Ajód (INN:iodine) ahalogének csoportjába tartozókémiai elem, a vegyjeleI[1] és arendszáma 53. Neve agörög ιώδης-ből(jodész) ered,[2] ami ibolyaszínűt jelent. Nyelvújításkori magyar nevei:iblany,ibolyó.
Vegyileg a jód a legkevésbé reaktív ahalogének közül (azasztáciumot leszámítva). Elemi állapotban kétatomosI2 molekulákból áll, barnásfekete, fémesen csillogó, szilárd anyag. Könnyen szublimál, gőze irritáló szagú, ibolyaszínű. Folyékony halmazállapotban ritkán látható, mert a jód csak 113 °C felett lehet folyadék.[3] Jól oldódik egyes szerves oldószerekben, mintkloroform,szén-tetraklorid,szén-diszulfid (ezekben színe ibolya),etil-alkohol,éter,aceton (ezekben színe barna), ésbenzol (barnásibolya). Vízben alig oldódik, 1 g I2 feloldására 3450 ml 20 °C-os vagy 1280 ml 50 °C-os víz szükséges. Azonban trijodidion (és más polijodidok) képződése révén igen jól oldódikkálium-jodid oldatban:I2 +I− ⇌I−3, az így kapott oldat barna színű (nagyon híg oldaté sárga). Keményítő jelenlétében a jódoldat színe kék, ezt a tulajdonságot az analitikai kémiában a nagyon kis mennyiségű jód kimutatására használják fel. Az elszíneződés akkor is számottevő, amikor az oldat sárga színét már nem tudjuk biztosan megállapítani. A keményítő molekulái spirálisan fel vannak csavarodva, és a spirál közepébe felsorakoznak a I–I molekulák (ezt az elrendeződést röntgensugaras analízissel állapították meg). A kék szín 80 °C-on eltűnik, de lehűtve újra megjelenik. Általánosan elterjedt tévhit, hogy normális körülmények között nem lehet folyékony jódot előállítani, mivel melegítés hatására megolvadás nélkülszublimál. Azonban lassú melegítés hatására az olvadáspontnál (113,7 °C) a sűrű gőztakaró alatt megjelennek a folyékony jódcseppek.
A jódotBernard Courtois fedezte fel 1811-ben. Courtois egysalétromgyártó családban született. A salétrom fontos alkotórésze a puskapornak, és azokban az időkben (napóleoni háborúk) nagy volt iránta a kereslet. A salétrom előállításáhoznátrium-karbonátra volt szükség, amit tengeri algák hamujából oldottak ki. A hamumaradékotkénsavval semmisítették meg. Egy napon Courtois véletlenül túl sok savat adagolt a hulladékhoz, és ibolya színű gőz keletkezett, ami hideg tárgyakon sötét kristályok formájában lecsapódott. Ezeket összegyűjtötte, és gyanította, hogy egy új anyagot fedezett fel, de nem voltak anyagi lehetőségei a további megfigyelésekre. Ezért mintát küldött két barátjának,Charles Bernard Desormes-nak (1777–1862) ésNicolas Clément-nek (1779–1841), hogy folytassák a kutatást. A kristályokból küldöttJoseph Louis Gay-Lussac-nak (1778–1850) is, aki jól ismert vegyész volt abban az időben, ésAndré-Marie Ampère-nek (1775–1836).1813. november 29-én Dersormes és Clément nyilvánosságra hozták Courtois felfedezését, és bemutatták az új anyagot a Francia Császári Intézet előtt. December 6-án Gay-Lussac kijelentette, hogy az új anyag vagy egy új elem, vagy az oxigénnek egy vegyülete. Ampère küldött a saját mintájábólHumphry Davynek (1778–1829). Davy végzett egy pár kísérletet az anyaggal, és hasonlóságot észlelt a viselkedésében aklórral. December 10-i dátummal a Londoni Királyi Társasághoz írt levelében Davy bejelentette az új elem felfedezését. Vita támadt a két tudós, Davy és Gay-Lussac között az elsőbbségért. Végül tudomásul vették, hogy a felfedezés és az előállítás tulajdonképpen Courtois-t illeti. Az új elem a nevét azonban Gay-Lussac-tól kapta. Émile Zola a jód felfedezésének történetét vette alapulAz élet öröme[4] című könyvéhez. Egyik szereplője, Lazare szájába adja a mondást:Valahányszor a tudomány egy lépést tesz előre, csak azért van, mert egy bolond akaratlanul egy lökést adott neki.[5]
A jód nagyon kis mennyiségben (0,06 mg/l)[6] jelen van a tengerek vizében. Egyes algák, korallok és szivacsok szerves vegyületekbe kötve felhalmozzák a jódot, felfedezése is ezeknek a hamujából történt. Jód található mégnátrium-jodátként (NaIO3) achilei salétromban (kb. 0,1%), jodidként nagyon kis mennyiségben egyes gyógyvizekben és váltakozó mennyiségben (7–46 g/m3) a vízben, ami kőolajjal együtt kerül a felszínre.[7]
Jód előállíthatójodidokból oxidálással, vagy ajodátokból redukcióval. Oxidálószerként használni lehet klórt (Cl2), ózont (O3), hidrogén-peroxidot (H2O2), kálium-bikromátot (K2Cr2O7) savas közegben. Nagyon tiszta jód állítható elő kálium-jodidból és réz-szulfátból. A jodátokból való előállításra nátrium-hidrogén-szulfitot használnak. A jodát előbb jodiddá redukálódik, majd ez, a fölös jodátot elemi jóddá redukálja, míg ő maga is jóddá oxidálódik.
A jódnak 37izotópja ismert, melyek közül csak egy stabil: a127I.
A129I maghasadásos reakciókban keletkezik; a130Xe-ból a légkörben,urán ésplutóniumból, atomreaktorokban. Afelezési ideje 15,7 millió év, bomlásterméke a129Xe és nagyon kis mennyiségben fordul elő, ezért a koncentrációját mint arányt a127I-hoz viszonyítva adják meg. Normálisan ez az arány nagyon kicsi (10−14 és 10−10 között), de az ezerkilencszázhatvanas, -hetvenes években a sok kísérleti atomrobbantás miatt ez az arány elérte a129I/I=10−7 értéket. Egyes kőzetekben, ha ismerjük a129I /129Xe arányt, következtethetünk életkorára. Ezt használják aNaprendszer fejlődésének tanulmányozásában, ami lefedi az első 50 millió évet. (A Naprendszer egy gáz- és porfelhőből keletkezett, amely egyszupernóva robbanásának a maradványa volt. Ebben a robbanásban keletkezett a129I. Az eredeti129I-ból 15,7 millió év múlva fele lebomlik és keletkezik a129Xe).
A131I vegyesen gamma és béta sugárzó, a felezési ideje 8,0207 nap, és apajzsmirigy (daganatos és más eredetű) betegségeinek kezelésében alkalmazzák. Nagy mennyiségben keletkezik energiatermelő-, és kutatóreaktorokban, a hasadási láncreakcióban, illetve a reaktorokban keletkező Xe-izotópok besugárzódása során. Előállítása Te-izotóp direkt besugárzásával is történhet. A második legnagyobb mennyiségben felhasznált orvosi radioizotóp. (A legnagyobb mennyiségű orvosi radioizotóp:18F).
A123I és125I izotópokat avese és pajzsmirigy működésének vizsgálatára használják. Előállítása nagy tisztaságú124Xe izotóp besugárzásával történik, nagy neutronfluxussal rendelkező reaktorokban (kutatóreaktorok). A131I izotópnál alacsonyabb sugárzási energiával rendelkezik, lágy-gamma sugárzó, felezési ideje 60,14 nap.
A jód anátrium-tioszulfáttal kvantitatíven reagál, ezt a tulajdonságot használják ajodometriában, ahol a jódot tartalmazó sárgásbarna oldatot ismert töménységűnátrium-tioszulfát oldattal titrálják, halvány sárga színig. Ekkor hozzáadják akeményítő indikátort (az oldat kék színű lesz), és folytatják a titrálást a kék szín eltűnéséig.
I2 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI
Reagál egyes elemekkel így afoszforral,higannyal, de lassabban mint abróm. A hidrogénnel hevítve reagál, de egyensúly alakul ki. Így 300 °C-on a reakció 19%-os arányban megy végbe, magasabb hőmérsékleten az egyensúly hamarabb áll be, de az arány kisebb.Katalizátor jelenlétében az egyensúly jobbra tolható, és kisebb hőmérsékleten lehet dolgozni (200 °C). Katalizátorként platinát használnakazbeszt hordozón. A jód gyenge oxidálószer. A H2S-ból ként szabadít fel és oxidálja azarzénessavat (ezt a tulajdonságot használják az arzénessav meghatározására, a reakciótnátrium-hidrogén-karbonát jelenlétében vezetik le):
A jódsav stabil vegyület, kristályai fényesek, hevítve 110 °C-on részleges vízvesztés közben megolvadnak, 200 °C-on teljesen vizet veszítenek és jód-pentoxid keletkezik:
Ajód-pentoxid a jód oxidjai közül a legfontosabb, fehér kristály formában ismert, amely 300 °C felett elemeire bomlik. Azon kevés vegyületek közé tartozik, melyek szobahőmérsékleten oxidálják aszén-monoxidot és a reakció kvantitatív. A keletkezett jódottioszulfáttal titrálva meg lehet határozni a CO-koncentrációt egy bizonyos mennyiségű gázból:
Kis mennyiségben jelen van a halogén izzólámpákban. Avolfrám izzószál a magas hőmérséklet hatására lassan párolog és lerakódik a búra belső falára. Egy idő után annyira elvékonyodik, hogy bekapcsoláskor megolvad és megszakad (kiég). Hogy a fénye fehérebb legyen és nőjön a hatásfok, túlhevítik a szálat (kisebbre méretezik), így a párolgás gyorsabb és az élettartam rövidebb kellene hogy legyen. Ha a hőmérséklet elég magas (250 °C), a fal mellett a halogén reagál az elpárolgott volfrámatomokkal. Ezért a halogén égők burája kisebb, hogy elég magas legyen a hőmérséklet a közelében. Hogy ellenálljon a maró gázoknak,kvarcból van. A búra fala mellett keletkezett volfrám-jodid, mikor a szál közelébe kerül, meghatározott hőmérsékleten elbomlik és a volfrám visszaépül a szálba. Így a búra feketedését okozó volfrám visszakerül a szálba és így meghosszabbodik az élettartam. A folyamatothalogén körfolyamatnak nevezik.
Afényképezésben a fényérzékeny ezüst vegyületek előállításánál használják.
3%-os vizes oldata (mivel vízben gyengén oldódik, alkoholos oldatát hígítják vízzel) jelen van az elsősegélydobozokban, sebek fertőtlenítésére és szükséghelyzetekben víz fertőtlenítésére használjuk (3 csepp/l és hagyjuk fél órát állni).
Mivel elnyeli aröntgensugarakat, kontrasztanyagként használják egyes vizsgálatoknál.
A jód fontosnyomelem az emberi szervezet működésében. Jelen van apajzsmirigy által termelt kéthormonban, ebből 90%tiroxin, amely az emberi szervezet normális fejlődéséhez elengedhetetlen. (Például serkenti a növekedést, fokozza az alapanyagcserét, alapja a csontosodási folyamatnak, az agyszövet fejlődésének.) Az ősfejlődés során a pajzsmirigyhormonok nagyon korán megjelentek, mivel jelen vannak a legtöbb többsejtű szervezetekben, de szerepet játszanak egyesegysejtűek esetében is. A pajzsmirigy a jódot a véráramból szűri ki, és raktározza el, ezért nagyon fontos, hogy a táplálékkal és ivóvízzel elegendő mennyiségben vigyük be a szervezetbe. Azokon a területeken, ahol az ivóvíz nem tartalmaz jódot, szükséges ajódozott só fogyasztása. Ajódhiány a pajzsmirigy megnagyobbodásához (golyva) és tiroxin-alultermeléshez vezet. A tiroxin alultermelése esetén az alapanyagcsere 50%-kal is csökkenhet, ami fiatalkorban aránytalantörpeséget, szellemi visszamaradottságot eredményez, felnőttkorban testhőmérséklet-csökkenést, a beszéd, mozgás és gondolkodás lassulását,elhízást, valamintétvágytalanságot eredményez. Túltermelés esetén 100%-kal nőhet az alapanyagcsere (Basedow-kór) és a tünetek az ellentételei a fentieknek: a beteg sokat eszik, mégis fogy, ingerlékeny, túlzottan élénk, aszemgolyók kidüllednek. A napi szükséglet felnőttkorban 0,15 milligramm. Az elemi jód minden élő szervezet számára mérgező (ezen a tulajdonságán alapszik fertőtlenítő hatása), nagy adagban (2-3 gramm) halálos méreg.
A jóddal valómérgezés a gyakrabban előforduló, bár csak ritkán halálos mérgezések közé tartozik, minthogy ezen szernek (különösen a jódkáliumnak és a jódtinkturának) orvosi alkalmazása igen gyakori. Jódgyárakban, ahol a munkások folytonosanklórral,brómmal éssalétromsavval keveredett jódgőzöknek vannak kitéve, a mérgezésnek mind a heveny, mind a krónikus formája (jodismus acutus és chronicus) előfordul. Az első alaknál, mely kálium-jodid nagyobb mennyiségének bevételekor is szokott jelentkezni, a mérgezés jelei a következők: erősnátha („jódnátha”) éskötőhártya-gyulladás, könnyezés, nyálfolyás, fulladozás (mint azasztmánál), esetleg hangrésgörcs következtében halál, vagy ha a mérgezett tovább él, akkorlégcsőhurut éstüdőgyulladás. Gyakran orrvérzés, fehérjevizelés,hemoglobinuria és jellemző bőrkiütés, ún. jódakne is észlelhető. Mindezen gyulladásos jelenségeket a szabad jód okozza; mert igaz, hogy a vér nátrium-bikarbonátja a jódot nátrium-jodiddá és nátrium-jodáttá alakítja, de e kettő a szervezetnek savanyú nedvei által (p. az agykéregben és az orr nyálkahártyáján Ehrlich szerint jelenlevő salétromsav által) elbontatnak és ekkor szabad jód hasad le. A heveny mérgezésben elhaltak boncolásakor a légutakban és a tápcsatornában – nevezetesen a nyelőcsőben és a gyomorban – a nyálkahártya duzzadtsága, gyulladása, sőt kezdődő elhalása mutatkozik, a májban és a vesében pedig elzsírosodás. A gyógykezelés fehérjés italoknak (tojás), alkénessavas nátriumnak, jégpiluláknak ésópiumos szereknek adásában áll. A heveny mérgezés (amelynek állatokon történt első beható tanulmányozása Rózsahegyitől származik) utóbbi időben gyakran onnan származott, hogy petefészektömlők üregébe sok jódtinkturát fecskendeztek. A krónikus mérgezés általános rosszulléttel, lesoványodással,kachexiával jár, mely makacs tüdőhuruttal és gyomorkatarussal, álmatlansággal, a kezek reszketegségével, a fogak zománcának megromlásával kapcsolatos; sőt elmebajok is származhatnak belőle. Gyógyításának első feltétele természetesen a jóddal való foglalkozásnak (gyárakban) és a jódtartalmú gyógyszerek szedésének azonnali abbahagyása.
Atomerőművekben használt urán maghasadásakor131I keletkezik, amely nukleáris katasztrófa esetén kikerülhet a levegőbe. Mivel a pajzsmirigy raktározza a jódot, ilyen esetekben fennáll a veszély, hogy nagy koncentrációban gyűlik fel a radioaktív jód a pajzsmirigyben, amidaganatos betegséghez vezethet. Ilyen esetben a pajzsmirigyet telíteni kell inaktív jóddal, hogy megakadályozzuk a radioaktív jód raktározását. Felnőtteknek (12 éves kor felett) napi 130 milligrammkálium-jodid tabletta elegendő a pajzsmirigy telítődéséhez, ráadásul ez az adag már gátolja is a pajzsmirigy jód felvételét. Újszülötteknek 12,5 mg, 1 hónapos kortól 3 évesig 25 mg, 3-12 éves gyermekeknek 50 mg adható napi adagként. Katasztrófa helyzetben a hatóságok ingyenesen osztják ki a lakosságnak a jód tablettákat, az adagolás tekintetében is pontos utasítással szolgálnak, ismerve a radioaktív jód szennyeződés paramétereit. Az adagolást ritkán szükséges néhány napnál tovább folytatni. Mivel a131I felezési ideje igen rövid (8,0207 nap), a tabletta szedését pár hét után abba lehet hagyni.
AWHO által ajánlott jódbevitel 2 μg/ttkg/nap, azaz 150 μg/nap, terhes és szoptató nőknél 200 μg/nap.Németország,Svájc ésAusztria jódban szegény vidékein ennél több: felnőtteknél 200, terhes nőknél 230, szoptató nőknél 260 μg/nap. E három országban jódozott konyhasó van forgalomban 15–25 mg/kg jódtartalommal.
A napi maximális jódbevitelt a WHO 1 mg/napban adja meg, a fenti három országban viszont ennek felét javasolja. A tartós jódhiány miatt ugyanis számolni kell a pajzsmirigy fel nem ismert funkcionális autonómiájával.[8]
↑Hans Breuer:Atlasz – Kémia. Fordította Ungvárai János és Ungvárainé dr. Nagy Zsuzsanna. Harmadik, javított kiadás. Budapest: Athenaeum 2000 Kiadó Kft. 2003. 195. o.ISBN 963-9471-35-6
↑Magyarul: a pajzsmirigy esetleg előre kiszámíthatatlanul fog viselkedni.
