碘

碘是继氯之后被发现的第二个卤族元素，单质碘是元素周期表第Ⅶ主族元素，属非金属元素，符号Ⅰ。原子序数为53，原子量为126.9044，其放射性核素有123碘、125碘、131碘等，电子组态为2，8，18，18，7，相对密度为4.93，熔点为113.5℃，沸点为184℃。化合物中碘常见的氧化态为-Ⅰ (碘化物)，+Ⅴ (碘酸盐)，+Ⅶ(高碘酸盐)。碘为紫黑色闪亮晶体，能缓慢升华，气态碘显紫色，有刺激性气味，有毒!

1811年法国化学家B.库尔特瓦发现从焙烧海草中提取碳酸钾后，往剩余的母液中加入硫酸加热时有蓝紫色蒸气，冷凝为灿烂的片状结晶，阐明了碘的物理性质。后经H.戴维和J.L.盖吕萨克研究，给予肯定是新元素，J.L.盖吕萨克将它命名为iodine，来源于希腊文ioeides，原意为“紫色的”。碘在地壳中含量为3×10-5%。海水中含少量碘离子I-，1t海水中含50mg，海藻中常含有很多碘，但主要来源于智利硝石，碘以NaIO3，Ca(IO3)2形式存在。碘具有金属的特征，已知有磷酸碘、高氯酸碘、醋酸碘等盐，电解醋酸碘溶液时，碘在阴极上析出，证明碘带正电荷。
碘易溶于有机溶剂，在不同极性溶剂内始终为双原子分子，如在四氯化碳、三氯甲烷和乙烷内，溶液颜色为紫色与气态碘相同，若溶于极性较高的溶剂，如水内，则显淡棕色，在乙醇内，溶解较多显棕色。溶液颜色不同，是由于溶剂分子以配位键与碘结合发生溶剂化作用的结果。在非极性溶剂或低极性溶剂内，不发生溶剂化作用，故溶液颜色与碘蒸气相同。碘微溶于水，但很快发生水解，溶液显弱酸性，有碱存在时可促使水解，由于次碘酸盐很不稳定，又歧化分解为碘酸盐和碘化物。
以上信息由Chemicalbook的晓楠编辑整理。 碘不能直接与碳、氮或氧化合; 与臭氧反应生成氧化物; 与氟、氯、溴等反应，分别生成氟化物、氯化物及溴化物，与氨反应生成爆炸性的三碘化氮; 在有水分存在时，与磷反应生成三碘化磷及四碘化二磷; 与铂只能在高温下反应; 与锆反应生成挥发性的四碘化锆; 与其他多种金属可在常温反应，形成不挥发碘化物。碘在酸性溶液中是氧化剂，可氧化亚硫酸盐、重亚硫酸盐、硫代硫酸盐、亚砷酸盐、亚锡酸盐为硫酸盐、连四硫酸盐、砷酸盐及锡酸盐。强氧化剂可使碘氧化成碘酸或碘酸盐。碘与二氧化硫在无水甲醇与吡啶的混合液中不反应，但如有水分存在，二氧化硫即被氧化为硫酸，碘被还原为碘化氢。碘遇淀粉显蓝色。与饱和烃作用，在有氧化铅或碘酸存在时，碘可取代其中的氢; 与不饱和烃作用，可在双键处加成，形成多碘化物。
在水溶液中，碘的氧化性比氯和溴弱得多，只有强还原剂氢硫酸和硫代硫酸钠才能将它还原成碘离子：(1) I2+H2S=S+2HI (2) I2+2S2O2-3＝S4O2-6+2I-，后一反应在分析化学中可用来定量碘，是碘量法的基础。在水溶液中，氯能将碘氧化为碘酸，在碱性溶液中，过量氯可将碘氧化为高碘酸盐。浓硝酸也能将碘氧化成碘酸。除贵金属外，碘可与所有金属化合成碘化物，与非金属化合成共价型碘化物，与其他卤素作用，生成卤素互化物，如溴化碘、氯化碘、氟化碘等。碘离子为强还原剂，易给出一个电子。碘离子无色，但空气中的氧能将碘离子氧化成游离的碘，而使碘化物溶液略带棕色。单质碘遇淀粉生成蓝色物质，这是定性鉴定碘的特效方法，蓝色是淀粉与碘形成的配合物所致，其中 (I3—I2) 长链阴离子外部围绕直链淀粉螺旋形物。自然界存在的唯一碘同位素就是稳定的碘-127，其放射性同位素是碘-131，医学上用它治疗甲状线癌，还可用来标记许多化合物，供诊断体内或体外疾病用。 碘在自然界分布广泛，以化合物形式存在。岩石、土壤、水、动植物和空气中都含有微量碘。但除海水外，碘在自然界的分布极不平衡。
环境中的碘以化合物形式存在，碘的化合物大都溶于水而随水的流动而转移。降水的冲刷淋滤作用带走土壤中的碘并流进江、河、湖，最终汇入大海，所以，海水含碘最为丰富和稳定，碘浓度为50 ～60μg/L，有“碘库”之称。由于蒸发作用，海水中的一部分碘进入空气，每年约有40万t碘进入大气。这些碘以雨(雪)水形式降至陆地上，这就是碘在自然界的循环。
火山岩土壤含碘量高达到9.0mg/kg，地质倾斜角度较大的地区、内陆地区和经冰水冲刷后形成的土壤中含碘量低，沿海地区和岛屿上的土壤内含碘量高。生物从大自然中获取碘，经浓集后的碘浓度一般要高于自然环境中的碘浓度。 碘是人体必须的微量元素之一，是维持人体正常新陈代谢所不可缺少的物质，成人体内约含有20～50mg，分布在肌肉、甲状腺、皮肤、骨骼、中枢神经系统及血浆中。碘是合成甲状腺激素的主要原料，甲状腺组织含碘占体内总碘量的20%左右(约8mg)，碘在体内用于合成甲状腺分泌的含碘激素(即甲状腺素)，因此碘的生理功能是通过甲状腺素的作用体现出来的。甲状腺素可活化100多种酶，促进蛋白质合成，促进生长发育和智力的发展，维持正常精神状态、新陈代谢、身体形态等等。人体缺碘时，甲状腺呈代偿性肥大，可引起地方性甲状腺肿大；胎儿期缺碘可引起呆小病，故孕妇应适当补充碘，多吃海产品，如海带、紫菜等。目前我国推广食盐中加碘，加入量控制在1:20000至1:50000之间，以预防缺碘疾病；患者甲状腺缺碘性肿大者可口服碘制剂；甲状腺危象时用碘剂治疗可迅速改善症状；甲状腺机能亢进手术时，术前可适当应用；碘制剂亦可用于治疗某些眼病，促进渗出物吸收等；亦可制成造影剂，用于泌尿系统逆行造影及胆管造影;碘酒广用于皮肤消毒灭菌用；碘仿用于粘膜深在伤口的处理；碘苷具有抗病毒作用。总之，碘是人体及医药中十分重要的元素。但摄入碘过多亦可引起高碘性甲状腺肿大。中国营养学会1988年建议碘的每日供给量为成人150μg，孕妇加25μg，乳母加50μg。膳食中含碘量与土壤含碘量关系密切。一般高原地区的沙质土壤含碘很少;粘土地区不易透水，含碘量相对丰富。海水中含碘多，沿海地区土壤中含碘量亦高。富含碘的食品有海带、紫菜、淡菜等海产品。
甲状腺肿未必是日粮缺碘的反映。可能是由于存在着干扰甲状腺激素合成的称为促甲状腺肿的物质。如十字花科植物中的含硫化合物 (异硫氰酸酯)和其他来源的高氯酸盐会抑制甲状腺集中碘化物;硫脲和硫脲嘧啶因含有巯基(—SH)，干扰碘化物氧化成游离的元素碘而影响甲状腺激素的合成，都能造成类似缺碘的后果，但补充碘不能完全治愈此种甲状腺肿。 碘在生物界的循环经历了三个过程：植物从土壤和水摄取碘，故植物的碘含量一般高于外环境，这是碘的一级浓集;动物吃了植物，使动物体的碘含量高于植物，这是碘的二级浓集;人再进食动物和植物，这是碘的三级浓集。食物碘含量的高低一般遵循以下原则。
海产品的碘含量大于陆地食物：鉴于大海是自然界的碘库，故海洋生物内的含碘量很高。含碘最高的食物为海产品，如：海带、紫菜、鲜海鱼、蚶干、蛤干、干贝、淡菜、海参、海蜇、龙虾等;海带含碘量最高，干海带中可达到240mg/kg以上;其次为海贝类及鲜海鱼(800μg/kg左右)。但是，盐中含碘量极微，越是精制盐含碘越少，海盐中的含碘量低于5mg/kg，若每人每日摄入10g盐，则只能获得低于50μg的碘，远不能满足预防碘缺乏病的需要。
动物性食物的碘含量大于植物性食物：陆地食品则以蛋、奶含碘量较高(40～90μg/kg)，其次为肉类，淡水鱼的含碘量低于肉类。植物的含碘量是最低的，特别是水果和蔬菜。
参考资料：中国营养学会 编著;中国达能营养中心 协编.中国居民膳食营养素参考摄入量. 人体碘的来源如下：80%～90%来自食物，10%～20%来自饮水，不足5%的碘来自空气。消化道、皮肤、呼吸道、黏膜均可吸收碘。食物中的碘有两种形式：无机碘和有机碘。无机碘(碘化物)在胃和小肠几乎100%被吸收。有机碘在消化道被消化、脱碘后，以无机碘形式被吸收。与氨基酸结合的碘可直接被吸收。很少量的小分子有机碘可以被直接吸收入血，但绝大多数在肝脏脱碘。只有同脂肪酸相结合的有机碘可不经肝脏，而由乳糜管吸收而进入体液。胃肠道内的钙、氟、镁阻碍碘的吸收，在碘缺乏的条件下尤为显著。人体蛋白质与能量不足时，会妨碍胃肠内的碘吸收。
在碘供应稳定和充足的条件下，人体排出的碘几乎等于摄入的碘。肾脏是碘排出的主要途径，尿碘来自血碘，占碘总排出量的80%以上(其中90%以上为无机碘，10%以下为有机碘)。粪中的碘主要是未被吸收的有机碘，占总排出量的10%左右。肺及皮肤排出的碘少，但大量出汗时可达到总排出量的30%。妇女的乳腺从血浆中浓集的碘随乳汁排出，哺乳妇女每日可因哺乳至少丧失30μg的碘，随着婴儿的生长和泌乳量的增加，通过乳腺丢失的碘量也会大大增多，这可能是哺乳妇女易发生甲状腺肿的一个原因。 碘有强大的杀菌作用，可杀灭细菌芽孢、真菌、病毒、原虫。碘主要以分子(I2)形式发挥杀菌作用，其原理主要是碘化和氧化菌体蛋白的活性基团，并与蛋白的氨基结合而导致蛋白质变性和抑制菌体的代谢酶系统。
碘在水中的溶解度很小，但在有碘化物存在时，因形成可溶性的三碘化合物，其溶解度增高数百倍，又能降低其挥发性。据此，在配制碘溶液时，常加适量的碘化钾，以促进碘在水中的溶解。在碘水溶液中具有杀菌作用的成分为元素碘(I2)、三碘化物的离子(I3-)和次碘酸(HIO)，其中HIO的量较少，但杀菌作用最强;I2次之;解离的I3-的杀菌作用极微弱。
在酸性条件下，游离碘增多，杀菌作用较强；在碱性条件下，反之。
碘酊是常用最有效的皮肤消毒药。一般皮肤消毒用2%碘酊，手术部位消毒用5%碘酊。由于碘对组织有较强的刺激性，其强度与浓度成正比，故碘酊涂抹皮肤待稍干后，宜用75%乙醇擦去，以免引起发疱、脱皮和皮炎。碘甘油刺激性较小，用于黏膜表面消毒。2%碘溶液不含乙醇，适用于皮肤浅表破损和创面，以防止细菌感染。在紧急情况下用于饮水消毒，每升水中加入2%碘酊5～6滴，15分钟后可供饮用，水无不良气味，且水中各种致病菌、原虫和其他生物可被杀死。 碘蒸气强烈刺激眼睛、皮肤和呼吸器官，长时间接触碘或吸入碘蒸气，可引起咳嗽、流鼻涕、流泪、发烧、头痛、结膜炎、腮腺肿大、支气管炎、鼻炎、复视、皮肤红斑、皮肤黏膜出现水泡。重者则发生呕吐、腹泻、尿中出现蛋白和血红蛋白。
碘蒸气中毒时，应立即离开现场，到室外呼吸新鲜空气，吸入5%硫代硫酸钠或2%碳酸氢钠溶液；再用2％碳酸氢钠溶液洗涤鼻、口、喉部；眼痛时，可用水冲洗，并滴入2～3滴盐酸可卡因。碘溅到皮肤上，立即用硫代硫酸钠溶液洗除；经过口腔中毒时，应迅速饮服淀粉糊、牛乳、牛奶、鸡蛋或稀硫代硫酸钠水溶液。
空气中碘的最高容许浓度为1 mg/m³。
生产设备要求密闭，生产环境要通风良好，在工作时必须穿戴密闭防护眼镜，长统胶靴、乳胶手套、防毒面具及工作服。 碘蒸气强烈刺激眼睛、皮肤和呼吸器官，长时间接触碘或吸入碘蒸气，可引起咳嗽、流鼻涕。流泪、发烧、头痛、结膜炎、腮腺肿大、支气管炎、鼻炎、复视、皮肤红斑，皮肤黏膜出现水泡。重者则发生呕吐、腹泻、尿中出现蛋白和血红蛋白。
碘蒸气中毒时，应立即离开现场，到室外呼吸新鲜空气，吸入5%硫代硫酸钠或2%碳酸氢钠溶液；再用2%碳酸氢钠溶液洗涤鼻、口、喉部；眼痛时，可用纯水洗涤，并滴入2～3滴盐酸可卡因。碘溅到皮肤上时，应立即用硫代硫酸钠溶液洗除；经过口腔中毒时，应迅速饮服淀粉糊、牛乳、牛奶、鸡蛋或稀硫代硫酸钠水溶液。
空气中碘的最高容许浓度为l mg/m³。生产设备要求密闭，生产环境要通风良好。工人在工作时必须穿戴密闭防护眼镜、长统胶靴、橡皮围裙、乳胶手套、防毒面具及工作服。 带有金属光泽的紫黑色鳞晶或片晶。性脆，蒸气呈紫色。具有特殊刺激臭。 微溶于水，溶解度随温度升高而增加；难溶于硫酸；易溶于有机溶剂；碘也易溶于氯化物、溴化物；更易溶于碘化物溶液；可溶解硫、硒、铵和碱金属碘化物、铝、锡、钛等金属碘化物。 主要用于制造碘化物，也用于制备农药、饲料添加剂、染料、碘酒、试纸、药物等 电子工业用材料，用作高纯试剂。 是制造无机碘化物和有机碘化物的基本原料，主要用于医药卫生方面，用以制造各种碘制剂、杀菌剂、消毒剂、脱臭剂、镇痛剂和放射性物质的解毒剂。是制农药的原料，亦是家畜饲料添加剂。工业上用于合成染料、烟雾灭火剂、照相感光乳剂和切削油乳剂的抑菌剂。用于制造电子仪器的单晶棱镜、光学仪器的偏光镜、能透过红外线的玻璃。用于皮革和特种肥皂。在有机合成反应的甲基化、异构化和脱氢反应中，碘是良好的催化剂。还用作烷烃和烯烃的分离剂。用作松香、妥尔油及其他木材制品的稳定剂。也用作高纯度锆、钛、铪、硅和锗的提炼剂。 消毒、杀菌。 用于容量分析及比色分析 医药上主要用作消毒剂 标定硫代硫酸钠标准溶液,测定油脂的碘值,镁及乙酸盐的显色反应,制造碘烷及碘化物等。淀粉的比色测定。测定血清中非蛋白氮、淀粉酶。制备固紫和甲苯胺蓝碘溶液。催化剂。消毒剂。 主要用于制造碘化物，用于制造农药、饲料添加剂、染料、碘酒、试纸、药物等 用于配制当量溶剂、测定碘价、标定硫代硫酸钠溶液浓度，溶液可作消毒剂，照相制版中用于碘剂和减薄液配制 离子交换法将海带加13～15倍量的水浸泡两遍，浸泡液含碘量达0.5～0.55 g/L。因浸泡液含有大量褐藻糖胶和其他杂质，需加碱除去，加入36%～40%液碱，经充分搅拌，使Ph为12，澄清8h以上。上部清液送至酸化槽，加入盐酸调节Ph在1.5～2，然后送入氧化罐，通氯气进行氧化使碘游离，通过717^#离子交换树脂吸附，加入亚硫酸钠解吸，把得到含碘解吸液加入氯酸钾、硫酸后使碘析出，将粗碘加热至150℃以上，加入浓硫酸进行熔融精制，经冷却结晶、粉碎，制得碘成品。其
2I-+Cl2→12+2Cl-SO32-+I2+H2O→SO42-+2H++2I-C1O3-+6I-+6H^+>→3I2+3H2O+Cl-> 通过离子交换柱的废碘水用以提取甘露醇。
空气吹出法将含碘制盐母液加入盐酸进行酸化，控制Ph在1～2，经预热至40℃左右，送入氧化器，同时通入适量氯气，使料液中的碘离子氧化为碘分子，将此氧化液送至吹出塔，从上部均匀淋下，从吹出塔下部通人预热至40℃的空气，将碘吹出，含碘空气进入吸收塔，由塔上部喷淋下的二氧化硫水溶液吸收，并被还原生成氢碘酸。当吸收液浓度达到含碘约150 g/L时，即送人碘析器，在不断搅动下，缓慢通入氯气，使碘游离沉淀，经过滤、加入浓硫酸熔融精制，冷却结晶、粉碎，制得碘成品。其
2I-+C12→I2+2CI-I2+SO2+2H2O→2HI+H2SO42HI+C12→12+2HCl 以工业碘为原料，经重结晶提纯精制而成，制得高纯碘纯度为99.5%。 易燃液体 低毒 口服-大鼠 LD50: 14000毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: 22000 毫克/公斤 水溶液有腐蚀性 与还原剂反应; 高温产生有毒烟雾； 燃烧产生有毒碘化物烟雾 库房通风低温干燥; 与氧化剂分开储运 水、砂土 TWA 1 毫克/立方米; STEL 2 毫克/立方米

毒性较低，一般对人体无害。 对症治疗。 [1]制剂用于防治苹果树腐烂病，使用时将腐烂病斑刮净并刮出好皮1-2公分用毛刷涂抹，间隔2-5天再涂抹一次。 [2]贮存于密封闭光处。