عنصر ید چیست؟

ید یک عنصر غیرفلزی، به رنگ خاکستری تیره، درخشان و جامد است. ید با وجود اینکه هنوز هم می‌تواند با بسیاری از عناصر ترکیب شود، کم‌واکنش‌ترین هالوژن و دارای بیشترین الکترونگاتیویته در میان آن‌ها است. ید به راحتی با گرم شدن تصعید شده و بخار بنفشی از خود ساتع می‌کند. ید در برخی حلال‌ها مانند تتراکلرید کربن حل می‌شود و در آب کمی محلول است.

تاریخچه ید

برنارد کورتوا در سال ۱۸۱۱ به طور اتفاقی ید را کشف کرد، زمانی که در حال استخراج کلرید پتاسیم از خاکستر جلبک دریایی بود. پس از حذف این ترکیب، او برای فرآوری بیشتر خاکستر جلبک دریایی، اسید سولفوریک اضافه کرد. با این حال، او بیش از حد اسید اضافه کرد و این باعث ایجاد ابر بنفشی از بخار شد. این گاز به بلورهایی متراکم شد که شیمیدان سر‌همفری‌دیوی بعداً در سال ۱۸۱۳ آن‌ها را به عنوان ید جامد شناسایی کرد.

حقایقی که باید راجب عنصر ید دانست؟

• نام ید از کلمه یونانی ioeides به معنای بنفش گرفته شده است.
• مشابه بیسموت، ید نقش حیاتی در صنعت دارو سازی ایفا می‌کند
• ید به مقدار بیشتری در اقیانوس نسبت به پوسته زمین یافت می‌شود. جلبک دریایی به طور خاص حاوی مقادیر زیادی از این عنصر است.
• تنها ایزوتوپ طبیعی ید، ید127 است. برخلاف ید خالص، این ایزوتوپ به طور طبیعی به تنهایی وجود دارد. ایزوتوپ‌های دیگر مصنوعی هستند.
• ید131، یک ایزوتوپ رادیواکتیو مهم است که نیمه‌عمر بالایی معادل هشت روز دارد. این ایزوتوپ در پزشکی برای تنظیم عملکرد غده تیروئید، درمان گواتر، درمان سرطان تیروئید و یافتن تومورها استفاده می‌شود.
• ید129 در طول میلیون‌ها سال از حالت رادیواکتیو به غیر رادیواکتیو تغییر می‌کند. سایر ایزوتوپ‌های رادیواکتیو ید تنها طی چند ثانیه تا چند روز به شکل غیر رادیواکتیو در می‌آیند.
• تولید جهانی ید از سال 1994 تا سال 2000 از 13،726 تن به 18،993 تن افزایش یافت.

عنصر ید در جدول تناوبی

ید، با نماد اتمی (I)، یک غیرفلز است که در گروه 17 جدول تناوبی، یعنی گروه هالوژن‌ها قرار دارد. عنصر ید زیر برم، بالای آستاتین، سمت راست تلوریم و سمت چپ زنون قرار گرفته است. شیمی آبی آن شبیه به برم است. ید دارای الکترونگاتیوی 2.66 است. پیکربندی الکترونی اتم ید [Kr] 4d105s25p5 است.

بیشتر بخوانید: تفاوت سود پرک با سود مایع

هالوژن چیست؟

هالوژن‌ها گروهی از شش عنصر شیمیایی در جدول تناوبی هستند که به خاطر واکنش‌پذیری بالا و تمایل شدید به کسب الکترون از دیگر عناصر شناخته شده‌اند. این شش عنصر عبارتند از:

• فلوئور (F)
• کلر (Cl)
• برم (Br)
• ید (I)
• آستاتین (At)

علت نام گذاری این عناصر به هالوژن چیست؟

نام هالوژن از دو کلمه یونانی هالوس به معنای نمک و ژن به معنای تولید کننده تشکیل شده است. این نامگذاری به دلیل تمایل شدید هالوژن‌ها به واکنش با فلزات و تشکیل نمک است.

در واقع، هالوژن‌ها می‌توانند با تمام فلزات موجود در جدول تناوبی واکنش داده و نمک‌های یونی به نام هالید تشکیل دهند. به عنوان مثال، فلوئور با سدیم واکنش داده و نمک خوراک (NaCl) را تشکیل می‌دهد.

علاوه بر این، هالوژن‌ها می‌توانند با هیدروژن نیز واکنش داده و اسیدهای هالوژنیدریک تشکیل دهند. به عنوان مثال، کلر با هیدروژن واکنش داده و اسید کلریدریک (HCl) را تشکیل می‌دهد. بنابراین، نام هالوژن به دلیل نقش کلیدی این عناصر در تشکیل نمک‌ها و اسیدها انتخاب شده است.

ید در مقابل سایر هالوژن ها

عنصر ید به همراه فلوئور، کلر، برم و آستاتین، عضو خانواده هالوژن‌ها است. همه هالوژن‌ها به شدت الکترونگاتیو و بسیار واکنش‌پذیر هستند. با این حال، ید نسبت به اعضای خانواده‌اش، واکنش‌پذیری کمتری دارد. با وجود این، ید دارای بیشترین قدرت کاهندگی بوده و به راحتی از اتم‌های دیگر الکترون می‌گیرد.

در میان هالوژن‌ها، ید کمترین حلالیت را در آب دارد و تنها ۰.۰۳ گرم در ۱۰۰ گرم آب حل می‌شود. با این حال، در مقابل محلول‌های آبی یدید (I-)، رفتار کاملاً متفاوتی از خود نشان می‌دهد و به راحتی در آن‌ها حل می‌شود. به طور خاص، این عنصر با محلول‌های حاوی یدید پتاسیم (KI) واکنش خوبی نشان می‌دهد (KI + I2 → KI3). یدید پتاسیم باعث کاهش فشار بخار و رقیق شدن ید شده و آن را ایمن‌تر می‌کند.

بیشتر بخوانید: سولفات آمونیوم چیست؟

کاربرد های ید در صنعت

عنصر ید کاربردهای متنوعی در صنعت دارد که در ذیل به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

• عکاسی: ید در مواد شیمیایی مختلف عکاسی مانند یدید نقره استفاده می‌شود که به نور حساس بوده و در فیلم و کاغذ عکاسی به کار می‌رود.
• ضدعفونی کننده: ید به عنوان یک ضدعفونی کننده قوی در محلول های ضدعفونی کننده مانند تنتور ید استفاده می شود.
• تصفیه آب: ید برای ضدعفونی کردن آب و از بین بردن باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.
• تثبیت کننده رنگ: عنصر ید در برخی از رنگ‌ها به عنوان تثبیت کننده رنگ استفاده می‌شود و به حفظ رنگ و جلوگیری از محو شدن آن کمک می‌کند.
• خوراک دام: این عنصر به عنوان یک افزودنی خوراک دام برای جلوگیری از کمبود ید در حیوانات استفاده می‌شود.
• باتری ها: ید در برخی از انواع باتری‌ها مانند باتری‌های لیتیم یونی استفاده می‌شود.
• داروسازی: عنصر ید در برخی از داروها مانند ضدعفونی کننده‌ها، داروهای ضد قارچ و داروهای تیروئید استفاده می‌شود.
• کاتالیزور: این عنصر در برخی از واکنش‌های شیمیایی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود و سرعت واکنش را افزایش می‌دهد.
• تولید شیشه: عنصر ید در ساخت انواع شیشه مانند شیشه ضد گلوله استفاده می‌شود.
• اشعه ایکس: ید در برخی از مواد کنتراست اشعه ایکس استفاده می‌شود که به پزشکان کمک می‌کند تا تصاویر واضح تری از اندام‌های داخلی بدن مشاهده کنند.

ید در طبیعت

ید کمترین عنصر فراوان در بین خانواده هالوژن‌ها است. در طبیعت ید خالص به هیچ وجه به تنهایی یافت نمی‌شود. بلکه به صورت ترکیبات وجود دارد. علاوه بر پوسته زمین، این عنصر در آب دریا نیز وجود دارد. همچنین، تیروکسین، ترشحی از غده تیروئید در انسان، حاوی ید است.

تصعید ید چیست؟

هنگامی که یک ماده جامد تبخیر می‌شود، به طور معمول ابتدا باید ذوب شده و به مایع تبدیل شود. اما در فرایند تصعید، مستقیما جامد به بخار تبدیل می‌شود و فاز مایع را به طور کامل حذف می‌کند. تصعید یک فرآیند گرماگیر (اندوترمیک) است و تنها زمانی رخ می‌دهد که دما و فشار کمتر از نقطه سه گانه ماده باشد.

برای ید، نقطه سه گانه در دمای 113.5 درجه سانتیگراد و فشار 12.1 کیلوپاسكال قرار دارد. بسیاری بر این باورند که در چنین شرایطی، ید جامد تصعید شده و به گاز تبدیل می‌شود. با این حال، این باور اشتباه است.

این باور غلطی است که عنصر ید نمی‌تواند به مایع تبدیل شود، حتی برخی از کتاب‌های درسی هم این موضوع را به اشتباه آموزش می‌دهند. در فشارهای معمولی و در محدوده دمایی حدود ۱۱٣.۶ درجه سانتیگراد تا ١٨۴.۴ درجه سانتیگراد، ید به صورت مایع وجود دارد. دو عامل باعث ایجاد این تصور غلط می‌شوند:

• فرّاریت بالای ید: فرّاریت بالای ید به راحتی این موضوع را توضیح می‌دهد که چگونه ید جامد مستقیماً تصعید می‌شود.
• مشاهده دشوار ید مایع: رنگ بنفش شدید ابر گازی به طور کامل بر مایع غلبه می‌کند و مشاهده حالت مایع ید را دشوار می‌سازد.

همانطور که در نمودار نشان داده شده است، نقطه ای وجود دارد که در آن، مایع و بخار همزمان در یک فاز قرار می‌گیرند. با کنترل دقیق دما به گونه‌ای که کمی بالاتر از نقطه ذوب باشد، می‌توان به طور واضح فرآیند ذوب شدن ید را مشاهده کرد.

بیشتر بدانید: نشاسته چیست و چگونه ساخته می‌شود.

کاربردهای ید در دنیای امروز

میزان کمی از مواد معدنی ید برای تولید هورمون‌های ضروری تیروئید لازم است. این هورمون‌ها نقش اساسی در بدن انسان ایفا کرده و در کنترل ضربان قلب، گوارش، انقباض عضلات و متابولیسم سلولی شرکت می‌کنند. بنابراین، ید عنصری مهم در صنعت توسعه دارو به شمار می‌رود.

علاوه بر این، گاهی اوقات عنصر ید به نمک خوراکی اضافه می‌شود. این کار نه تنها باعث تأمین ید در رژیم غذایی افراد می‌شود، بلکه به پیشگیری از بیماری گواتر نیز کمک می‌کند. گواتر وضعیتی است که در آن غده تیروئید متورم شده و یا کمبود و یا  فزونی هورمون‌های تیروئید را تولید می‌کند.

عنصر ید می‌تواند به عنوان یک ضدعفونی کننده عمل کند. همانطور که گفته شد، ید و یدید پتاسیم و تری یدید (KI3) را تشکیل می دهند. محلول های حاوی یدید پتاسیم در الکل، میکروب های موجود در زخم های خارجی را از بین می‌برند. همچنین، ترکیباتی مانند یدوفورم (CHI3) نیز خاصیت ضدعفونی کنندگی دارند.

بسیاری از افراد ممکن است با محلول لوگل (Lugol’s iodine solution) آشنا باشند. این محلول آبی تقریباً در تمامی آزمایشگاه‌های زیست شناسی یافت می‌شود. این محلول بنفش رنگ به دانشمندان در تشخیص وجود نشاسته در یک ماده کمک می‌کند، زیرا محلول در صورت وجود نشاسته به رنگ آبی تیره درمی آید.

ید چه وظایفی در بدن دارد؟

عنصر ید یک ماده معدنی ضروری است که نقش‌های حیاتی در بدن انسان ایفا می‌کند. مهمترین عملکردهای ید عبارتند از:

• تولید هورمون های تیروئید: ید برای تولید هورمون های تیروئید، تیروکسین (T4) و تری یدوتیرونین (T3) ضروری است. این هورمون ها نقش مهمی در تنظیم متابولیسم، رشد و تکامل، عملکرد قلب و مغز و سلامت استخوان دارند. کمبود ید می تواند منجر به کم کاری تیروئید شود که می تواند طیف وسیعی از مشکلات سلامتی از جمله خستگی، افزایش وزن، ریزش مو و افسردگی را ایجاد کند.
• رشد و تکامل مغز: ید برای رشد و تکامل مغز، به خصوص در دوران جنینی و نوزادی ضروری است. کمبود ید در دوران بارداری یا شیردهی می‌تواند منجر به عقب ماندگی ذهنی و سایر مشکلات عصبی در کودکان شود.
• عملکرد سیستم ایمنی: ید برای عملکرد صحیح سیستم ایمنی بدن ضروری است. کمبود ید می‌تواند افراد را مستعد ابتلا به عفونت کند.
• سلامت پوست و مو: ید برای سلامت پوست و مو ضروری است. کمبود ید می‌تواند منجر به خشکی پوست، موهای شکننده و ریزش مو شود.
• سلامت باروری: ید برای سلامت باروری در زنان و مردان ضروری است. کمبود ید می‌تواند منجر به مشکلات باروری و افزایش خطر سقط جنین شود.

نکات ایمنی هنگام استفاده از ید

ید یک عنصر سمی است و باید با احتیاط از آن استفاده شود. هنگام استفاده از ید، دستکش، عینک و لباس محافظ بپوشید. از تماس ید با پوست و چشم خودداری کنید و در صورت تماس، محل را با آب فراوان شستشو دهید. ید را دور از دسترس کودکان و حیوانات خانگی نگهداری کنید.

میزان نیاز روزانه بدن به ید چقدر است؟

میزان نیاز روزانه بدن به ید به سن و شرایط فرد بستگی دارد. طبق توصیه ی مؤسسه ملی بهداشت آمریکا (NIH)، میزان ید مورد نیاز افراد به شرح زیر است:

• نوزادان تا 6 ماهگی: 110 میکروگرم در روز
• نوزادان 7 تا 12 ماهگی: 130 میکروگرم در روز
• کودکان 1 تا 3 سال: 90 میکروگرم در روز
• کودکان 4 تا 8 سال: 120 میکروگرم در روز
• کودکان 9 تا 13 سال: 150 میکروگرم در روز
• مردان و زنان 14 سال به بالا: 150 میکروگرم در روز
• زنان باردار و شیرده: 150 میکروگرم در روز

در برخی موارد، ممکن است افراد به ید بیشتری نیاز داشته باشند. به عنوان مثال، افرادی که تحت درمان با رادیواکتیو برای سرطان تیروئید قرار می‌گیرند، ممکن است به دوزهای بیشتری از ید نیاز داشته باشند.

واکنش های ید

ید عنصری بسیار واکنش‌پذیر است. با آب واکنش داده و هیپوایودیت (OI-) تشکیل می‌دهد. یون هیپوایودیت ناپایدار بوده و تولید آن دشوار است، زیرا فقط در محلول آبی وجود دارد.

این عنصر همچنین با اسید نیتریک داغ و باز داغ به ترتیب اسید یدیک و یدات تشکیل می‌دهد. اسید یدیک قابض بوده و در صورت سرد شدن متبلور می‌شود. یدات همان ماده‌ای است که به نمک خوراکی اضافه می‌شود.

با وجود چنین واکنش‌پذیری بالایی، ید تحت تأثیر اکسیژن یا نیتروژن موجود در هوا قرار نمی‌گیرد.

ید به راحتی تصعید می شود، به این معنی که هنگام گرم شدن، مستقیماً از حالت جامد به بخار تبدیل می‌شود. در اثر تصعید، ابر زیبای به رنگ بنفش تیره تولید می‌شود. هرچند تماشای این ابر فریبنده است، اما استنشاق آن باید به طور جدی اجتناب شود زیرا باعث تحریک و ایجاد سوزش در مجاری تنفسی می‌گردد.

اثرات ید برای سلامتی

بسیاری از داروها و پاک کننده های زخم های پوستی حاوی ید هستند.

عنصر ید یک ماده اولیه برای هورمون‌های تیروئید است که برای رشد، سیستم عصبی و متابولیسم ضروری است. افرادی که نان کمی می‌خورند یا اصلا نمی‌خورند، ممکن است دچار کمبود ید شوند. در این صورت، عملکرد غده تیروئید کند شده و غده تیروئید شروع به تورم می‌کند. این پدیده گواتر نامیده می‌شود. امروزه به دلیل یددار بودن نمک خوراکی، این وضعیت نادر است. مصرف مقادیر زیاد ید می‌تواند خطرناک باشد زیرا غده تیروئید بیش از حد کار می‌کند. این امر بر کل بدن تأثیر می‌گذارد و باعث ضربان قلب نامنظم و کاهش وزن می‌شود.

سخن پایانی

ید عنصری ضروری و ارزشمند است که نقشی حیاتی در سلامت انسان و حیوان ایفا می‌کند. ید کاربردهای متنوعی در صنعت دارد و به عنوان یک ضدعفونی‌کننده قوی، تثبیت‌کننده رنگ، کاتالیزور و ماده اولیه در بسیاری از محصولات استفاده می‌شود. با این حال، به دلیل سمی بودن ید، باید با احتیاط از آن استفاده شو