आयोडीन का अल्कोहल घोल… बचपन से ही, सभी बच्चों और उनके माता-पिता को खरोंच, खरोंच और कटने के लिए एक प्रसिद्ध सहायक। यह एक तेज़ और प्रभावी एजेंट है जो घाव की सतह को दागदार और कीटाणुरहित करता है। हालांकि, पदार्थ का दायरा दवा तक सीमित नहीं है, क्योंकि आयोडीन के रासायनिक गुण बहुत विविध हैं। हमारे लेख का उद्देश्य उन्हें और अधिक विस्तार से जानना है।
शारीरिक विशेषताएं
एक साधारण पदार्थ गहरे बैंगनी रंग के क्रिस्टल जैसा दिखता है। गर्म होने पर, क्रिस्टल जाली की आंतरिक संरचना की ख़ासियत के कारण, अर्थात् इसके नोड्स में अणुओं की उपस्थिति के कारण, यौगिक पिघलता नहीं है, लेकिन तुरंत वाष्प बनाता है। यह उच्च बनाने की क्रिया या उच्च बनाने की क्रिया है। यह क्रिस्टल के अंदर अणुओं के बीच एक कमजोर बंधन द्वारा समझाया जाता है, जो आसानी से एक दूसरे से अलग हो जाते हैं - पदार्थ का एक गैसीय चरण बनता है। आवर्त सारणी में आयोडीन की संख्या 53 है। तथा अन्य रासायनिक तत्वों में इसकी स्थिति इंगित करती हैगैर-धातुओं से संबंधित। आइए इस मुद्दे पर आगे ध्यान दें।
आवर्त सारणी में किसी तत्व का स्थान
आयोडीन पांचवीं अवधि में है, समूह VII और फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन और एस्टैटिन के साथ हैलोजन का एक उपसमूह बनाता है। परमाणु आवेश और परमाणु त्रिज्या में वृद्धि के कारण, हैलोजन के प्रतिनिधियों में गैर-धातु गुणों का कमजोर होना होता है, इसलिए आयोडीन क्लोरीन या ब्रोमीन की तुलना में कम सक्रिय होता है, और इसकी विद्युतीयता भी कम होती है। आयोडीन का परमाणु द्रव्यमान 126, 9045 है। एक साधारण पदार्थ को अन्य हैलोजन की तरह डायटोमिक अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है। नीचे हम तत्व के परमाणु की संरचना से परिचित होंगे।
इलेक्ट्रॉनिक सूत्र की विशेषताएं
पांच ऊर्जा स्तर और उनमें से अंतिम लगभग पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनों से भरे हुए हैं, इस बात की पुष्टि करते हैं कि तत्व ने गैर-धातुओं के संकेतों का उच्चारण किया है। अन्य हैलोजन की तरह, आयोडीन एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जो धातुओं और कमजोर गैर-धातु तत्वों - सल्फर, कार्बन, नाइट्रोजन से दूर ले जाता है - पांचवें स्तर के पूरा होने से पहले गायब इलेक्ट्रॉन।
आयोडीन एक अधातु है, जिसके अणुओं में p-इलेक्ट्रॉनों का एक सामान्य युग्म होता है जो परमाणुओं को आपस में बांधता है। ओवरलैप के स्थान पर उनका घनत्व सबसे अधिक होता है, सामान्य इलेक्ट्रॉन बादल किसी भी परमाणु में नहीं जाता है और अणु के केंद्र में स्थित होता है। एक गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन बनता है, और अणु का एक रैखिक आकार होता है। हैलोजन श्रेणी में, फ्लोरीन से एस्टैटिन तक, सहसंयोजक बंधन की ताकत कम हो जाती है। एन्थैल्पी मान में कमी होती है, जिस पर तत्व के अणुओं का परमाणुओं में क्षय निर्भर करता है। इसका आयोडीन के रासायनिक गुणों पर क्या प्रभाव पड़ता है?
आयोडीन अन्य हैलोजन की तुलना में कम सक्रिय क्यों है
अधातुओं की प्रतिक्रियाशीलता विदेशी इलेक्ट्रॉनों के अपने स्वयं के परमाणु के नाभिक के प्रति आकर्षण बल द्वारा निर्धारित होती है। एक परमाणु की त्रिज्या जितनी छोटी होती है, उसके अन्य परमाणुओं के ऋणात्मक आवेशित कणों का इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण बल उतना ही अधिक होता है। जिस अवधि में तत्व स्थित है, उसकी संख्या जितनी अधिक होगी, उसके पास उतने ही अधिक ऊर्जा स्तर होंगे। आयोडीन पांचवीं अवधि में है, और इसमें ब्रोमीन, क्लोरीन और फ्लोरीन की तुलना में अधिक ऊर्जा परतें हैं। यही कारण है कि आयोडीन अणु में ऐसे परमाणु होते हैं जिनकी त्रिज्या पहले सूचीबद्ध हैलोजन की तुलना में बहुत बड़ी होती है। इसीलिए I2 कण कमजोर इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करते हैं, जिससे उनके अधात्विक गुण कमजोर हो जाते हैं। किसी पदार्थ की आंतरिक संरचना अनिवार्य रूप से उसकी भौतिक विशेषताओं को प्रभावित करती है। यहां कुछ विशिष्ट उदाहरण दिए गए हैं।
उच्च बनाने की क्रिया और घुलनशीलता
इसके अणु में आयोडीन परमाणुओं के आपसी आकर्षण को कम करने से, जैसा कि हमने पहले कहा, सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन की ताकत कमजोर हो जाती है। उच्च तापमान के लिए यौगिक के प्रतिरोध में कमी और इसके अणुओं के थर्मल पृथक्करण में वृद्धि होती है। हलोजन की एक विशिष्ट विशेषता: एक ठोस अवस्था से तुरंत गैसीय अवस्था में गर्म होने पर पदार्थ का संक्रमण, यानी उच्च बनाने की क्रिया आयोडीन की मुख्य भौतिक विशेषता है। कार्बन डाइसल्फ़ाइड, बेंजीन, इथेनॉल जैसे कार्बनिक सॉल्वैंट्स में इसकी घुलनशीलता पानी की तुलना में अधिक है। तो, 20 डिग्री सेल्सियस पर 100 ग्राम पानी में, केवल 0.02 ग्राम घुल सकता हैपदार्थ। इस सुविधा का उपयोग प्रयोगशाला में जलीय घोल से आयोडीन निकालने के लिए किया जाता है। इसे H2S की थोड़ी मात्रा के साथ मिलाते हुए, आप इसमें हैलोजन अणुओं के संक्रमण के कारण हाइड्रोजन सल्फाइड के बैंगनी रंग का निरीक्षण कर सकते हैं।
आयोडीन के रासायनिक गुण
धातुओं के साथ अंतःक्रिया करते समय तत्व हमेशा एक जैसा व्यवहार करता है। यह धातु परमाणु के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है, जो या तो अंतिम ऊर्जा परत (एस-तत्व, जैसे सोडियम, कैल्शियम, लिथियम, आदि) पर स्थित होते हैं, या उदाहरण के लिए, डी-इलेक्ट्रॉन युक्त अंतिम परत पर। इनमें लोहा, मैंगनीज, तांबा और अन्य शामिल हैं। इन प्रतिक्रियाओं में, धातु कम करने वाला एजेंट होगा, और आयोडीन, जिसका रासायनिक सूत्र I2 है, ऑक्सीकरण एजेंट होगा। इसलिए, यह एक साधारण पदार्थ की उच्च गतिविधि है जो कई धातुओं के साथ इसकी बातचीत का कारण है।
गर्म करने पर पानी के साथ आयोडीन की परस्पर क्रिया उल्लेखनीय है। एक क्षारीय माध्यम में, प्रतिक्रिया आयोडाइड और आयोडिक एसिड के मिश्रण के निर्माण के साथ आगे बढ़ती है। बाद वाला पदार्थ एक मजबूत एसिड के गुणों को प्रदर्शित करता है और निर्जलीकरण पर आयोडीन पेंटोक्साइड में बदल जाता है। यदि विलयन को अम्लीकृत किया जाता है, तो उपरोक्त प्रतिक्रिया उत्पाद एक दूसरे के साथ मिलकर प्रारंभिक पदार्थ बनाते हैं - मुक्त अणु I2 और पानी। यह अभिक्रिया रेडॉक्स प्रकार की है, यह आयोडीन के रासायनिक गुणों को प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में प्रदर्शित करती है।
गुणात्मक स्टार्च प्रतिक्रिया
अकार्बनिक और कार्बनिक रसायन दोनों में, प्रतिक्रियाओं का एक समूह होता है, जिसकी सहायता सेजिसे कुछ प्रकार के सरल या जटिल आयनों के अंतःक्रियात्मक उत्पादों में पहचाना जा सकता है। एक जटिल कार्बोहाइड्रेट - स्टार्च के मैक्रोमोलेक्यूल्स का पता लगाने के लिए - I2 का 5% अल्कोहल समाधान अक्सर उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, इसकी कुछ बूंदों को कच्चे आलू के एक टुकड़े पर टपकाया जाता है, और घोल का रंग नीला हो जाता है। हम वही प्रभाव देखते हैं जब कोई पदार्थ किसी स्टार्च युक्त उत्पाद में प्रवेश करता है। यह प्रतिक्रिया, जो नीले आयोडीन का उत्पादन करती है, परीक्षण मिश्रण में बहुलक की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए कार्बनिक रसायन विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।
आयोडीन और स्टार्च की परस्पर क्रिया के उत्पाद के लाभकारी गुण लंबे समय से ज्ञात हैं। इसका उपयोग दस्त के उपचार के लिए रोगाणुरोधी दवाओं की अनुपस्थिति में, पेट के अल्सर से राहत में, श्वसन प्रणाली के रोगों के लिए किया जाता था। स्टार्च पेस्ट, जिसमें प्रति 200 मिलीलीटर पानी में लगभग 1 चम्मच आयोडीन अल्कोहल का घोल होता है, सामग्री की सस्तीता और तैयारी में आसानी के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था।
हालांकि, यह याद रखना चाहिए कि नीले आयोडीन को छोटे बच्चों, आयोडीन युक्त दवाओं के प्रति अतिसंवेदनशीलता से पीड़ित लोगों के साथ-साथ ग्रेव्स रोग के रोगियों के उपचार में contraindicated है।
अधातु आपस में कैसे प्रतिक्रिया करते हैं
समूह VII के मुख्य उपसमूह के तत्वों में, आयोडीन फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, सबसे सक्रिय गैर-धातु ऑक्सीकरण की उच्चतम डिग्री के साथ। प्रक्रिया ठंड में होती है और एक विस्फोट के साथ होती है। हाइड्रोजन के साथ, I2 मजबूत हीटिंग के साथ बातचीत करता है, और पूरी तरह से नहीं, प्रतिक्रिया उत्पाद - HI - प्रारंभिक पदार्थों में विघटित होना शुरू हो जाता है।हाइड्रोआयोडिक एसिड काफी मजबूत है और हालांकि हाइड्रोक्लोरिक एसिड की विशेषताओं के समान है, फिर भी यह कम करने वाले एजेंट के अधिक स्पष्ट संकेत दिखाता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, आयोडीन के रासायनिक गुण सक्रिय गैर-धातुओं से संबंधित होने के कारण हैं, हालांकि, तत्व ब्रोमीन, क्लोरीन और निश्चित रूप से, फ्लोरीन के ऑक्सीकरण क्षमता में नीच है।
जीवों में तत्व की भूमिका
आयनों की उच्चतम सामग्री I- थायरॉयड ग्रंथि के ऊतकों में स्थित है, जहां वे थायरॉयड-उत्तेजक हार्मोन का हिस्सा हैं: थायरोक्सिन और ट्राईआयोडोथायरोनिन। वे हड्डी के ऊतकों की वृद्धि और विकास, तंत्रिका आवेगों के संचालन और चयापचय दर को नियंत्रित करते हैं। विशेष रूप से खतरनाक है बचपन में आयोडीन युक्त हार्मोन की कमी, क्योंकि मानसिक मंदता और क्रेटिनिज्म जैसी बीमारी के लक्षण प्रकट होना संभव है।
वयस्कों में थायरोक्सिन का अपर्याप्त स्राव पानी और भोजन में आयोडीन की कमी से जुड़ा है। यह बालों के झड़ने, एडिमा के गठन और शारीरिक गतिविधि में कमी के साथ है। शरीर में एक तत्व की अधिकता भी अत्यंत खतरनाक है, क्योंकि ग्रेव्स रोग विकसित होता है, जिसके लक्षण तंत्रिका तंत्र की उत्तेजना, अंगों का कांपना, और गंभीर वजन घटाने हैं।
वनस्पतियों की दुनिया के कुछ प्रतिनिधियों में आयोडीन यौगिकों की उच्च सामग्री पाई जाती है। निचले पौधे - भूरे और लाल शैवाल - उन्हें अपने थैलस में जमा करते हैं। उच्च पौधों में, खट्टे चेरी, ख़ुरमा, खजूर और चुकंदर आयोडीन के संचय के लिए रिकॉर्ड धारक हैं। समुद्री भोजन और समुद्री मछली में बड़ी मात्रा में तत्व होते हैं।
प्रकृति में आयोडाइड का वितरण और शुद्ध पदार्थ प्राप्त करने के तरीके
तत्व का अधिकांश भाग जीवित जीवों और पृथ्वी के गोले - जलमंडल और स्थलमंडल - में एक बाध्य अवस्था में मौजूद होता है। समुद्र के पानी में तत्व के लवण होते हैं, लेकिन उनकी सांद्रता नगण्य होती है, इसलिए इससे शुद्ध आयोडीन निकालना लाभहीन होता है। भूरे शैवाल की राख से एक पदार्थ प्राप्त करने के लिए यह बहुत अधिक कुशल है: फुकस, केल्प, सरगसुम।
औद्योगिक पैमाने पर, I2 तेल निष्कर्षण प्रक्रियाओं के दौरान भूजल से अलग किया जाता है। कुछ अयस्कों के प्रसंस्करण के दौरान, जैसे चिली साल्टपीटर, पोटेशियम आयोडेट और हाइपोयोडेट पाए जाते हैं, जिनसे बाद में शुद्ध आयोडीन निकाला जाता है। हाइड्रोजन आयोडीन के घोल को क्लोरीन से ऑक्सीकृत करके I2 प्राप्त करना काफी किफायती है। परिणामी यौगिक दवा उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल है।
आयोडीन के पहले से ही उल्लिखित 5% अल्कोहल समाधान के अलावा, जिसमें न केवल एक साधारण पदार्थ होता है, बल्कि एक नमक भी होता है - पोटेशियम आयोडाइड, साथ ही शराब और पानी, एंडोक्रिनोलॉजी में, चिकित्सा कारणों से, ऐसी दवाएं "आयोडीन-सक्रिय" और "आयोडोमारिन" के रूप में।
प्राकृतिक यौगिकों की कम सामग्री वाले क्षेत्रों में, आयोडीन युक्त टेबल नमक के अलावा, आप एंटीस्ट्रुमिन जैसे उपाय का उपयोग कर सकते हैं। इसमें सक्रिय संघटक - पोटेशियम आयोडाइड होता है - और स्थानिक गण्डमाला के लक्षणों को रोकने के लिए उपयोग की जाने वाली रोगनिरोधी दवा के रूप में इसकी सिफारिश की जाती है।
