Odkryty w 1812 roku przezBernarda Courtois, co zostało później potwierdzone przez chemików:Charles’a Desormes’a iNicholasa Clémenta. Właściwości jodu przebadał dokładniej w 1813 roku inny znany francuski chemikJoseph Louis Gay-Lussac, który nadał temu pierwiastkowi nazwę[6]. Do pierwszeństwa rościł sobie też prawaHumphry Davy, który pracował niezależnie, a opublikował swoje wyniki kilkanaście dni później niż Desormes i Clément.
Zgodnie z zaleceniamiIUPAC symbolem jodu jest „I”[7], jednak w starszej literaturze spotyka się symbol „J”[8][9].
Jod w temperaturze pokojowej występuje w postaci stałej, jako połyskliwa, niebiesko-czarna substancja krystaliczna. Pod ciśnieniem normalnym topi się w ok. 114 °C, a wrze w ok. 184 °C[1]. W formie ciekłej ma kolor czarny. Łatwosublimuje przed osiągnięciem temperatury topnienia[10]. Sublimacja zachodzi w pewnym stopniu również w temperaturze pokojowej, co utrudnia jego dokładne naważenie. Jego para ma kolor niebieskawy w próżni, a brązowofioletowy w powietrzu[11]. Ma charakterystyczną drażniącą woń. Pary jodu można łatwo zestalić na chłodniejszej powierzchni w procesieresublimacji.
Występuje w postaci dwuatomowych cząsteczekI 2, które ulegajądysocjacji termicznej do postaci atomowej najłatwiej spośród wszystkich fluorowców. W 575 °Cstopień dysocjacji wynosi 1%[12]. Powyżej ok. 700 °C udział formy atomowej jest znaczący[11].
Jod nie występuje w postaci wolnej i należy do pierwiastków mało rozpowszechnionych w przyrodzie. Stanowi 0,46ppmskorupy ziemskiej, zajmując 60. miejsce wśród pierwiastków[13]. W małych ilościach występuje powszechnie w skałach, glebie,wodzie morskiej[14] i organizmach żywych[15], a większych stężeniach, 30–1500 ppm, znajdowany jest wsolankach towarzyszących złożomropy naftowej igazu ziemnego[13][14]. WChile pokładysaletry chilijskiej występujące w formiecaliche zawierają 0,02–1% jodu w formiejodanu wapnia,Ca(IO 3) 2[13]. Jego zawartość w wodzie morskiej wynosi średnio 0,05 ppm i jest uzależniona od jej zasolenia – z tego powodu w Bałtyku wynosi jedynie 0,01 ppm[14]. Organizmy morskie (np. ryby, wodorosty ikoralowce) są zdolne do gromadzenia jodu[14], osiągając stężenia do 7% w suchej masie (koralowiecGorgonia verrucosa)[16]. Minerały jodu są rzadkie[13] i zawierają najczęściej jodan wapnia lubjodki. Najważniejszym z nich jestlautaryt (bezwodny jodan wapnia), pozostałe tobruggenitCa(IO 3) 2·H 2O,dietzeitCa 2(IO 3) 2(CrO 4)[14] lub7Ca 2(IO 3) 2·8CaCrO 4[13],jodoargirytAgI ijodoembolit Ag(Cl,Br,I)[14].
Światowa produkcja jodu w latach 80. XX w. wynosiła ok. 12,5 tys. ton rocznie, z czego Japonia wytwarzała ponad 7 tys. ton. W 2001 r. produkcja światowa doszła do blisko 20 tys. ton, a liderem stało się Chile, produkujące 10,5 tys. ton[14].
Pierwszym surowcem do przemysłowej produkcji jodu były wodorosty z rodzinyLaminaria (listownica) lub – w mniejszym stopniu –Fucus (morszczyn), zawierające do 0,45% jodu w suchej masie[13][14]. Wykorzystywano je w latach 1817–1959, po czym została zarzucona[14].
Z solanek
W 1852 r. rozpoczęto produkcję jodu z solanek głębinowych; w latach 80. i 90. XX w. było główne źródło tego pierwiastka[14]. Najbardziej znaczącym producentem jodu z solanek jest Japonia, przy czym uzyskiwanie jodu w ten sposób uzależnione jest od cen petrochemikaliów – gdy są one niskie, eksploatacja złóż gazu ziemnego w Japonii spada na rzecz importu, za czym idzie zmniejszenie ilości wydobytej solanki i spadek produkcji jodu[14]. W celu uzyskania jodu z solanki obecne w niej jodkiutlenia się do jodu pierwiastkowego za pomocąchloru[13][14]:
2I− + Cl 2 → I 2 + 2Cl−
Z saletry
Jedynym miejscem na świecie, gdzie jod uzyskuje się zezłóż pokładowych jest Chile. Pierwsze próby uzyskiwania jodu z saletry chilijskiej podjęte zostały już pod koniec XVIII w., jednak ciągła produkcja rozpoczęła się dopiero 1868 r.[14] Jod uzyskiwany jest jako produkt uboczny podczas produkcji saletry. Ze złoża caliche ługuje sięazotany ijodany, a następnie prowadzi się krystalizacjęazotanu sodu, co prowadzi do wzrostu stężenia jodanu. Po osiągnięciu stężenia ok. 0,6% jodanyredukuje się do jodkówstechiometryczną ilościąwodorosiarczynu sodu[13][14]:
IO− 3 + 3HSO− 3 → I− + 3SO2− 4 + H+
Do tak uzyskanego roztworu dodaje się stechiometryczną ilość wyjściowego roztworu zawierającego jodany, co prowadzi dokomproporcjonowaniaIO− 3 iI− do jodu pierwiastkowego[13][14]:
Jod podobnie jak innefluorowce jest bardzo reaktywny, szczególnie wobecmetali, z którymi dajejodki. Tworzy licznezwiązki chemiczne, w których występuje jako jedno-, trój-, pięcio- lub siedmiowartościowy. W reakcji z amoniakiem tworzy wybuchowyjodek azotu. Własności związków jodu są podobne do analogicznych związkówbromu ichloru. Najważniejszymi nieorganicznymi związkami jodu sąjodek potasu,jodowodór,jodany inadjodany.
Jod ma zastosowanie w produkcji barwników oraz w fotografii. W medycynie jakopłyn Lugola stosowany jest w leczeniu i profilaktyce chorób tarczycy oraz jakośrodek dezynfekujący w formiejodyny.Izotopy promieniotwórcze123 I oraz131 I mają zastosowanie w rozpoznawaniu i leczeniu chorób tarczycy[17][18]. Jod służy też do wykrywaniaskrobi w analizie chemicznej (próba jodowa), w formie jodyny bądźpłynu Lugola. Ponadto opary jodu wykorzystywane są do wywoływania płytek dochromatografii cienkowarstwowej.
Jod jest dla człowieka niezbędnymmikroelementem. Jest dostarczany z pożywieniem i wodą. Gleby i woda okolic nadmorskich są najbogatsze w jod, im dalej od morza gleby są coraz uboższe w ten pierwiastek. Najmniej jodu jest w glebie i wodzie okolic górskich i podgórskich. Ciało zdrowego człowieka zawiera 30–50 mg jodu. Najwięcej jodu występuje wtarczycy, która ma zdolność aktywnego gromadzenia tego pierwiastka. Bez jodu niemożliwa jest produkcja w pęcherzykach tarczycytyroksyny (T4) itrójjodotyroniny (T3), niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania wszystkich komórek organizmu.
Niedobór jodu w pożywieniu i w wodzie po pewnym czasie może prowadzić do powstaniawola tarczycy. Zagrożenia takie występuje przede wszystkim w okolicach górskich. Dawniej takie tereny były miejscami endemicznego występowania wola u osób dorosłych iwrodzonego zespołu niedoboru jodu u dzieci. Niedobór jodu niweluje się współcześnie przez jodowaniesoli kuchennej lub dodatek związków jodu do mąki.
Niedostatek jodu u dzieci zmniejsza zdolność uczenia się, spowalnia wzrost i rozwój fizyczny w okresie pokwitania. U dorosłych może upośledzać funkcje rozrodcze, utrudniać utrzymanie ciąży, prowadzić do niewydolności tarczycy i w konsekwencji do zahamowania funkcji wielu narządów i procesów życiowych organizmu.
Dobowe zapotrzebowanie na jod jest bardzo małe, ok. 200mikrogramów, w ciągu całego życia potrzeba zatem zaledwie kilka gramów jodu. Niektóre warzywa głównie z rodziny kapustowatych (np.kapusta) zawierająrodanki, które działając antagonistycznie do jodków, mogą pogorszyć przebieg niektórych schorzeń tarczycy.
Zawartość jodu w przykładowych produktach [µg/100g][15]:
Dobowe zapotrzebowanie na jod w różnych okresach życia:
niemowlęta do 1 roku życia
50 μg
dzieci 1–3 lat
70 μg
dzieci do 6 lat
90 μg
do 6–10 lat
120 μg
młodzież
150 μg
dorośli
średnio 200 μg
kobiety ciężarne
230 μg
kobiety karmiące
260 μg
Od około 12 tygodniapłód zaczyna wytwarzać własne hormony tarczycowe. Potrzebny jod pobiera od matki, także w okresie karmienia piersią jedynym źródłem jodu dla dziecka jest matka. Dlatego szczególnie w tych okresach uzupełnianie jodu w pożywieniu matki jest ważne.
Na świecie około 1,5 miliarda ludzi żyje w rejonach dotkniętych niedoborem jodu, a wole endemiczne pojawiają się u około 600 milionów ludzi. Taki sam problem występuje wEuropie, a także na całym tereniePolski (oprócz wąskiego pasa wybrzeżaBałtyku), szczególnie w województwach południowych.
Jod w postaci czystej jest toksyczny. W kontakcie ze skórą wywołuje silne podrażnienia, rany i zmiany martwicze. Po spożyciu powoduje pojawienie się ciemno zabarwionych wymiotów, bólu brzucha, ciemnych plam w ustach i szumu w uszach. W cięższych przypadkach może wystąpić wstrząs, majaczenie istupor. Duże dawki jodu mogą uszkadzać ściany żołądka i jelit, a także nerki.
Długotrwałe zażywanie zwiększonych dawek jodu prowadzi do rozwojujodzicy.Dawka śmiertelna dla człowieka wynosi 3–4 g.
Osobom zatrutym podaje się doustnie zawiesinęskrobi, która wiąże jod, lubtiosiarczan sodu, redukujący wolny jod do jodków. Stosuje się też wymuszonądiurezę i wyrównuje zaburzoną gospodarkęelektrolitową.
↑ Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang.abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 126,90447 ± 0,00003. Zob.Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
↑IgnacyI.EichstaedtIgnacyI.,Księga pierwiastków, Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 321–322,OCLC839118859.
↑W.P.W.P.JorissenW.P.W.P.,H.H.BassettH.H.,A.A.DamiensA.A.,F.F.FichterF.F.,H.H.RemyH.H.,Rules for Naming Inorganic Compounds: Report of the Committee of the International Union of Chemistry for the Reform of Inorganic Chemical Nomenclature, 1940, „Journal of the American Chemical Society”, 63 (4), 1941, s. 889–897,DOI: 10.1021/ja01849a001(ang.).
↑H.B.H.B.HupfH.B.H.B.,J.S.J.S.EldridgeJ.S.J.S.,J.E.J.E.BeaverJ.E.J.E.,Production of Iodine-123 for medical applications, „The International Journal of Applied Radiation and Isotopes”, 19 (4), 1968, s. 345–351,DOI: 10.1016/0020-708X(68)90178-6,PMID: 5650883(ang.).
