Кто не знает, что такое иод? Все знают! Почти каждый в детстве страдал «асфальтовой болезнью» и время от времени носил «боевую раскраску индейца» – бурые пятна иода на ссадинах и царапинах. Все знают, что «йод» – это бурая жидкость.
И все они неправы! Во-первых, иод – это не жидкость, во-вторых – не бурая. Иод представляет собой темно-серые, слегка блестящие кристаллы.
Более того, при атмосферном давлении он вообще не бывает жидкостью! Когда мы нагреваем иод, он легко превращается в пар интенсивно-фиолетового цвета. Настолько легко, что кристаллы иода часто имеют фиолетовый отлив за счет частичного образования пара. Кстати, именно за этот цвет иод был назван иодом (от греческого «фиолетовый»).
Возгонка иода
Сильный нагрев для превращения иода в пар не нужен, достаточно горячей воды или спички.
Однако следует помнить, что нагревать иод в открытом сосуде опасно! Иод – галоген, аналог хлора, и последствия от вдыхания его паров почти такие же печальные, как от вдыхания хлора (кстати, пахнут они практически одинаково). И используется он в медицине как раз потому, что ядовит, причем для бактерий больше, чем для людей. Поэтому посуду, в которой проводится опыт, обязательно закрывают часовым стеклом, колбочкой или чашечкой с холодной водой.
Превращение твердого вещества в пар без образования жидкости называется сублимацией или возгонкой. Пары иода очень интенсивно окрашены, и не случайно иод – любимое вещество для демонстрации возгонки. В этом же опыте можно наглядно убедиться, что пары иода существенно тяжелее воздуха (почти в 9 раз!). Они клубятся в нижней части сосуда и только потом, как бы с неохотой, заполняют его полностью.
Возгонка иода (видео)
Как только пары иода соприкасаются с холодной поверхностью, они столь же легко превращаются обратно в кристаллы. Когда крышка сосуда остынет, мы можем ее снять и увидеть, что она покрыта блестящими кристаллами.
Открытие иода
Любопытна история открытия иода. Французский химик Бернар Куртуа нашел его в 1811 г. в золе морских водорослей. Говорят, что это произошло так: у работавшего в лаборатории Куртуа на плече лежал кот, который, желая развлечься, прыгнул на стол и столкнул на пол стоявшие рядом сосуды. В одном из них находился спиртовой раствор золы морских водорослей, в которых содержится значительное количество соединений иода, а во втором – серная кислота. После смешения жидкостей произошла реакция, и появилось облако фиолетового пара.
Неизвестно, насколько правдив данный рассказ. Действительно ли в опыте поучаствовал кот? По мнению пользователей интернета, упоминание кота в истории прибавляет ей несколько баллов рейтинга. Так что можно и слукавить… Однако сам факт открытия Бернара Куртуа несомненен. А легенды неизбежно сопутствуют открытиям.
Растворимость иода
Почему аптечный иод – это спиртовой раствор, а не водный? Уж точно не потому, что некуда девать спирт. Просто в спирте иод растворяется гораздо лучше, чем в воде. Поскольку иод – вещество окрашенное, мы можем сравнить, где он лучше растворим, по интенсивности окраски раствора.
При нагревании растворимость иода в воде увеличивается (окраска усиливается!), но и близко не достигает растворимости в спирте.
Растворение иода в воде (видео)
Основываясь на различии растворимости, можно добыть кристаллический иод из аптечной настойки. Для этого надо сильно разбавить настойку водой. Выпавшие серые кристаллики можно собрать (только не руками! Желательно использовать пластиковую ложечку).
Почему же иод так плохо растворяется в воде? Двухатомная молекула иода симметрична, она не является диполем, как молекула воды. Неполярные и полярные молекулы плохо смешиваются между собой, это энергетически невыгодно. Спирт менее полярен, чем вода, и результат налицо: иод растворяется в нем хорошо. А в совсем неполярных жидкостях – например, в бензине – растворимость иода будет еще лучше.
Попробуйте поиграться, растворяя кристаллы иода в разных жидкостях. Проделав несколько экспериментов, вы подметите закономерность: в совсем неполярных растворителях (четыреххлористый углерод, изооктан) иод такой же фиолетовый, как в парах, а растворы в малополярных жидкостях (спирте, ацетоне) имеют бурые оттенки. Окраска меняется на бурую оттого, что диполи растворителя пытаются взаимодействовать с молекулой иода и слегка деформируют ее.
Экстракция иода ксилолом (видео). В ролике к раствору иода в воде добавляют неполярный растворитель, не смешивающийся с водой – ксилол. Иод переходит в ксилол, что хорошо видно по интенсивности окраски. Переход вещества из одного растворителя в другой, где оно растворимо лучше, называется экстракцией.
Иод – неметалл
Являясь неметаллом, иод прекрасно реагирует с металлами. Именно поэтому нельзя собирать кристаллики иода металлической ложкой. Впрочем, если вы хотите посмотреть, что произойдет – вперед (ничего страшного, но ложка испортится).
Можно провести реакцию иода с порошком алюминия. Перед этим придется потрудиться и с помощью напильника добыть небольшое количество порошка (он должен быть свежим!). На кафельной плитке смешиваем иод с алюминием и добавляем каплю воды.
Реакция иода с алюминием (видео)
И или Й?
И напоследок – пара слов об одном заблуждении. В медицине, биологии и быту данное вещество обычно называют йодом, в соответствии со старым вариантом названия. Однако это неправильно! Сейчас этот элемент и простое вещество носит наименование «иод» – именно так его следует называть химикам и претендующим на близость к оным. В 1950-х гг. Международный союз общей и прикладной химии (IUPAC) изменил название элемента, а также его символ с J на I.
Если вам было интересно – ставьте плюсик. Пишите в комментариях, о чем еще рассказать.
Другие публикации:
про сахар
про соль
про воду
про соду
про газ
про кислород
про крахмал
про ртуть
про алюминий
