Jod (I) – grundämne nr 53: egenskaper, kemi och användning

Fysiska egenskaper

Jod är ett mörkt lila-svart fast ämne. Det är också en ickemetall och ett halogen. Det sublimerar vid upphettning och bildar en ljuslila ånga. Denna ånga är mycket irriterande, även om den är färgstark. Jod löser sig inte i vatten, men det löser sig i en lösning av en jodid i vatten. Det löser sig lätt i organiska lösningsmedel.

Kemiska egenskaper

Jod ligger längst ner bland halogenerna och är den minst reaktiva av halogenerna. Jod är ett oxidationsmedel, även om det inte är lika starkt som brom eller klor. Det kan bli den färglösa jodidjonen om en annan atom eller molekyl ger en jodatom en av sina elektroner. Detta kallas reduktion. Jod reagerar med vätesulfid eller hydrazin för att bilda jodsyra. Jod löses upp i oleum och ger en klarblå lösning av I₂⁺ och svaveldioxid. Denna katjon bildas också när jod reagerar med antimonpentafluorid.

Jod reagerar med baser och bildar hypoiodit och jodid. Hypoioditen disproportioneras till jodat och jodid. Jod reagerar också med salpetersyra och klorater för att bilda jodater. Jod reagerar våldsamt med vissa metaller som aluminium och ger upphov till stora mängder värme och giftiga ångor.

Kemiska föreningar

Jod bildar kemiska föreningar i flera oxidationstillstånd: -Detta är typiskt för alla halogener utom fluor. -1-föreningar som jodider är de vanligaste. De flesta organiska jodföreningar befinner sig i oxidationstillstånd -1. De flesta jodider är färglösa eller rödgula och är svaga reduktionsmedel. +1- och +3-föreningar är ganska sällsynta. De är båda oxidationsmedel. +1-föreningar förekommer som jodmonoklorid och hypoioditer. +3-föreningar finns som jodtriklorid eller jodtrifluorid. +5-föreningar finns som jodater och jodsyra. Jodpentafluorid och jodpentoxid är jodföreningar i +5-tillstånd. +5- och +7-föreningar är alla starka oxidationsmedel. +7-föreningar förekommer normalt som periodater och periodisk syra. Jodheptafluorid befinner sig också i oxidationstillstånd +7.

Kaliumjodid är en av de vanligaste jodiderna. Jodider är normalt färglösa men blir gula när de befinner sig i luft eftersom jodiden oxideras till jod. Jodider reagerar med surgjord mangandioxid eller klor för att bilda jod. Jodmonoklorid är en röd eller brun vätska. Jodtriklorid, liksom jodtrifluorid, är gula fasta ämnen. Jodater som kaliumjodat är färglösa fasta ämnen som liknar klorater. Jodsyra är den enda stabila oxiderande halogensyran. Klorsyra är i jämförelse mycket instabil och farlig. Jodpentoxid är ett vitt fast ämne och jodpentafluorid är en gulaktig vätska. Periodater, som natriumperiodat, är färglösa fasta ämnen som liknar perklorater, även om de är svagare oxidationsmedel. De sönderfaller till jodater när de upphettas. Periodsyror är inte lika stabila som jodsyra. Jodheptafluorid är den enda jod(VII)-föreningen.

Den upptäcktes av Barnard Courtois 1811. Han brände tång för att få fram natriumkarbonat och lät resterna reagera med svavelsyra. En gång hällde han för mycket svavelsyra på tången och lila ånga kom ut som bildade mörkblåsvarta kristaller på en kall yta. Han hade inte tillräckligt med pengar för att se om det var ett nytt grundämne eller inte. Han gav prover till flera kemister som identifierade det som ett grundämne 1813.

Jod är för reaktivt för att finnas i naturen som ett grundämne. Jodföreningar är inte vanliga i marken. Det finns ett mineral som kallas caliche och som finns i torra öknar. Det innehåller jodat. Jodid finns i havsvatten. Tång innehåller ganska stora mängder jod. Jod är ett av de tyngsta grundämnena som levande organismer behöver. Om vi inte får tillräckligt med jod får vi en sjukdom som kallas struma. Det mesta saltet innehåller jod i form av jodid eller jodat. Vi kan också ta jodtabletter för att se till att vi får tillräckligt med jod.

På 1700- och 1800-talen brände man tång och utvann jod ur askan, men nu är det inte tillräckligt bra för att användas allmänt. Det mesta jodet utvinns nu från havsvatten. Klor reagerar med havsvatten för att omvandla jodid till jod. Luft blåser över vattnet för att förånga jodet. Därefter reduceras jodet med svaveldioxid till jodvätesyra. Därefter oxideras jodvätskan med klor igen för att göra jod. Denna process upprepas tills jodet är rent.

En mycket ren form av jod framställs genom att kopparsulfat och kaliumjodid reagerar. Detta ger koppar(II)-jodid som inte är stabil. Den bryts ner till koppar(I)-jodid och jod, som är rent.

Jod används som katalysator för att framställa ättiksyra. Djurfoder innehåller också jod som näringsämne. Jod används som desinfektionsmedel. Tinktur av jod är ett vanligt joddesinfektionsmedel. Jod kan användas för att förebygga sköldkörtelcancer efter en kärnexplosion. Efter en kärnvapenexplosion fylls luften av radioaktivt jod. Den radioaktiva jodet går lätt in i sköldkörteln och orsakar cancer. När människor tar jodtabletter fylls sköldkörteln med icke-radioaktiv jod, vilket förhindrar att radioaktiv jod kommer in.

Jodföreningar kan användas i röntgenstrålar eftersom röntgenstrålar inte lätt kan passera igenom dem. Vissa metaller renas med hjälp av deras jodider. Silverjodid används i fotografisk film och i molnutsättning. Erytrosin är ett livsmedelsfärgningsmedel som innehåller jod. Jod kan användas för att framställa olagliga droger, så det är förbjudet i vissa områden. Jod kan användas som ett test för reduktionsmedel. Jod blir färglöst när det blandas med ett reduktionsmedel. Jod blir också svart när det blandas med stärkelse. Jodider blir färgade när de blandas med oxidationsmedel.

Jod kan irritera huden. Dess ångor är irriterande för lungorna. Det är dock mindre giftigt än de andra halogenerna. 2-3 gram jod kan döda. Jodider är endast giftiga i stora mängder.