Chemikalien-Lexikon "I"

Iod

Andere Bezeichnungen: Jod (Der Name kann mit Anfangsbuchstabe "J" laut Duden als herkömmliche Schreibweise beibehalten werden); lat.: Jodum; engl.: iodine; frz.: iode

Der Name stammt ursprünglich aus dem Griechischen, iodes ioeidhs (= wie Veilchen aussehend, dunkelblau)

I2 Molmasse 253,81 g/mol * Atommasse 126,9045 g/mol * Ordnungszahl 53

Dissoziationsenthalpie der I-I-Bindung: 36 kcal/mol, 25 °C

CAS-Nr. [7553-56-2] * EG-Nr. (EINECS): 231-442-4 * EG-Index-Nr.: 053-001-00-3

Natürliches Vorkommen:

Iod kommt gebunden im Meerwasser (50 mg/t) und einigen Mineralquellen (Bad Tölz, Bad Wiessee) vor; weiterhin in Form von Natriumiodat als Begleitstoff im Chilesalpeter (NaNO3) und angereichert in manchen Meeresalgen, Tangen (wie Ascophyllum nodosum), Schwämmen und Korallen. Iod spielt als Spurenelement eine wichtige Rolle zur Produktion der Schilddrüsenhormone. Dabei sind die Follikelzellen der Schilddrüse in der Lage, Iodid anzureichern und mit dem Enzym Peroxidase zu elementarem Iod zu oxidieren (sog. Iodisation).

In der Erdkruste gehört Iod zu den weniger häufigen Elementen. Der Anteil in der festen Erdkruste wird auf lediglich 3 x 10-7 geschätzt. Je kg Erdboden findet man durchschnittlich 3,5 mg Iod (bezogen auf die Trockenmasse).

Beschreibung, Eigenschaften:

Das zu den Halogenen (grch., "Salzbildner") gehörende Nichtmetall kommt in Form von metallisch glänzenden, tief schwarzvioletten bis schwarzgrauen rhombischen Tafeln, Prismen oder Blättchen vor. Iod hat einen typischen, stechenden Geruch und entwickelt beim Erwärmen violette, die Atemwege reizende Dämpfe. Es sublimiert bereits bei 20 °C merklich. Die Kristalle lösen sich in Wasser sehr schwer; ein Zusatz von Kaliumiodid erhöht die Löslichkeit dagegen erheblich (unter Bildung von Polyiodiden). 1 Teil Iod löst sich in etwa 9 Teilen Ethanol mit brauner bis rotbrauner Farbe. Jeweils 1 Teil Iod löst sich bei Raumtemperatur auch in ca. 5 Teilen Diethylether, 6 Teilen Benzen (mit roter Farbe), 30 Teilen Chloroform (mit schöner violetter Farbe), 50 Teilen Tetrachlormethan oder in 200 Teilen Glycerol. Geschmolzenes Iod ist braun gefärbt (Smp. 113,5 °C).

Iod ist als Halogen in der VII. Hauptgrupe des Periodensystems zu finden. Die Wertigkeit ist wie beim Fluor, Chlor und Brom meist -I, kann aber auch die Werte +I sowie +III bis +VII annehmen. Allerdings ist das Element deutlich weniger reaktionsfähig als die anderen Halogene, verbindet sich z.B. nicht so begierig mit Wasserstoff. Iodwasserstoff (I-H) zerfällt schon beim Erhitzen wieder in die Elemente.

Mit Elementen wie Phosphor, Schwefel, Antimon, Quecksilber oder Kalium reagiert Iod direkt unter Bildung der entsprechenden Iodide.

Verwendung:

Iod, meist verwendet in Form der Tinktur oder als Polyvidon-Iod (enthält das Iod in komplexer Bindung, mit dem Vorteil der besseren Haut- und Schleimhautverträglichkeit), ist ein wichtiges Antiseptikum. In Form der Iodide wird es dem Speisesalz zugesetzt, um einer Kropfbildung vorzubeugen.

Badekuren in Iodquellen wirken anregend auf die Verdauungsorgane und die Schilddrüsentätigkeit.

Als LUGOLsche Lösung (wäßrige Iod-Kaliumiodid-Lösung, Iodiodkalilösung) zur Gramfärbung und zum Stärkenachweis, mit Zusatz von Glycerol als mildes Desinfiziens und Fungizidum auf Schleimhäuten.

Versuch: Stärkenachweis mit LUGOLscher Lösung (=wäßrige Iod/Kaliumiodid-Lösung)

Man teigt etwa 1 g Stärke mit kaltem Wasser zu einer relativ dicken Paste an, bringt nebenbei 100 ml Wasser zum Sieden und gibt den Stärkebrei in das noch heiße, aber nicht mehr kochende Wasser. Dabei geht die Stärke kolloid und nahezu klar in Lösung. Die in der Hitze leichtbewegliche Mischung wird beim Abkühlen zu einem viskosen Stärkekleister. Verdünnt man 1 ml des Kleisters mit 100 ml Wasser und fügt zu einer Probe hiervon wenig LUGOLscher Lösung, so entsteht die tiefblaue Farbe der Iodstärke. Die Blaufärbung verschwindet beim Erhitzen, um beim Abkühlen wiederzukehren.

In der präparativen organischen Chemie dient das Element Iod z.B. als Schutzgruppe bei der Substitution an Aromaten. Manche für Halogene typische Reaktionen verlaufen mit Iod nur erschwert oder gar nicht. So wird Iod aufgrund der geringeren Reaktivität als Chlor und Brom nur an sehr reaktive Olefine (z.B. Styren, Allylalkohol) addiert.

Synthesegrundstoff für die Herstellung von Methyliodid (Iodmethan, CH3I) und anderen Iodalkanen, Vorschriften in: Org. Synth. Coll.Vol. II und Organikum. Hierbei entsteht aus Iod und Phosphor intermediär das Phosphortriiodid.

Ausgangsstoff für die Darstellung von Iodwasserstoffsäure, Iodsäure und Iodsäureanhydrid, Iodmonochlorid, Iodtrichlorid usw.

In der quantitativen Analyse zur Herstellung von Iod-Maßlösung (z.B. zur Bestimmung von Sulfiden, iodometrische Bestimmung des Gesamtpenicillins bei Penicillinsalzen) sowie zur Herstellung des Karl-Fischer-Reagenz zur Wasserbestimmung.

Vorschrift: Herstellung einer 0,1 N-Iod-Maßlösung für die Iodometrie

Man gibt 20 bis 25 g analysenreines, iodatfreies Kaliumiodid in einen Meßkolben von 1 L Inhalt, löst diese Menge in ca. 40 ml dest. Wasser (nicht mehr verwenden!) vollständig auf und fügt 12,7 bis 12,8 g Iodkristalle hinzu. Man vermischt den Kolbeninhalt durch Schütteln solange, bis die gesamte Iodmenge in Lösung gegangen ist (Würde man zu früh weiteres Wasser zugeben, so könnte es Probleme mit der Löslichkeit des Iods geben). Danach wird mit dest. Wasser bis zur Meßmarke aufgefüllt. Die zubereitete Maßlösung ist nur ungefähr 1-normal, für genaue Untersuchungen muß ihr Titer exakt bestimmt werden.

Einstellung einer 0,1 N-Iodlösung

40,00 ml der Iod-Maßlösung, mit einer Vollpipette genau gemessen, werden mit 30 ml Wasser verdünnt, mit 1,0 ml einer 3 N Salzsäure versetzt und mit 0,1 N Natriumthiosulfatlösung unter Zusatz von Stärkelösung als Indikator titriert.

a

Der Faktor F der Maßlösung ergibt sich zu:

__

40

A = Verbrauch der 0,1 N Natriumthiosulfatlösung (in Mililitern)

Genauer ist die Titerstellung mit Arsen(III)-oxid Urtitersubstanz:

0,100 g analysenreines Arsen(III)-oxid werden ohne Zeitverzug in ca. 10 ml einer 1 N-Natriumhydroxidlösung gelöst. Um in der alkalischen Lösung eine Oxidation zu Arsenat zu vermeiden (Luftsauerstoff!) , säuert man umgehend nach dem Auflösen des Arsentrioxids mit etwa 12 ml 1 N-Schwefelsäure an. Nun fügt man 2 g Natriumhydrogencarbonat p.a. (Natron) hinzu und verdünnt mit dest. Wasser auf ein Volumen von ca. 200 ml. Man titriert mit der einzustellenden 0,1 N Iodlösung unter stetem Rühren mit dem Magnetrührer gegen Stärkelösung als Indikator bis zur bleibenden Blaufärbung.

Identitätsprobe:

Zwar läßt sich freies Iod durch sein Aussehen und die Fähigkeit zur Sublimation (Entstehung violetter, charakteristisch riechender Dämpfe) in der Regel gut erkennen; doch ist die folgende Probe zur Absicherung empfehlenswert:

10 mg der Analysensubstanz (Bei Mischungen evtl. etwas mehr) werden mit 10 ml Wasser 5 Minuten lang gut geschüttelt und dann von Ungelösten abfiltriert. Zum Filtrat gibt man 0,10 ml einer 10%igen Kaliumiodidlösung. Fügt man der Mischung eine Stärkelösung zu, so tritt in der Kälte eine Blaufärbung auf, die beim Kochen verschwindet (Bildung einer Einschlußverbindung, die aber oberhalb 70° C zerstört wird). Sofern nicht zulange erhitzt wurde, kehrt die blaue Farbe beim Erkalten wieder zurück.

Iodide liefern mit Silbernitratlösung einen gelben Niederschlag von Silberiodid, der in Ammoniaklösung sehr schwer, in Natriumthiosulfat aber löslich ist.

Gehaltsbestimmung:

0,20 g Iod werden in einem Erlenmeyerkolben mit Schliffstopfen (sog. Iodzahlkolben) genau eingewogen und zunächst zusammen mit 1 g Kaliumiodid in 2 ml demineralisiertem Wasser aufgelöst. Anschließend gibt man noch 1 ml verdünnte Essigsäure hinzu. Erst nach vollständiger Lösung der Feststoffe wird mit 50 ml Wasser verdünnt. Der Zusatz von Kaliumiodid erhöht die Löslichkeit und drängt Nebenreaktionen zurück. Zudem wird die Flüchtigkeit des gelösten Iods vermindert.

Man titriert den Ansatz mit 0,1 M Natriumthiosulfat-Maßlösung unter Verwendung von Stärkelösung als Indikator.

1 ml 0,1 M Natriumthiosulfatlösung entspricht 12,692 mg Iod.

Gefahrstofftransportvorschriften: GGVE/GGVS: 8/16b * RID: 8/16b * UN 3260

Gefahren und Handhabung: siehe gesondertes Merkblatt!

Literaturhinweise:

Holleman/Schuler, Einfache Versuche auf dem Gebiete der Organischen Chemie 9. Aufl., S. 72 Nr. 26/27 (Walter de Gruyter & Co. , Berlin 1965)

Latscha/Klein, Anorganische Chemie - Chemie Basiswissen I, S. 346f (Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1978) - ISBN 3-540-08630-7

MERCK Index 11, 4907

Organikum, Organisch-chemisches Grundpraktikum, 15. Aufl., S. 197, 242 /VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften 1977)

RÖMPP 8, 1908

RÖMPPs Chemie-Lexikon (Hrsg. Falbe/Regitz) 9. Aufl., S. 2015ff (Thieme 1995)

RÖMPP Hermann, Chemie des Alltags 21. Aufl., S.12, 70, 121, 176 (Franckhsche Verlagshanng,, Stuttgart 1971)

Seidel/Woller, Das Wissen der Gegenwart - Chemie I, S. 181f (Deutsche Buch-Gemeinschaft, Berlin 1970)

Siehe auch Literaturverzeichnis zu Lugols Lösung.

Die im vorliegenden Chemikalien-Lexikon enthaltenen Informationen dienen zu wissenschaftlichen Schulungszwecken. Sie sind nicht dazu bestimmt, irgendwelche Eigenschaften von Produkten oder deren Eignung für einen bestimmten Verwendungszweck zuzusichern. Die Benutzung der Informationen geschieht auf vollkommen eigene Verantwortung des Lesers. Jegliche Haftung für Schäden, Folgeschäden oder Verluste, die beim Umgang mit den hierin beschriebenen Stoffen oder Zubereitungen oder bei der Durchführung der im Lexikon enthaltenen chemischen Versuche entstehen, ist ausgeschlossen; ebenso wie Schadensersatzforderungen oder Gewährleistungsansprüche aufgrund falscher oder fehlender Angaben. Mit dem Abrufen und Benutzen der Daten erkennt der Benutzer diese Bedingungen an.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß für den Umgang mit Gefahrstoffen zahlreiche gesetzliche Regelungen und Einschränkungen gelten. Chemikalien dürfen nur von Personen mit der erforderlichen theoretischen und praktischen Sachkenntnis unter Einhaltung aller national gültigen Vorschriften gelagert und verwendet werden. Die dem jeweiligen Stand der chemischen Wissenschaft und Technik entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen, Unfallverhütungsrichtlinien und Maßnahmen zur Arbeitshygiene sind ebenfalls einzuhalten.

© 2000 * OMIKRON GmbH, Abt. Feinchemikalien, Neckarwestheim. Letzte Änderung am 16.05.2000

[Index] * [Homepage]