеродных веществ в продуктах питания с помощью йода

 

 

 

Введение

Йод  был открыт французским  химиком Куртуа в 1811 году . Нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой, он наблюдал выделение фиолетового пара (отсюда название йод - от греческого iodes, ioeides - похожий цветом на фиалку, фиолетовый), который конденсировался в виде темных блестящих пластинчатых кристаллов.

В 1813 - 1814 французский химик Ж.Л. Гей-Люссак и английский химик Г. Дэви доказали элементарную природу  йода.

В организме человека содержится около 25 мг йода, из них 15 мг - в щитовидной железе, остальная часть в основном сосредоточена в печени, почках, коже, волосах, ногтях, яичниках и предстательной железе. 
 
Обычно в природе йод содержится в органических и неорганических соединениях, однако он может находиться и в воздухе в свободном состоянии - с атмосферными осадками попадает обратно в почву и воду.

 

 

 

 

Йод – и его соединения

 

 

 

 

 

Свойства вещества (элемента)

Йод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах  йодидов. Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. 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. Сырьем для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды; 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 йодилов) 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.

Йод и его соединения применяют  главным образом в медицине и  в аналитической химии, а также  в органическом синтезе и фотографии. В промышленности применение йода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении йодидов основано получение высокочистых металлов. Йод - необходимый для животных и человека микроэлемент. Среднее  содержание йода в почвах около 3*10-4%, в растениях около 2*10-5%. В поверхностных  питьевых водах йода мало (от 10-7 до 10-9%). В приморских областях количество йода в 1 м3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных - составляет 1 или даже 0,2 мкг. Поглощение йода растениями зависит от содержания в почвах его  соединений и от вида растений. Некоторые  организмы (морские водоросли - фукус, ламинария, филлофора, накапливают  до 1% йода, некоторые губки - до 8,5%). Водоросли, концентрирующие йод, используются для его промышленного получения. В животный организм йод поступает  с пищей, водой, воздухом. Основной источник йода - растительные продукты и корма.

 

 

 

 

 

 

Распространение элемента в земной коре (происхождение  вещества)

 

 

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 адсорбируется 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). Плотность йода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tкип 184,35 °С.

 

Пути проникновения вещества (элемента) в продукты питания.

Каждый минерал проходит свой путь по пищевой цепи, пока не попадает в  наш организм. Видный специалист по питанию Пол Бергнер выделяет две основные пищевые цепочки: пищевая цепочка моря и пищевая цепочка суши, по которым и проходят необходимые для нас минералы весь свой трудный путь. Причем пищевая цепочка моря значительно отличается от пищевой цепочки суши. Рассмотрим эти закономерности на примере йода. В море цепочка начинается с мизерных концентраций минерала в воде, в растениях и животных они накапливаются в огромных количествах.

Для пищевой цепочки суши характерна обратная тенденция: она начинается с достаточно большого количества минерала в земной коре, но по мере продвижения  по цепочке содержание йода снижается.

¹Пищевая цепочка суши гораздо слабее пищевой цепочки моря. Морские растения накапливают йод не просто в больших, а в огромных (если учесть, что йод является микроэлементом) количествах. Морские растения способны впитывать минералы, в частности йод, непосредственно из морской воды, а на суше преобразование горных пород в почву становится лишним звеном в пищевой цепи.

Даже такой краткий анализ данных по прохождению микроэлемента йода по пищевым цепочкам суши и моря дает ответ на вопрос, откуда нам  взять йод, чтобы нормализовать  его содержание в организме. Конечно, лучшим естественным источником йода являются морепродукты как растительного, так и животного происхождения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вредное воздействие вещества (элемента) на живые организмы.

 

Для диагностических целей в  медицине используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие йод.

При длительном применении препаратов И. и при повышенной чувствительности к ним возможно появление йодизма — насморк, крапивница, отёк Квинке, слюно- и слезотечение, угревидная сыпь (йододерма) и пр. Препараты И. нельзя принимать при туберкулёзе лёгких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.

²Иод радиоактивный. Искусственно радиоактивные изотопы И. — ¹²⁵I, ¹³¹I, ¹³²I, и др. широко используются в биологии и особенно в медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда её заболеваний. Применение радиоактивного йода. в диагностике связано со способностью его избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности b-излучения радиоизотопов И. разрушать секреторные клетки железы. При загрязнениях окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы И. быстро включаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счёте, в молоко и, следовательно, в организм человека. Особенно опасно их проникновение в организм детей, щитовидная железа которых в 10 раз меньше, чем у взрослых людей, и к тому же обладает большей радиочувствительностью. С целью уменьшения отложения радиоактивных изотопов И. в щитовидной железе рекомендуется применять препараты стабильного И. (по 100—200 мг на приём). Радиоактивный И. быстро и полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно откладывается в щитовидной железе. Его поглощение зависит от функционального состояния железы. Относительно высокие концентрации радиоизотопов И. обнаруживаются также в слюнных и молочной железах и слизистой желудочно-кишечного тракта. Не поглощённый щитовидной железой радиоактивный И. почти полностью и сравнительно быстро выделяется с мочой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельно допустимые концентрации вещества (элемента) в основных продуктах питания.

 

 

 

 

 

³ПДК _ПР — предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) химического вещества в продуктах питания, не вызывающая вредных последствий для здоровья человека. Измеряется в мг/кг

 

Химический элемент	ПДК ПР
	рыба	мясо	молоко	хлеб	овощи	фрукты
Йод	2,0	1,0	0,3	1,0	1,0	1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способы определения вещества (элемента) в  продуктах.

 

Методы идентификации и количественного  определения йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье и биологически активных добавках к пище -одна из трудных процедур в аналитической химии. Сложность анализа йода связана с его поливалентностью и летучестью, возможностью вступать в окислительно-восстановительные реакции с компонентами анализируемого продукта, а также его низким в ряде случаев содержанием в исследуемом объекте.  
Для определения йодидов (йодатов) применяют как достаточно чувствительные, простые и доступные методы (титриметрический, фотометрический, йоно-метрический, вольтамперометрический), так и менее доступные, высокоинформативные и чувствительные, но требующие хорошего инструментального оснащения или специальных реагентов методы. К последним могут быть отнесены методы изотопного разбавления, нейтронно-активационного анализа и масс-спектро-метрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП).

Практически все методы анализа  йода требуют предварительной подготовки проб, которая является одним из ответственных этапов анализа по определению содержания йода в продуктах  питания и продовольственном  сырье.

Титриметрический метод

При проведении титриметрического  анализа используют точно измеренные объемы растворов 2 реагирующих между  собой веществ. В основе титриметрического  метода анализа лежит реакция  окисления-восстановления по схеме:  
21-=12+2е~ (1).

Для увеличения растворимости 12 используют растворы йодида калия. При этом образуются йодидные комплексы 13~, что практически не сказывается на величине потенциала пары 12/ Г. В этой реакции свободный йод (или 13~) в растворе является окислителем, а йодид (1~) - восстановителем. Йод, выделяющийся в результате окисления йодид-иона, титруют обычно тиосульфатом натрия (в присутствии крахмала в качестве индикатора) в концентрации, определяемой по уравнению:  
2S2032-+I2=S4062-+2I- (2).

Йодометрическое титрование лежит  в основе количественного определения  йодатов (Ю3~) и йодидов (Г). Основой йодометрического определения йодатов (Ю3~) является реакция:  
KV + 5I~ + 6H+=3I2 + 3H2O (3).

В исследуемый раствор, содержащий йодат (Ю3"), добавляется избыточное количество йодида (I) с целью проведения окислительно-восстановительной реакции в кислой среде с высвобождением свободного йода. Дальнейшая процедура количественного определения образовавшегося из йодата свободного йода проводится титриметрически в соответствии с уравнением 2.

Количественное определение йодидов (Г) в растворе также осуществляется титриметрическим методом, при котором  йодиды вначале окисляются бромом в  кислой среде до йодатов по реакции:  
I- + 3 Вг2 + ЗН2О = Ю3~ + 6 Вг- + 6Н+ (4).

Для устранения избыточного количества брома вводится сульфит натрия и(или) фенол или салициловая кислота, что предотвращает дальнейшее окисление йодида. Затем йодаты восстанавливаются с помощью йодидов в кислой среде до молекулярного йода по уравнению (3), а свободный молекулярный йод, растворенный в йодиде калия, оттитровывается тиосульфатом натрия в кислой среде (в соответствии с уравнением 2).

Титриметрический метод анализа - один из наиболее распространенных способов количественного определения йода в различных объектах окружающей среды. Этот метод рекомендован для  определения йода в питьевой воде , хлебе и хлебобулочных изделиях. Оценивая титриметрический метод определения йода в объектах окружающей среды, следует отметить его доступность и простоту, а также высокую чувствительность при определении всех форм йода - молекулярного, йоди-дов и йодатов. Вместе с этим следует иметь в виду, что объекты исследования, в частности пищевые продукты и продовольственное сырье, могут содержать вещества (органического и неорганического происхождения), способные как окислять, так и восстанавливать различные формы йода, существенным образом влияя на результат анализа. В качестве индикатора в йодо-метрии используют свежеприготовленный 1% раствор крахмала. При взаимодействии йода с крахмалом протекают 2 процесса - комплексообразование и адсорбция, в результате которых образуются соединения синего цвета. Крахмал следует добавлять в титруемый раствор, лишь когда основное количество йода уже оттитровано, иначе крахмал образует очень прочное соединение с избытком йода; при этом наблюдается перерасход тиосульфата натрия, что ведет к искажению (завышению) результатов анализа. Йодометри-ческое титрование необходимо осуществлять на холоде, так как при повышенных температурах наблюдается потеря йода вследствие его улетучивания из раствора. Кроме того, с повышением температуры снижается чувствительность индикаторной йодкрахмальной реакции. Титрование нельзя проводить в щелочном растворе, поскольку в щелочной среде йод образует гипойодид и некоторые другие продукты реакции. В связи с этим рекомендуется осуществлять титрование в кислой среде (рН 3-5). При титровании в сильнокислых растворах возникает опасность окисления йо-дида (I) кислородом воздуха.