Йодтың химиялық және медициналық маңызы

Қазақстан Республикасы Білім  және Ғылым Министрлігі

 

С.Ж.Асфендияров атындағы Қазақ  Ұлттық Медицина Университеті

 

Химия кафедрасы

 

 

 

 

 

СҒЗЖ

 

 

 

 

Тақырыбы: Йодтың химиялық және медициналық маңызы

 

 

 

 

 

 

 

 

Орындаған:  Молайханов Шохмурод Анарханович  
Аннотация

 

«Йодтың химиялық және медициналық маңызы» тақырыбында ұсынылып отырған ғылыми жұмыс кіріспеден, екі бөлімнен, қорытынды мен қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

Бірінші бөлімде  йодтың ашылуы, йодтың алудың негізгі технологиялық сипаттамалары, йодтық химиялық құрылымы, физикалық ерекшеліктері мен химиялық қасиеттері қарастырылған.

Екінші бөлімде йодтың табиғатта таралуы, адамның, жануарлардың ағзасындағы маңызы, медициналық мақсатта қолданылу негіздері қарастырылған.

Ғылыми жұмыста 14 әдебиеттер тізімі қолданылды.

 
МАЗМҰНЫ

 

 

КІРІСПЕ 4

1 ЙОДТЫҢ НЕГІЗГІ СИПАТТАМАЛАРЫ МЕН ФИЗИКО-ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ 6

1.1 Йодтың ашылуы 6

1.2 Элементтің  сипаттамасы 7

1.3 Йодтың химиялық  қасиеттері 8

2 ЙОД ӨНІМДЕРІНІҢ ТАРАЛУЫ, МЕДИЦИНАЛЫҚ МАҢЫЗЫ 12

2.1 Йодтың таралуы 12

2.2 Йодтың медициналық  маңызы 15

ҚОРЫТЫНДЫ 18

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 20

 

КІРІСПЕ

 

 

Йод, I – элементтердің периодтық жүйесінің VІІ тобындағы химиялық элемент. Табиғатта тұрақты бір изотопы бар (127J), бос күйінде кездеспейді. Қара сұр түсті, күлгін жылтыр, өткір иісті. Лаутарит, дитцент минералдарында, мұхит суы, мұнай кендеріндегі ілеспе суда, балдырларда кездеседі. Суда нашар, органикалық еріткіште (спирт, эфир, күкірткөміртек, хлороформ) жақсы ериді. Көптеген металдармен және сутекпен жоғары температурада әрекеттеседі. Сілтімен әрекеттесіп йодатты тұз түзеді, тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш сипат көрсетеді.

Жер қыртысындағы йодтың массасы бойынша  үлесі 4*10^-5%. Мантия мен магмаларда және олардың жыныстарындағы (граниттерде, базальталарда) йодтың қосылыстары шашырап таралған; йодтың тереңдегі минералдары белгісіз. Жер қыртысындағы йодтың таралуы тірі заттармен және биогенді миграциямен байланысты.

Йодты өндірісте мұнайдың бұрғылаушы суларынан алады, шет елдерде  – теңіз балдырларынан, чили селитрасынан алынады.

Йод өнімдерін төрт топқа  бөліп қарастыруға болады:

1. құрамында элементарлы йоды бар өнімдер (3- немесе 5%-дық спиртті йод ерітіндісі, Люголя ерітіндісі);
2. неорганикалық йодидтер (калия мен натрий йодиді) – көптеген шығарылатын өнімдердің құрамында 25 пен 250 мкг аралығында микроэлементтер кездеседі;
3. элементарлы йодты бөліп алатын органикалық заттар (йодоформ, йодинол және т.б.);
4. құрамында йод берік орныққан органикалық қосылыстар (рентгенконтрастылы заттар).

Йодты бәрі біледі. Қолымызды кесіп алып, біз йодтың ерітіндісіне қол созамыз. Бірақ біздің ағзамыздағы йодтың маңызы туралы бәрі біле бермейді. Йод өте күшті антисептикалық препарат болып табылады. Алайда йод тек жарақаттанған жерлерге жағуға ғана арналмаған. Йод адамның ағзасында 25 мг болса да, ол маңызды рөл атқарады. «Адам бойындағы» йод қалқанша безде бар, ол ағзадағы заттардың алмасуын реттейді. Йод жетіспеген жағдайда, адам эндемикалық жемсау деп аталатын дене және ақыл-ой кемістігі ауруына ұшырайды. Бұл таулы аудандарда кездеседі, өйткені мұнда су мен тағамның құрамында йодтың үлесі аз болады.

Адамның ағзасына йод көп көлемде  болуымен қатар, қандағы йодтың тұрақты  концентрациясын сақтайды (10^-5 – 10^-6 %). Ағзадағы йодтың жалпы көлемінен жуықтап алғанда 25 мг, жартысынан көбі қалқанша безінде кездеседі. Мұндағы барлық йод әр түрлі тирозиннің туындыларының құрамына кіреді – қалқанша безінің гормонында, тек аз бөлшегі ғана 1% неорганикалық йод I^- түрінде болады.

Ғылыми жұмыс тақырыбының өзектілігі: бүгінгі күндегі йод өнімдерінің қолданылу аясын, химиялық және медициналық маңызын анықтау.

Зерттеу жұмысының ғылыми жаңалығы: зерттеу жұмысында қазіргі кездегі йодтың медициналық және химиялық салада қолданылу берілген. Алынған мәліметтер қазақстандық еңбектерде кездеспейді, яғни мәліметтер жаңадан алынған және қазақ тілінде жазылған.

Зерттеу жұмысының мақсаты: йод және оның өнімдерінің барлық тірі ағзаларға көрсететін әсерлерін талдау.

Көзделген мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:

- йодтың негізгі сипаттамалары мен физико-химиялық қасиеттері қарастыру;

- йодтың ашылу тарихын зерттеу;

- йод өнімдерінің жер бетінде, адам мен жануарлар ағзасында таралуын талдау;

- йодтың жалпы қолданылу аясын зерттеу;

- йодтың медициналық маңызын анықтау.

Зерттеу нысаны йодтың химиялық және медициналық маңызы болып табылады.

Жұмыстың теориялық және әдістемелік  негізі ретінде шетелдік ғалымдардың  еңбектері, ғылыми журналдары мен оқулықтары қолданылды.

«Йодтың химиялық және медициналық маңызы» тақырыбында ұсынылып отырған ғылыми жұмыс екі бөлімнен тұрады.

Бірінші бөлімде йодтың ашылуы, йодтың алудың негізгі технологиялық сипаттамалары, йодтық химиялық құрылымы, физикалық ерекшеліктері мен химиялық қасиеттері қарастырылған.

Екінші бөлімде йодтың табиғатта таралуы, адамның, жануарлардың ағзасындағы маңызы, медициналық  мақсатта қолданылу негіздері қарастырылған.

 

1 ЙОДТЫҢ НЕГІЗГІ СИПАТТАМАЛАРЫ МЕН ФИЗИКО-ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ

1.1 Йодтың  ашылуы

 

 

XVII ғасырдың соңы мен XVIII ғасырдың  басы Еуропада таусылмайтын соғыстармен  сипатталады. Көп оқ дәрі, яғни  селитра қажет болды. Селитраның  өндірісі кең етек жайды, шикізаттармен  қоса, теңіз балдырлары да қолданылды. Солардың ішінен жаңа химиялық  элемент табылды.

Француздың селитра өндірушілерінің  бірі, химик Бернар Куртуа (1777–1838) болды, ол өте бақылағыш адам болды. Міне, осы қасиеті оған 1811 жылы химиялық жаңа элемент йодты ашуға көмектесті. Бірде ол фукустан, ламинарийден және басқа да балдырлардан алынған сақар  қайнап жатқан мыс қазандықта өнімді бір қышқыл күйдіріп жатқанын байқады. Куртуа мұның себебін анықтауға  бел буды. Ерітіндіден натрийдың  тұдарын тұндырып, алып тастағаннан  кейін ол ерітіндіні буландырды, қазандықта калийдің сульфидінің бар екенін байқап, оны ыдырату үшін концентрлі күкірт қышқылын қосты – міне осы  кезде күлгін түсті түтін пайда  болды. Куртуа тәжірибені қайталады, бұл  жолы ретортада, ретортаның қабылдағышында пластиналық қара жылтыр кристалдар тұнды.

Балдырлардан алынған натрийдің  йодиді күкірт қышқылымен әрекеттесіп  Йод I₂ бөледі; онымен бір уақытта күкірт газы – күкірт диоксиді SO₂ мен су пайда болады:

2NaI + 2H₂SO₄ = I₂ + SO₂ + Na₂SO₄ + 2H₂O

Суығаннан кейін Йодтың булары жылтырлығы бар қара-сұр кристалдарға айналды. Куртуа былай деп жазды: «Балдырлардан алынған сақардың аналық ерітіндісінде ерекше заттың сандық құрамы көп. Мұны анықтау оңай: ол үшін күкірт қышқылын берілген ерітіндіге құйып, қоспаны ретортада қыздыру қажет. Жаңа зат қабылдағышта қара ұнтақ күйінде түзіледі, ал оны қыздырғанда күлгін түс беретін түтін пайда болады».

Бұл элементке атауды оның буларының күлгін түсі үшін 1813 жылы француз химигі Жозеф-Луи Гей-Люссак (1778–1850) берді («Йодос» грекше «күлгін»). Мұнымен қатар, ол жаңа элементтің көптеген туындыларын алды –HI йодсутегі, HIO₃ йод қышқылы, йод (V) оксиді I₂O₅, ICl йод хлориді және т.б. Осымен бір уақытта Йодтың элементтің табиғатын ағылшын химигі Гэмфри Дэви (1778–1829) дәлелдеді.

Йод туралы қызықты мәліметтер:

1. Йодтың адам ағзасындағы құрамы мезгілге байланысты: қыркүйек пен қаңтар айлары аралығында йодтың концентрациясы төмендейді, ақпан айында жаңадан көтеріле бастайды, ал мамыр мен маусым аралығында Йодтың құрамы ең жоғарғы деңгейіне жетеді. Бұл ауытқу әлі күнге дейін жұмбақ болып қалуда;
2. Тағам өнімдерінің ішінде йод жұмыртқаның, сүттің, балықтың құрамында кездеседі, ал теңіз орамжапырағында ол өте көп;
3. Егер найзағай бұлтын йодты күміспен немесе йодты қорғасынмен араластырса, бұршақтың орнына қар пайда болады: осындай тұздармен қамтылған бұлттар жаңбыр күйінде жауып, шаруашылыққа кері әсер етпейді.

1.2 Элементтің сипаттамасы

 

 

Йод – элементтердің периодтық жүйесінің VІІ тобындағы химиялық элемент. Галогендер тобына жатады, ат. м. 126,9; ат. н. 53; тығыздығы 4,93 г/см3; балқу t 113,60С; қайнау t 184,350С. Галоген. Табиғатта бар галогендердің ішінде аз кездесетін радиоактивті астатты есептемегенде, йод ең ауыры болып табылады. Табиғатта кездесетін йодтың көбісі массалық саны I¹²⁷ болатын жалғыз изотопынан тұрады, оның жер қыртысындағы құрамы массасы бойынша 4 * 10^-5 % құрайды. Радиоактивті Йод I¹²⁵ табиғи радиоактивті түзілістер кезінде пайда болады. Йодтың жасанды изотоптарының ішінде маңыздылары – Йод I¹³¹ мен Йод I¹³³. Оларды негізінен медицинада қолданады.

 

 

Сурет 1. Йод элементінің химиялық құрылымы

 

I₂ – галоген. Металдық жылтырлығы бар қара-сұр кристалдар, ұшқыш. Суда нашар ериді, органикалық еріткіштерде жақсы ериді (ерітіндінің күлгін немесе қоңыр түске боялуымен) немесе суға Йодид тұздарын қосқан кезде ериді. Әлсіз тотықтырғыш және қалпына келтіргіш. Концентрлі күкірт қышқылымен, металдармен, бейметалдармен, негіздермен, күкіртті сутегімен әрекеттеседі. Басқа галогендермен қосылыстар түзеді.

Йод элементінің молекуласы басқа  галогендердікі сияқты екі атомнан  тұрады. Йод – галогендердің ішінде қалыпты жағдайда қатты күйде кездесетін жалғыз элемент. Йодтың әлемі қара-көк түсті кристалдары көбінесе графитке ұқсайды. Сонымен қоса, йод металдар сияқты электр тогын өткізетін қаситеті бар. Йодтың кристалдық құрылымы 2 суретте келтірілген.

 

 

Сурет 2. Йодтың кристалдық құрылымы

 

Йодтың физикалық  қасиеттері.

Йодтың тығыздығы 4,94 г/см3, t_балқу 113,5 °С, t_қайнау 184,35 °С. Сұйық пен газ тәрізді Йодтың құрамы екі атомнан тұрады (I₂). Байқалатын диссоциация I₂ 2I 700 °С жоғарғы температурада және жарықтың әсер етуінде. Қалыпты температурада Йод өзіндік иісі бар күлгін булар тұзіп, буланады. Әлсіз қыздырғанда Йод қайнайды, жылтыр жұқа пластинкалар күйінде тұнады; бұл үрдіс зертханалық бөлмелер мен өндіріс орындарын йодтан тазарту үшін қолданылады. Йод суда нашар ериді (25 °С - 0,33 г/л), күкіртті сутегі мен органикалық еріткіштерде, йодид тұздары бар суда жақсы ериді.

Йод атомының сыртқы электрондарының конфигурациясы 5s² 5p⁵. Осыған байланысты ол қосылыстарында әр түрлі валенттіліктер көрсетеді (тотығу дәрежелері): -1 (HI, KI) ; +1 (HIO, KIO); +3 (IСl₃); +5 (НIO₃, КIO₃); және +7 (HIO₄, KIO₄).

1.3 Йодтың химиялық қасиеттері

 

 

Химиялық тұрғыдан Йод белсенді, бірақ хлор мен броммен салыстырғанда азырақ белсенді. Металдармен Йод кішкене қыздырғанда белсене әрекеттесіп, Йодидтер түзеді.

Hg + I₂ = HgI₂

Сутегімен йод тек қыздырғанда  және толығымен емес әсер етіп, йодты  сутегі түзеді.

I₂ + H₂ = 2НI

Элементті Йод – тотықтырғыш, хлор мен бромнан әлсіз. Күкірттісутегі H₂S, натрий тиосульфаты Na₂S₂O₃ мен басқа тотықсыздандырғыштар оны I^- дейін тотығады.

I₂ + H₂S = S + 2НI

Хлор мен басқа күшті тотықтырғыштар сулы ерітінділерде оны IO₃^- ауыстырады.

Суда еріткенде ол аз мөлшерде сумен  әрекеттеседі:

I₂ + H₂O = HI + HIO

Сілтілердің ыстық сулы ерітінділерінде  Йодидтер мен Йодаттар түзіледі.

I₂ + 2KOH = KI + KIO + H₂O

3KIO = 2KI + KIO₃

Қыздырғанда йод фосформен әрекеттеседі:

3I₂ + 2P = 2PI₃

Ал фосфордың йодиді өз кезегінде сумен әсерлеседі:

2PI₃ + H₂O = 3HI + H₂ (PHO₃)

H₂SO₄ пен KI әсерлескенде, қара-сұр түске боялған өнім түзіледі және сульфатты қышқыл H₂S дейін тотықсызданады [10].

8KI + 9H₂SO₄ = 4I₂ + 8KHSO₄ + SO₂ + H₂O

Йод алюминиймен оңай әрекеттеседі, бұл кезде катализатор ретінде су түседі:

3I₂ + 2AL = 2ALI₃

Йод күкіртті қышқыл мен күкірттік қышқылды тотықсыздандырады:

H₂SO₃ + I₂ + H₂O = H₂SO₄ + HI

H₂S + I₂ = 2HI + S

Йод нитратты қышқылмен әсерлеседі:

I₂ + 10HNO₃ = 2HIO₃ + 10NO₂ + 4H₂O

Қышқыл сілтімен әсер еткенде, тұз пайда болады:

HIO₃ + KOH = KIO₃ + H₂O

Йодид-ионды йодат-ионмен қышқылдық ортада тотықтырғанда бос йод түзіледі:

5KI + KIO₃ + 3H₂SO₄ = 3I₂ + 3K₂SO₄ + 3H₂O

Йодатты қышқылды қыздырғанда, галогендердің тұрақты оксидтерін түзу арқылы ол ыдырайды:

2HIO₃ = I₂O₅ + H₂O

Йод (V) аксиді тотықтырғыш қасиеттер көрсетеді. Оны CO анализіне қолданады:

5CO + I₂O₅ = I₂ + 5CO₂

Перйодатты қышқыл H₅IO₆ – бес негізді. Оны келесі жолмен алады:

5Ba(IO₃)₂ ---^t--► Ba₅(IO₆)₂ + 4I₂ + 9O₂

  Ba₅(IO₆)₂ + 5H₂SO₄ = 5BaSO₄↓ + 2H₅IO₆

Бұл қышқылдық қасиеті  орташа қышқыл. Орто-формасындағы (Ag₅IO₆) және мета-формадағы (NaIO₄) тұздар түзеді. Перйодатты қышқыл мен оның тұздарын органикалық және аналитикалық химияда қолданылады.