A jód (INN: iodine) a halogének csoportjába tartozó kémiai elem, a vegyjele ISokáig használatban volt a J vegyjel (is), különösen a német szakirodalomban. Mengyelejev maga is így vette fel az elemet periódusos rendszerébe. Mendeleev's First Periodic Table és a rendszáma 53. Neve a görög ιώδης-ből (jodész) ered, ami ibolyaszínűt jelent. Nyelvújításkori magyar nevei: iblany, ibolyó.
Jellemzői bélyeg|bal|150px|A jód gőze Vegyileg a jód a legkevésbé reaktív a halogének közül (az asztáciumot leszámítva). Elemi állapotban kétatomos molekulákból áll, barnásfekete, fémesen csillogó, szilárd anyag. Könnyen szublimál, gőze irritáló szagú, ibolyaszínű. Folyékony halmazállapotban ritkán látható, mert a jód csak felett lehet folyadék. Itt látható a fázisiagramja Jól oldódik egyes szerves oldószerekben, mint kloroform, szén-tetraklorid, szén-diszulfid (ezekben színe ibolya), etil-alkohol, éter, aceton (ezekben színe barna), és benzol (barnásibolya). Vízben alig oldódik, 1 g I2 feloldására -os vagy -os víz szükséges. Azonban trijodidion (és más polijodidok) képződése révén igen jól oldódik kálium-jodid oldatban: + ⇌ , az így kapott oldat barna színű (nagyon híg oldaté sárga). Keményítő jelenlétében a jódoldat színe kék, ezt a tulajdonságot az analitikai kémiában a nagyon kis mennyiségű jód kimutatására használják fel. Az elszíneződés akkor is számottevő, amikor az oldat sárga színét már nem tudjuk biztosan megállapítani. A keményítő molekulái spirálisan fel vannak csavarodva, és a spirál közepébe felsorakoznak a I–I molekulák (ezt az elrendeződést röntgensugaras analízissel állapították meg). A kék szín -on eltűnik, de lehűtve újra megjelenik. Általánosan elterjedt tévhit, hogy normális körülmények között nem lehet folyékony jódot előállítani, mivel melegítés hatására megolvadás nélkül szublimál. Azonban lassú melegítés hatására az olvadáspontnál () a sűrű gőztakaró alatt megjelennek a folyékony jódcseppek.
A jód felfedezése A jódot Bernard Courtois fedezte fel 1811-ben. Courtois egy salétromgyártó családban született. A salétrom fontos alkotórésze a puskapornak, és azokban az időkben (napóleoni háborúk) nagy volt iránta a kereslet. A salétrom előállításához nátrium-karbonátra volt szükség, amit tengeri algák hamujából oldottak ki. A hamumaradékot kénsavval semmisítették meg. Egy napon Courtois véletlenül túl sok savat adagolt a hulladékhoz, és ibolya színű gőz keletkezett, ami hideg tárgyakon sötét kristályok formájában lecsapódott. Ezeket összegyűjtötte, és gyanította, hogy egy új anyagot fedezett fel, de nem voltak anyagi lehetőségei a további megfigyelésekre. Ezért mintát küldött két barátjának, Charles Bernard Desormes-nak (1777–1862) és Nicolas Clément-nek (1779–1841), hogy folytassák a kutatást. A kristályokból küldött Joseph Louis Gay-Lussac-nak (1778–1850) is, aki jól ismert vegyész volt abban az időben, és André-Marie Ampère-nek (1775–1836). 1813. november 29-én Dersormes és Clément nyilvánosságra hozták Courtois felfedezését, és bemutatták az új anyagot a Francia Császári Intézet előtt. December 6-án Gay-Lussac kijelentette, hogy az új anyag vagy egy új elem, vagy az oxigénnek egy vegyülete. Ampère küldött a saját mintájából Humphry Davynek (1778–1829). Davy végzett egy pár kísérletet az anyaggal, és hasonlóságot észlelt a viselkedésében a klórral. December 10-i dátummal a Londoni Királyi Társasághoz írt levelében Davy bejelentette az új elem felfedezését. Vita támadt a két tudós, Davy és Gay-Lussac között az elsőbbségért. Végül tudomásul vették, hogy a felfedezés és az előállítás tulajdonképpen Courtois-t illeti. Az új elem a nevét azonban Gay-Lussac-tól kapta. Émile Zola a jód felfedezésének történetét vette alapul Az élet örömeÉmile Zola: La Joie de vivre 1884 http://fr.wikisource.org/wiki/La_Joie_de_vivre (francia) című könyvéhez. Egyik szereplője, Lazare szájába adja a mondást: Valahányszor a tudomány egy lépést tesz előre, csak azért van, mert egy bolond akaratlanul egy lökést adott neki.Jaime Wisniak: Bernard Courtois – The discoverer of iodine http://www.fquim.unam.mx/sitio/edquim/133/133-wis.pdf (angol)
Előfordulása A jód nagyon kis mennyiségben ()https://books.google.hu/books?id=GerdDmwMTLkC&pg=PA62&dq=%22Some+constituents+of+seawater%22&hl=en jelen van a tengerek vizében. Egyes algák, korallok és szivacsok szerves vegyületekbe kötve felhalmozzák a jódot, felfedezése is ezeknek a hamujából történt. Jód található még nátrium-jodátként () a chilei salétromban (kb. 0,1%), jodidként nagyon kis mennyiségben egyes gyógyvizekben és váltakozó mennyiségben (7–) a vízben, ami kőolajjal együtt kerül a felszínre.
Előállítása Jód előállítható jodidokból oxidálással, vagy a jodátokból redukcióval. Oxidálószerként használni lehet klórt (Cl2), ózont (O3), hidrogén-peroxidot (H2O2), kálium-bikromátot (K2Cr2O7) savas közegben. Nagyon tiszta jód állítható elő kálium-jodidból és réz-szulfátból. A jodátokból való előállításra nátrium-hidrogén-szulfitot használnak. A jodát előbb jodiddá redukálódik, majd ez, a fölös jodátot elemi jóddá redukálja, míg ő maga is jóddá oxidálódik.
+ 3 = I- + 3 + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O
Izotópjai thumb|Jodoform A jódnak 37 izotópja ismert, melyek közül csak egy stabil: a 127I. A 129I maghasadásos reakciókban keletkezik; a 130Xe-ból a légkörben, urán és plutóniumból, atomreaktorokban. A felezési ideje 15,7 millió év, bomlásterméke a 129Xe és nagyon kis mennyiségben fordul elő, ezért a koncentrációját mint arányt a 127I-hoz viszonyítva adják meg. Normálisan ez az arány nagyon kicsi (10−14 és 10−10 között), de az ezerkilencszázhatvanas, -hetvenes években a sok kísérleti atomrobbantás miatt ez az arány elérte a 129I/I=10−7 értéket. Egyes kőzetekben, ha ismerjük a 129I / 129Xe arányt, következtethetünk életkorára. Ezt használják a Naprendszer fejlődésének tanulmányozásában, ami lefedi az első 50 millió évet. (A Naprendszer egy gáz- és porfelhőből keletkezett, amely egy szupernóva robbanásának a maradványa volt. Ebben a robbanásban keletkezett a 129I. Az eredeti 129I-ból 15,7 millió év múlva fele lebomlik és keletkezik a 129Xe). A 131I vegyesen gamma és béta sugárzó, a felezési ideje 8,0207 nap, és a pajzsmirigy (daganatos és más eredetű) betegségeinek kezelésében alkalmazzák. Nagy mennyiségben keletkezik energiatermelő-, és kutatóreaktorokban, a hasadási láncreakcióban, illetve a reaktorokban keletkező Xe-izotópok besugárzódása során. Előállítása Te-izotóp direkt besugárzásával is történhet. A második legnagyobb mennyiségben felhasznált orvosi radioizotóp. (A legnagyobb mennyiségű orvosi radioizotóp: 18F). A 123I és 125I izotópokat a vese és pajzsmirigy működésének vizsgálatára használják. Előállítása nagy tisztaságú 124Xe izotóp besugárzásával történik, nagy neutronfluxussal rendelkező reaktorokban (kutatóreaktorok). A 131I izotópnál alacsonyabb sugárzási energiával rendelkezik, lágy-gamma sugárzó, felezési ideje 60,14 nap.
Kémiai tulajdonságok A jód a nátrium-tioszulfáttal kvantitatíven reagál, ezt a tulajdonságot használják a jodometriában, ahol a jódot tartalmazó sárgásbarna oldatot ismert töménységű nátrium-tioszulfát oldattal titrálják, halvány sárga színig. Ekkor hozzáadják a keményítő indikátort (az oldat kék színű lesz), és folytatják a titrálást a kék szín eltűnéséig.
I2 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI
Reagál egyes elemekkel így a foszforral, higannyal, de lassabban mint a bróm. A hidrogénnel hevítve reagál, de egyensúly alakul ki. Így 300 °C-on a reakció 19%-os arányban megy végbe, magasabb hőmérsékleten az egyensúly hamarabb áll be, de az arány kisebb. Katalizátor jelenlétében az egyensúly jobbra tolható, és kisebb hőmérsékleten lehet dolgozni (200 °C). Katalizátorként platinát használnak azbeszt hordozón. A jód gyenge oxidálószer. A H2S-ból ként szabadít fel és oxidálja az arzénessavat (ezt a tulajdonságot használják az arzénessav meghatározására, a reakciót nátrium-hidrogén-karbonát jelenlétében vezetik le):
+ I2 + H2O → + 2I− + 2H+
A salétromsav oxidálja a jódot és jódsav keletkezik:
3I2 + 10HNO3 → 6HIO3 + 10NO + 2H2O
A jódsav stabil vegyület, kristályai fényesek, hevítve 110 °C-on részleges vízvesztés közben megolvadnak, 200 °C-on teljesen vizet veszítenek és jód-pentoxid keletkezik:
6HIO3 → 2(HI3O8) + 2H2O
2(HI3O8) → 3I2O5 + H2O
A kálium-jodát előállításánál jódot oxidálnak kálium-kloráttal:
2KClO3 + I2 → 2KIO3 + Cl2
A jód-pentoxid a jód oxidjai közül a legfontosabb, fehér kristály formában ismert, amely 300 °C felett elemeire bomlik. Azon kevés vegyületek közé tartozik, melyek szobahőmérsékleten oxidálják a szén-monoxidot és a reakció kvantitatív. A keletkezett jódot tioszulfáttal titrálva meg lehet határozni a CO-koncentrációt egy bizonyos mennyiségű gázból:
I2O5 + 5CO → I2 + 5CO2
Higany(I)-nitrát vizes oldatához adva sárgászöld HgI, higany(II)-nitráttal vörös HgI2, ólom-nitráttal sárga PbI2 csapadékot ad.
Felhasználása Ipari célokra Kis mennyiségben jelen van a halogén izzólámpákban. A volfrám izzószál a magas hőmérséklet hatására lassan párolog és lerakódik a búra belső falára. Egy idő után annyira elvékonyodik, hogy bekapcsoláskor megolvad és megszakad (kiég). Hogy a fénye fehérebb legyen és nőjön a hatásfok, túlhevítik a szálat (kisebbre méretezik), így a párolgás gyorsabb és az élettartam rövidebb kellene hogy legyen. Ha a hőmérséklet elég magas (250 °C), a fal mellett a halogén reagál az elpárolgott volfrámatomokkal. Ezért a halogén égők burája kisebb, hogy elég magas legyen a hőmérséklet a közelében. Hogy ellenálljon a maró gázoknak, kvarcból van. A búra fala mellett keletkezett volfrám-jodid, mikor a szál közelébe kerül, meghatározott hőmérsékleten elbomlik és a volfrám visszaépül a szálba. Így a búra feketedését okozó volfrám visszakerül a szálba és így meghosszabbodik az élettartam. A folyamatot halogén körfolyamatnak nevezik.
A fényképezésben a fényérzékeny ezüst vegyületek előállításánál használják.
Ugyancsak ezüst-jodidot porlasztanak felhőkbe, hogy elindítsák az esőt.
Analitikai laborokban mint reagenst használják (jodometria).
Egészségügyben 3%-os vizes oldata (mivel vízben gyengén oldódik, alkoholos oldatát hígítják vízzel) jelen van az elsősegélydobozokban, sebek fertőtlenítésére és szükséghelyzetekben víz fertőtlenítésére használjuk (3 csepp/l és hagyjuk fél órát állni). Mivel elnyeli a röntgensugarakat, kontrasztanyagként használják egyes vizsgálatoknál. Két, gammasugarakat kibocsátó izotópját (131I vagy 123I) a pajzsmirigy működésének vizsgálatára használják (szcintigráfia).
Biológiai szerepe