Iod là gì? Iod (I) hóa trị mấy? Có rất nhiều em đã gửi thắc mắc về nguyên tố Iod trong bảng tuần hoàn hóa học. Bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá và tìm hiểu về nguyên tố I-ốt, với những kiến thức bổ ích và hấp dẫn nhất. Hãy bắt đầu để tìm hiểu thêm về Iod và củng cố kiến thức của chúng ta!
Iod là gì?
Iod, hay Iodine, là một nguyên tố hóa học có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp Iodes, nghĩa là “tím”. Trong tiếng Việt, chúng ta thường gọi nguyên tố này là I-ốt, với ký hiệu hóa học là I. Trên bảng tuần hoàn hóa học, Iod có số hiệu nguyên tử là 53, thuộc nhóm VIIA, chu kỳ 5 với khối lượng nguyên tử là 126,9 đvC.
Iod là gì?
Iod là một nguyên tố vi lượng quan trọng đối với sự sống của nhiều loài sinh vật. Mặc dù nằm trong nhóm các nguyên tố Halogen, Iod hoạt động ít hơn so với những nguyên tố khác trong nhóm này. Nó có độ âm điện thấp, khoảng 2.66 theo thang đo Pauling.
Iod được sử dụng rộng rãi trong ứng dụng y tế, bao gồm điều trị các rối loạn tuyến giáp và là thành phần chính của các chất tẩy khử và chất diệt khuẩn. Ngoài ra, Iod (I) cũng được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, sản xuất chất tẩy, phân bón và các hợp chất hữu cơ.
Iod (I) hóa trị mấy?
Với số hiệu nguyên tử là 53, I-ốt có cấu hình electron là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p5. Vì lớp ngoài cùng có 5 electron, Iod có xu hướng nhận thêm 1 electron trong hợp chất, do đó Iod (I) thường có hóa trị phổ biến nhất là -1. Tuy nhiên, Iod cũng có thể có các hóa trị khác như +1, +3, +5 và +7 trong một số hợp chất của nó.
Cấu hình electron của I-ốt
I-ốt có mấy đồng vị?
I-ốt là nguyên tố có đến 37 đồng vị, trong đó:
- Chỉ có đồng vị I127 là bền.
- Đồng vị I131 là đồng vị phóng xạ, được sử dụng trong điều trị ung thư và các bệnh liên quan đến tuyến giáp.
- Đồng vị I123 cũng là đồng vị phóng xạ, được sử dụng trong việc chụp ảnh tuyến giáp và đánh giá trị liệu đối với bệnh Grave.
- Đồng vị I129 có khả năng bán rã trong 15,7 triệu năm và có thể phá hủy hạt nhân Xe129 bằng tia vũ trụ khi đi vào khí quyển Trái Đất.
Việc xử lý nhiên liệu hạt nhân và thử nghiệm vũ khí hạt nhân đã tạo ra lượng lớn I129, vượt trội so với tự nhiên. Đồng vị này được sử dụng trong nghiên cứu về mưa sau vụ tai nạn Chernobyl và có thể phát hiện chất thải hạt nhân trong mạch nước ngầm. Tiếp xúc với I129 có thể gây nguy cơ ung thư tuyến giáp, và người sống gần các khu vực phản ứng phân hạch thường được khuyến cáo sử dụng viên Iod (I) để ngăn ngừa hấp thụ I129.
Lịch sử phát hiện và nghiên cứu về nguyên tố Iod
Iod được khám phá bởi Barnard Courtois vào năm 1811. Courtois là con trai của một nhà sản xuất Kali Nitrat, một chất được sử dụng trong thuốc súng. Trong quá trình sản xuất Kali Nitrat từ rong biển, Courtois phát hiện ra một chất khí màu tím. Ông nhận thấy chất khí này kết tinh thành tinh thể màu sẫm trên các bề mặt lạnh. Courtois đã chia sẻ mẫu tinh thể này với các nhà khoa học khác để tiếp tục nghiên cứu.
Charles Bernard Desormes và Nicolas Clément cũng tham gia nghiên cứu với mẫu tinh thể của Courtois. Họ thông báo về phát hiện này vào ngày 29 tháng 11 năm 1813. Sau đó, Joseph Louis Gay-Lussac và André-Marie Ampère cũng tham gia vào nghiên cứu. Gay-Lussac đề xuất rằng mẫu vật có thể là một nguyên tố hóa học mới hoặc một hợp chất oxy. Ampère đưa mẫu vật cho Humphry Davy, người tiến hành thí nghiệm và nhận ra sự tương tự của iod với clo.
Humphry Davy đã gửi thông điệp cho Hội Hoàng gia Luân Đôn vào ngày 10 tháng 12 để thông báo về việc phát hiện nguyên tố mới này. Một cuộc tranh cãi đã nổi lên về việc ai đã tìm ra iod trước tiên, nhưng cuối cùng Davy và Gay-Lussac đồng ý rằng Barnard Courtois là người đầu tiên đã phân lập nguyên tố iod này.
Trạng thái tự nhiên của Iod (I)
So với các halogen khác, Iod tồn tại rất ít trong vỏ trái đất. Điều này là do I-ốt thường bị hòa tan trong nước biển và không tạo thành khoáng chất phổ biến như các nguyên tố khác.
Trạng thái tự nhiên của Iod (I)
- Nước biển: Trong tự nhiên, Iod tồn tại dưới dạng hợp chất, chủ yếu là các muối Natri và Kali. Nước biển là nguồn chính của I-ốt, và nồng độ Iod trong nước biển có thể thay đổi tùy thuộc vào khu vực địa lý.
- Rong biển: Một số loài rong biển có khả năng hấp thụ Iod từ môi trường xung quanh. Do đó, I-ốt cũng có thể được tìm thấy trong một số hợp chất của rong biển.
- Tuyến giáp: I-ốt có xuất hiện đáng chú ý trong tuyến giáp của con người. Mặc dù chỉ có lượng rất ít I-ốt trong tuyến giáp, nhưng nó lại rất quan trọng. Thiếu I-ốt có thể gây ra bệnh bướu cổ, tình trạng khi tuyến giáp phát triển quá mức để bù đắp sự thiếu hụt Iod.
Các tính chất vật lý và hóa học của I-ốt
Các tính chất vật lý của I-ốt gồm:
- Trạng thái vật chất: I-ốt tồn tại dưới dạng chất rắn.
- Màu sắc: I-ốt có màu tím đen khi ở dạng chất rắn.
- Điểm nóng chảy: Điểm nóng chảy của I-ốt là khoảng 113,7°C (236,7°F). Ở nhiệt độ này, chất rắn I-ốt chuyển sang trạng thái lỏng.
- Điểm sôi: Điểm sôi của I-ốt là khoảng 184,3°C (363,7°F). Ở nhiệt độ này, chất lỏng I-ốt chuyển sang trạng thái hơi.
- Khối lượng riêng: Khối lượng của I-ốt là khoảng 4,93 g/cm3. Điều này có nghĩa là một khối lượng nhất định của I-ốt sẽ chiếm một thể tích nhất định trong không gian.
- Hiện tượng thăng hoa: Khi đun nóng ở nhiệt độ cao, I-ốt không nóng chảy mà chuyển trực tiếp thành hơi màu tím. Khi làm lạnh, hơi Iod lại chuyển sang dạng tinh thể mà không chuyển qua trạng thái lỏng.
- Khả năng hòa tan: Iod ít hòa tan trong nước, nhưng lại tan rất nhiều trong các dung môi hữu cơ như benzen, xăng, rượu,…
Các tính chất vật lý của I-ốt
Các tính chất hóa học của Iod bao gồm:
- Tác dụng với kim loại: I-ốt có khả năng oxi hóa nhiều kim loại ở điều kiện nhiệt độ cao hoặc có chất xúc tác tham gia phản ứng.
- Tác dụng với khí Hidro: I-ốt có thể oxi hóa khí Hidro ở điều kiện nhiệt độ cao và có chất xúc tác. Phản ứng hóa học sinh ra khí Hidro Iotua không bền. Đây là một phản ứng hóa học thuận nghịch.
- Tác dụng với Clo và Brom: I-ốt có tính oxi hóa yếu hơn Clo và Brom, nên có thể thế chỗ Iod trong một số hợp chất.
- Tính khử của axit HI: HI là một axit khử mạnh, có thể khử được axit H2SO4 đặc và các hợp chất khác.
Cách điều chế I-ốt
Iod được điều chế từ nguyên liệu rong biển trong công nghiệp. Ngoài ra, người ta còn thu Iod tinh khiết bằng cách cho KI tác dụng với Đồng (II) Sunfat.
Cách điều chế I-ốt
Cũng có một số phương pháp khác để tách Iod (I) ra khỏi hợp chất. Các loài thực vật, ví dụ như rong biển, có khả năng hấp thụ Iod từ môi trường xung quanh và tập trung nó trong cơ thể. Điều này giúp giảm giá thành của việc điều chế Iod (I) tự nhiên.
Để thu Iod (I) tinh khiết, người ta cho dung dịch NaI tác dụng với chất oxi hóa mạnh hơn, chẳng hạn như Clo. Khi đó, Clo sẽ thế chỗ Iod trong hợp chất NaI để tách Iod ra.
Các ứng dụng của Iod (I) hiện nay
Các ứng dụng của Iod (I) trong đời sống và sản xuất hiện nay rất đa dạng:
Các ứng dụng của Iod (I) hiện nay
- Dinh dưỡng: Iod là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho sức khỏe con người. Thiếu Iod có thể dẫn đến các tác hại như bệnh bướu cổ và thiểu năng trí tuệ. Sử dụng muối Iod là một cách phòng ngừa hiệu quả cho tình trạng thiếu iod.
- Tuyến giáp: Iod là thành phần cần thiết để tạo ra Hormone tuyến giáp Thyroxine và triiodothyronine. Những Hormone này đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều chỉnh chức năng của cơ thể.
- Khử trùng: Dung dịch iod được sử dụng để khử trùng vết thương và bề mặt chứa nước uống trong tủ thuốc gia đình.
- Ứng dụng hóa hữu cơ và y khoa: Hợp chất Iod có thể được sử dụng trong các ứng dụng hóa hữu cơ và y khoa như chất nhuộm, chất chống nhiễm khuẩn, và thuốc.
- Nhiếp ảnh: Muối Iodide bạc (AgI) được sử dụng trong quá trình chụp ảnh để tạo ra hạt bạc phản ứng với ánh sáng và tạo nên hình ảnh.
- Điều trị phóng xạ: Muối Iodide Kali (KI) có thể được sử dụng để điều trị bệnh nhân bị ảnh hưởng của phản ứng phân hạch hạt nhân.
- Công nghệ đèn: Vonfram Iodide được sử dụng để làm ổn định dây tóc của bóng đèn đèn tóc.
- Y khoa hạt nhân: Iod-123 và Iod-131 được sử dụng trong y khoa để tạo ảnh và xét nghiệm hoạt động của tuyến giáp và điều trị các bệnh liên quan đến tuyến giáp.
- Tính độc: Iod nguyên chất có tính độc đối với tất cả các sinh vật.
Một số lưu ý khi sử dụng Iod
Cần lưu ý một số điều khi sử dụng Iod (I):
Một số lưu ý khi sử dụng Iod
- Da tiếp xúc trực tiếp với Iod: Iod có thể gây tổn thương cho da nếu tiếp xúc trực tiếp trong thời gian dài. Do đó, khi làm việc với iod, cần đảm bảo sử dụng thiết bị bảo hộ như găng tay, áo choàng và kính bảo hộ để tránh tiếp xúc trực tiếp với da.
- Mắt và màng nhầy tiếp xúc với Iod: Hơi iod có thể gây khó chịu và kích thích mắt và màng nhầy. Nếu tiếp xúc với hơi iod, cần tiếp tục rửa mắt với nước sạch trong ít nhất 15 phút và tìm kiếm sự chăm sóc y tế nếu cần thiết.
- Mật độ Iod trong không khí cao: Mật độ Iod trong không khí nên được kiểm soát để đảm bảo an toàn. Trong một khoảng thời gian tiếp xúc kéo dài khoảng 8 giờ, mật độ Iod trong không khí không nên vượt quá 1 mm/m3, tính trung bình theo thời gian.
- Tuân thủ quy định an toàn: Khi làm việc với Iod, cần tuân thủ các quy định và hướng dẫn an toàn được thiết lập bởi các tổ chức và cơ quan liên quan. Điều này bao gồm việc sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân, lưu trữ và vận chuyển Iod theo quy định, và hạn chế tiếp xúc không cần thiết với nguyên tố này.
Tổng kết, bài viết trên đã cung cấp mọi kiến thức quan trọng và có liên quan đến Iod (I). Chúng ta đã tìm hiểu về Iod là gì, tính chất vật lý và hóa học của nó, cũng như ứng dụng và cảnh báo khi sử dụng Iod. Hi vọng rằng mọi người đã có thêm kiến thức sâu sắc về nguyên tố này và hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của nó trong đời sống của chúng ta.
