Iốt

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Iốt
TeluaIốtXenon
Br
  Orthorhombic.svg
 
53
I
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
I
At
Bảng tiêu chuẩn
Hình dạng
Ánh kim xám bóng khi ở thể rắn, tím khi ở thể khí
Tính chất chung
Tên, Ký hiệu, Số Iốt, I, 53
Phiên âm /ˈ.ɵdn/ EYE-o-dyne,
/ˈ.ɵdɪn/ EYE-o-dən,
or /ˈ.ɵdn/ EYE-o-deen
Phân loại Halogen
Nhóm, Chu kỳ, Phân lớp 175, p
Khối lượng nguyên tử 126.90447
Cấu hình electron [Kr] 4d10 5s2 5p5
Số electron trên vỏ điện tử 2, 8, 18, 18, 7
Electron shell 053 Iodine.svg
Tính chất vật lý
Màu Ánh kim xám bóng khi ở thể rắn, tím khi ở thể khí
Trạng thái vật chất Chất rắn
Mật độ gần nhiệt độ phòng 4,933 g·cm−3
Nhiệt độ nóng chảy 386,85 K, 113,7 °C, 236,66 °F
Nhiệt độ sôi 457,4 K, 184,3 °C, 363,7 °F
Điểm ba trạng thái 386.65 K (113°C), 12,1 kPa
Điểm tới hạn 819 K, 11,7 MPa
Nhiệt lượng nóng chảy (I2) 15,52 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi (I2) 41,57 kJ·mol−1
Nhiệt dung (I2) 54,44 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi  (hình thoi)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 260 282 309 342 381 457
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxi hóa 7, 5, 3, 1, -1
(Axít mạnh)
Độ âm điện 2,66 (thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 1008,4 kJ·mol−1
Thứ hai: 1845,9 kJ·mol−1
Thứ ba: 3180 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trị 140 pm
Độ dài liên kết cộng hóa trị 139±3 pm
Bán kính van der Waals 198 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể Trực thoi
Trạng thái trật tự từ Nghịch từ[1]
Điện trở suất (0 °C) 1,3×107 Ω·m
Độ dẫn nhiệt 0,449 W·m−1·K−1
Mô đun nén 7,7 GPa
Số đăng ký CAS 7553-56-2
Đồng vị ổn định nhất
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
123I Tổng hợp 13 giờ ε, γ 0.16 123Te
127I 100% 127I ổn định với 74 nơtron
129I Tổng hợp 15,7×106 năm β 0.194 129Xe
131I Tổng hợp 8,02070 ngày β, γ 0.971 131Xe

Iốt (có gốc từ tiếng Hy Lạp Iodes, nghĩa là "tím"; tên gọi chính thức theo Hiệp hội Quốc tế về Hóa Lý thuyết và Ứng dụngIodine) là một nguyên tố hoá học. Trong bảng tuần hoàn nó có ký hiệu Isố nguyên tử 53.

Đây là một trong các nguyên tố vi lượng cần cho sự sống của nhiều sinh vật. Về mặt hoá học, iốt ít hoạt động nhất và có độ âm điện thấp nhất trong các halogen. Mặc dù Astatin được cho là còn ít hoạt động hơn với độ âm điện thấp hơn, nguyên tố đó quá hiếm để khẳng định giả thuyết này. Iốt được dùng nhiều trong y khoa, nhiếp ảnh, thuốc nhuộm. Giống như các halogen khác (thuộc nhóm nguyên tố VII trong bảng tuần hoàn), iốt thường có mặt ở dạng phân tử hai nguyên tử, I2.

Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]

Tinh thể Iốt

Iốt là chất rắn có màu tím thẫm/xám có thể thăng hoa tại nhiệt độ thường tạo ra chất khí màu tím hồng có mùi khó chịu. Chất halogen này có thể tạo thành hợp chất với nhiều nguyên tố hóa học khác, nhưng nó ít hoạt động hơn so với các nguyên tố khác trong nhóm nguyên tố VII và nó có thêm một số tính chất hơi giống kim loại. Iốt có thể hòa tan trong cloroform, cacbon têtraclorua, hay carbon đisulfua để tạo thành dung dịch màu tím. Nó hòa tan yếu trong nước tạo ra dung dịch màu vàng. Màu xanh lam của một chất gây ra khi tương tác với tinh bột chỉ là đặc điểm của nguyên tố tự do.

Iot có thể oxi hoá được với H2 ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác tạo ra khí hidro iotua theo một phản ứng thuận nghịch:

H2 + I2 -> 2HI

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Iốt là nguyên tố vi lượng cần thiết cho dinh dưỡng của loài người. Tại những vùng đất xa biển hoặc thiếu thức ăn có nguồn gốc từ đại dương; tình trạng thiếu iốt có thể xảy ra và gây nên những tác hại cho sức khỏe, như sinh bệnh bướu cổ hay thiểu năng trí tuệ. Đây là tình trạng xảy ra tại nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Việc dùng muối iốt như muối ăn hằng ngày (có chứa nhiều hợp chất iốt có thể hấp thụ được) có thể giúp chống lại tình trạng này.

Các ứng dụng khác của iốt là:

  • Là một trong các halogen, nó là vi lượng tố không thể thiếu để hình thành hormone tuyến giáp, thyroxinetriiodothyronine, trong cơ thể sinh vật.
  • Thuốc bôi iốt (5% iốt trong nước/êtanol) dùng trong tủ thuốc gia đình, để khử trùng vết thương, khử trùng bề mặt chứa nước uống
  • Hợp chất iốt thường hữu ích trong hóa hữu cơy khoa.
  • Muối Iốđua bạc dùng trong nhiếp ảnh.
  • Iốtua kali (KI) có thể dùng để điều trị bệnh nhân bị ảnh hưởng của thảm họa hạt nhân để rửa trôi đồng vị phóng xạ Iốt-131, kết quả của phản ứng phân hạch hạt nhân. Chu kỳ bán rã của iốt-131 chỉ là 8 ngày, do đó thời gian điều trị chỉ kéo dài vài tuần, trong thời gian để bán rã hết cần phải có sự hướng dẫn cụ thể của bác sĩ để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe. Trong trường hợp nguy cơ phóng xạ không có phản ứng phân hạch hạt nhân, như bom bẩn, không cần dùng phương pháp này. KI cũng có thể rửa xêzi-137, một sản phẩm khác của phản ứng phân hạch hạt nhân, vì xêzi có quan hệ hóa học với kali, nhưng NaI cũng có tác dụng như vậy. NaI hay có trong muối ăn ít natri. Tuy nhiên xêzi-137 có chu kỳ bán rã kéo dài tới 30 năm, đòi hỏi thời gian điều trị quá dài.
  • Iốđua vonfram được dùng để làm ổn định dây tóc của bóng đèn dây tóc.
  • Nitơ triiôđua là chất gây nổ không bền.
  • Iốt-123 dùng trong y khoa để tạo ảnh và xét nghiệm hoạt động của tuyến giáp.
  • Iốt-131 dùng trong y khoa để trị ung thư tuyến giápbệnh Grave và cũng dùng trong chụp ảnh tuyến giáp.
  • Nguyên tố iốt (không nằm trong hợp chất với các nguyên tố khác) tương đối độc đối với mọi sinh vật.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Iốt (gốc tiếng Hy Lạp iodes nghĩa là tím) được khám phá bởi Barnard Courtois năm 1811. Ông là con trai của một người sản xuất nitrat kali (dùng trong thuốc súng). Vào thời điểm Pháp đang có chiến tranh, thuốc súng được tiêu thụ mạnh. Nitrat kali được tách từ rong biển lấy tại bờ biển NormandyBrittany. Để tách kali nitrat, rong biển được đem đốt và tro đem rửa vào nước. Những chất không phải là nitrat kali bị phá hủy bởi việc thêm axít sunfuríc. Vào một ngày Courtois thêm quá nhiều axít sunfuríc khiến một chất khí màu tím bay ra. Courtois nhận thấy hơi này kết tinh trên các bề mặt lạnh tạo ra các tinh thể màu sẫm. Courtois nghi ngờ rằng đây là một nguyên tố hóa học mới nhưng thiếu kinh phí để theo đuổi các quan sát chi tiết hơn.

Tuy vậy ông đã đưa các mẫu tinh thể này cho các bạn, Charles Bernard Desormes (17771862) và Nicolas Clément (17791841) để họ tiếp tục nghiên cứu. Ông cũng đem mẫu vật cho Joseph Louis Gay-Lussac (17781850), một nhà hóa học nổi tiếng lúc đó, và André-Marie Ampère (17751836). Ngày 29 tháng 11 năm 1813 Dersormes và Clément thông báo cho đại chúng về phát hiện của Courtois. Họ miêu tả mẫu vật tại một cuộc họp của Viện Hoàng đế Pháp. Ngày 6 tháng 12 Gay-Lussac thông báo rằng mẫu vật đó có thể là một nguyên tố hóa học mới hoặc một hợp chất ôxy. Ampère đưa một số mẫu vật cho Humphry Davy (1778–1829). Davy đã tiến hành một số thí nghiệm trên mẫu vật và nhận thấy sự tương tự của nó với clo. Davy gửi một bức thư ngày 10 tháng 12 tới Hội Hoàng gia Luân Đôn nói rằng ông đã tìm thấy nguyên tố mới. Một cuộc cãi cọ lớn giữa Davy và Gay-Lussac về việc ai đã tìm ra iốt trước tiên đã nổ ra, nhưng cả hai đều đồng ý rằng Barnard Courtois là người đầu tiên đã tách nguyên tố hóa học mới này.

Độ phổ biến và điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

Hợp chất iốt thường gặp trong muối với natrikali (KI) hay trong KIO3.

Iốt có thể thu được ở dạng rất tinh khiết bằng phản ứng giữa KI với sunfat đồng (II). Cũng có vài cách khác để tách nguyên tố hóa học này. Mặc dù nguyên tố này khá hiếm, tảo bẹ và một số loài cây khác có khả năng hấp thụ và tập trung iốt trong cơ thể chúng, dẫn đến việc mang iốt vào dây chuyền thức ăn tự nhiên và giúp việc điều chế iốt có giá thành thấp.

Cho tác dụng dung dịch với chất oxi hoá để oxi hoá I- thành I2.

Thí dụ phương trình: 2NaI + Cl2 -> 2NaCl + I2

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Có 37 đồng vị của iốt, trong đó chỉ có duy nhất 127I là bền. Đồng vị phóng xạ 131I (phát ra tia bêta), còn được biết đến với tên gọi iốt phóng xạchu kỳ bán rã là 8,0207 ngày, đã được dùng trong điều trị ung thư và các bệnh khác liên quan đến tuyến giáp.123I là đồng vị phóng xạ thường dùng trong chụp ảnh tuyến giáp và đánh giá điều trị cho bệnh Grave.

129I (chu kỳ bán rã 15,7 triệu năm) là kết quả của bắn phá hạt nhân 129Xe bởi tia vũ trụ khi đi vào khí quyển Trái Đất và các phản ứng phân hạch của uraniplutoni, trong đất đá trên bề mặt Trái Đất và các lò phản ứng hạt nhân. Các quá trình xử lý nhiên liệu hạt nhân hoặc thử nghiệm vũ khí hạt nhân đã tạo ra lượng đồng vị lớn lấn át các đồng vị tạo ra bởi quá trình tự nhiên.129I được dùng trong nghiên cứu nước mưa sau thảm họa Chernobyl. Nó cũng có thể đã được dùng trong nghiên cứu mạch nước ngầm để tìm dấu vết rỏ rỉ chất thải hạt nhân ra môi trường tự nhiên. Nếu 129I được cho tiếp xúc với người, tuyến giáp sẽ hấp thụ nó như thể nó là iốt không phóng xạ thông thường, dẫn đến nguy cơ ung thư tuyến giáp cao. Đối với những người sống gần nơi có phản ứng phân hạch, hay nhứng nơi tương tự, có nguy cơ tiếp xúc với iốt phóng xạ khi tai nạn xảy ra, người ta thỉnh thoảng được cho uống viên iốt. Việc hấp thụ một lượng lớn iốt sẽ làm bão hòa tuyến giáp và ngăn việc thu nhận thêm iốt.

129I có nhiều điểm giống với 36Cl. Nó là halogen hòa tan được, ít hoạt động hóa học, tồn tại chủ yếu ở dạng anion không hấp thụ, và được sinh ra bởi các tia vũ trụ, nhiệt hạt nhân, và các phản ứng phân hạch khác. Trong lĩnh vực nghiên cứu về nước, mật độ 129I được đo theo tỷ lệ 129I trên tổng I (hầu hết là 127I). Tương tự 36Cl/Cl, tỷ lệ 129I/I trong tự nhiên là rất nhỏ, 10−14 đến 10−10 (cực đạt nhiệt hạt nhân của 129I/I trong thập niên 1960 và 1970 là 10−7).129I khác 36Cl ở chỗ chu kỳ bán rã dài hơn (15,7 so với 0,301 triệu năm), xuất hiện trong các sinh vật ở nhiều dạng ion với nhiều ứng xử hóa học khác nhau.129I dễ dàng du nhập vào sinh quyển, nằm trong cây cỏ, đất, sữa, mô sinh học...

Lượng lớn 129Xe trong thiên thạch được cho là kết quả của phân rã bêta của hạt nhân 129I. Đây là hạt nhân phóng xạ tuyệt chủng đầu tiên được nhận dạng trong hệ Mặt Trời. Nó phân rã theo sơ đồ đo tuổi phóng xạ I-Xe cơ bản, bao trùm 50 triệu năm của sự tiến hóa của hệ Mặt Trời.

Cảnh báo[sửa | sửa mã nguồn]

Iốt khi tiếp xúc trực tiếp với da có thể gây thương tổn, do đó cần phải cẩn thận khi thao tác với nguyên tố hóa học này. Hơi iốt có thể gây khó chịu cho mắt và các màng nhầy. Đối với các tiếp xúc kéo dài khoảng 8 tiếng đồng hồ, mật độ iốt trong không khí không được vượt quá 1 miligam/mét khối, lấy trung bình theo thời gian.

Dinh dưỡng[sửa | sửa mã nguồn]

Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ khuyến cáo (21 CFR 101.9 (c)(8)(iv)) cả nam và nữ nên tiêu thụ khoảng 150 microgam iốt mỗi ngày.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

(tiếng Anh)

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Một số hợp chất[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

(tiếng Anh)