Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
ИОД И ЕГО СОЛИ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
IO |
50 |
0,02 |
S3 I |
Ю |
Иод — серовато-черные кристаллы с металлическим блеском плотностью 4,93 г/см3. Плавится он при 113,6° и кипит при 184,4°. Теплоемкость кристаллов
W
0,05058+4,688 • 10"в/ кал/г (25— —113°), жидкости 0,0756 кал/г (113,6—184°) и пара 0,0350 Кал/г (25—1200°). Теплота плавления 14,85 кал/г (113,6°). Теплота парообразования 56,9 кал/г Цри 113,6° и 39,3 кал/г при 184,4°.
Давление пара иода при 25° 0,31 мм рт. ст. и при 113,6° 90,5 мм рт. ст. Он легко возгоняется; пары имеют фиолетовый цвет. При конденсации паров на холодной поверхности образуются кристаллы. Растворимость иода в 1000 г воды при 20° 0,28 г, 50° —0,71 г и 100° —4,5 г. В присутствии сульфатов растворимость иода уменьшается, а в присутствии
I", Вг-, С1~ — увеличивается вследствие образования комплексных полигалогеновых ионов:
R+Ij-IJ, IJ + Ij-IJ, Br-+I2 = BrI"
И т. п. Это сильно влияет на коэффициент распределения иода между газовой и жидкой фазами (рис. 71), что существенно для
Извлечения иода из растворов воздушной десорбцией1-4. Лучше, чем в воде, иод растворяется в этиловом спирте, эфире, хлороформе, сероуглероде, тетрахлорметане, дихлорэтане, керосине и других органических жидкостях, образуя окрашенные растворы.
Растворение иода в воде сопровождается гидролизом: 12 + 4- НгО = Н+ + I" + НЮ, константа равновесия5 которого при 20°
-13 |
H2J |
3-10'
Образующаяся иодноватистая кислота неустойчива и при повышении температуры и под действием света легко перехо
70 |
50 К I 140 I К 30 |
20 |
40 |
Температура^ |
Рнс. 72. Растворимость Nal, NH4I, KI и КЮз в воде. |
Да |
Во |
Го |
Ю |
Во |
-го |
Дит в йодноватую кислоту: ЗНЮ = ЗН+ + 2Г + ю; (этот переход происходит легче, чем у аналогичных соединений хлора и брома). Поэтому суммарное уравнение гидролиза иода:
3I2 + ЗН20 = 6Н+ + 5 Г + IOJ
Его константа равновесия при 20° равна 6:
[Н+]6[г]5[Юз1 К■= . з1 3J = 2,45 • 1(Г48
L * 2 J
Крепкой азотной кислотой иод легко окисляется до 12Об при комнатной температуре. Пятиокись иода сильно гигроскопична и под действием влаги воздуха переходит в Н1308. При 280° I2Os необратимо разлагается на 12 и 02. (После продолжительного нагревания при 250° наблюдается незначительная сублимация
Йодноватая кислота при 100—130° разлагается с образованием HI3Os. Дальнейшее разложение HlgOs с образованием I2Os идет при 195—220° Ч Иод вызывает ожоги на коже, а его пары раздражают слизистые оболочки. Содержание иода в воздухе рабочих помещений не должно превышать 0,001 мг/л. Из неорганических соединений иода наибольшее значение имеют иодистые натрий, калий, аммоний и иодноватокислый ка - |
I2O5.)
Лий. Все эти соли образуют бесцветные кристаллы. Йодистый натрий Nal кристаллизуется в кубической системе с плотностью 3,67 г/см3; плавится при 65Г (по другим данным при 682°). Растворимость его в воде показана на рис. 72. NaI-2H20 кристаллизуется в моноклинной системе с плотностью 2,45 г/см3. Йодистый натрий сильно гигроскопичен. При длительном хранении кристаллы его окрашиваются в желтый цвет из-за выделения свободного иода. Йодистый калий KI и иодистый аммоний NH4I кристаллизуются только в безводной форме в кубической системе. Плотность KI 3,13 г/см3, плавится он при 723°; плотность NH4I 2,51 г/см3. Иодноватокислый калий КЮз образует безводные кристаллы кубической системы с плотностью 3,89 г/см3; плавится при 560°. При нагревании разлагается с выделением кислорода. Образует кислую соль КЮз-НЮз. Насыщенный водный раствор при
15° содержит 1,33% КЮ8-Н103. •
ПРИМЕНЕНИЕ
Иод применяют в медицине в виде йодной настойки (5 и 10% раствор в спирте) или раствора Лиголя (водный раствор иода, содержащий иодистый калий) и в виде солей и органических соединений (йодоформ, иодгност, сайодин, сергозин, иодол и др.).
Иод используют при синтезе органических красителей, при получении титана, при изготовлении некоторых металлов высокой степени чистоты (через иодиды). 70—75% иода перерабатывают в иодистые соли, применяющиеся, кроме медицины, в фотографии, лабораторной практике, в сельском хозяйстве и для иодирования поваренной соли. Мировое производство иода составляет ~4000 т/год7-11.
Согласно ГОСТ 545—71, технический иод 1- и 2-го сортов должен содержать соответственно не менее 99 и 97,5% иода и не более: 0,010 и 0,015% хлора и брома, 0,1 и 0,2% органических веществ и 0,05 и 0,15% золы. Иод упаковывают в полиэтилено-лавсановые мешки, помещаемые в картонные барабаны или деревянные бочки.
СЫРЬЕ
Иод широко распространенный в природе, но очень рассеянный элемент. Содержание его в земной коре составляет ЬЮ-4 вес.%. Минералы, содержащие иод, встречаются редко и в очень малых количествах. В рассеянном состоянии иод находится повсеместно. Содержание иода в горных породах и минералах колеблется от 1,7-Ю"5'до 1,2 • 10~4%, в природных водах от 3-10~5 до 150 мг/л И в воздухе 0,001—0,002 мг/м3. Наиболее богат иодом воздух приморских районов, так как в морской воде содержится 0,01— 0,04 мг/л иодидов или иодатов. Иод содержится во всех растительных и животных организмах, особенно в морских (некоторые губки содержат до 8,5% иода).
Сырьем для промышленного получения иода являются некоторые природные отложения селитры, морские водоросли и буровые воды нефтяных и газовых месторождений. Селитроносные породы, содержащие иод, находятся в северной части Южной Америки (Чили, Боливия, Перу). Содержание иода в них составляет от 0,05 до 1%. Из морских водорослей особенно богаты иодом ламинария, фукус и филлофора. В Китае эти водоросли выращивают специально для извлечения из них иода. Содержание иода в воз - душносухих водорослях 0,02—0,5%. Буровые воды нефтяных месторождений— основное сырье для получения иода в СССР, Японии, США и других странах. Содержание иода в них 10—60 мг/л (в отдельных случаях до 150 мг/л). Буровые воды, используемые для промышленного извлечения иода, имеют сложный солевой состав, различные соленость и термальный режим. Получение иода выгоднее производить из вод, богатых иодом, но все соображения, приведенные об извлечении брома, остаются в силе и для извлечения иода (стр. 209, 216).
Иод, попутно с бурой и другими компонентами, можно извлекать из сопочных грязей, содержащих 50—200 г/мъ иода,2.