Tellur Brom  Astat Xenon  
 Iod                                                      53I
 engl. iodine; griech. ioeides ("violett") 
 
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Relat. Atommasse   
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte    
Härte (Mohs)     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
  
 
126,90447    
53    
113,7 °C
184,4 °C   
7, 5, 3, 1, -1    
4,93 g/cm³   
keine Angaben    
2,66 (Pauling)    
[Kr]4d105s25p5   
I-127  100%   
  
 
 
   
     

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16 sek
Beim Erhitzen von Iod sublimiert das Iod. Am kalten Glas resublimieren die Ioddämpfe wieder zu festem Iod.
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35 sek
Beim Erhitzen von Diiodpentaoxid entsteht elementares Iod und Sauerstoff, der mit der Glimmspanprobe nachgewiesen wird.
    
GHS-Piktogramme  
Gefahr
Gefahren (H-Sätze)  
H 302, 312, 315, 319, 332, 335, 372 (Schilddrüse), 400

Gut schließende, braune 
Flasche verwenden
CAS-Nummer   7553-56-2 
 
GBU  Experimente mit Iod
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Physikalisch-chemische Eigenschaften
Reines Iod bildet schwarzgraue, metallisch gänzende Blättchen, die schon bei Raumtemperatur zu gasförmigem Iod sublimieren. Iod bildet wie alle anderen Halogene zweiatomige Moleküle I2. Vom festen Iod sind drei Modifikationen bekannt (amorph, orthorhombisch und monoklin). Beim Erhitzen an der Luft bilden sich violette Ioddämpfe, die augen- und schleimhautreizend wirken. Beim Erhitzen in einem geschlossenen Gefäß schmilzt Iod zu einer dunkelbraunen Flüssigkeit, die den elektrischen Strom leitet. Iod wirkt stark keimtötend und wird zusammen mit Kaliumiodid und Ethanol als Desinfektionsmittel verwendet.  
 
 
 Sublimation und Resublimation von Iod

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 Iod sublimiert beim Erhitzen und resublimiert beim Abkühlen.
Film erhältlich auf >DVD  
 

Im Wasser löst sich Iod nur in einer Konzentration von 0,3 Gramm pro Liter. In wässrigen Iodidlösungen löst es sich dagegen sehr gut mit brauner Farbe. Iod-Kaliumiodidlösung bildet mit Stärke eine typische Blaufärbung. In organischen Lösungsmitteln wie Ethanol oder Aceton löst es sich mit brauner Farbe, in Benzol oder Toluol mit roter Farbe, in Schwefelkohlenstoff oder Chloroform mit violetter Farbe. Im Gegensatz zu Fluor, Chlor oder Brom ist Iod etwas weniger reaktionsfähig. Mit Magnesium, Zink und und anderen Metallen reagiert es bei erhöhter Temperatur lebhaft unter Bildung der entsprechenden Iodide. Mischungen mit Metallpulvern können bereits bei einer Zugabe von wenigen Tropfen Wasser explosionsartig reagieren.  

Mg  +  I2 reagiert zu  MgI2 
  
 
Reaktion von Iod-Dämpfen mit glühendem Magnesium

Iod reagiert mit Magnesium
 
 Das Produkt ist an dem weißen Rauch erkennbar.
Film erhältlich auf >DVD   
  

Mit atomarem Wasserstoff wird Iod zu gasförmigem Iodwasserstoff reduziert. Die Reaktion gelingt nur, wenn man Wasserstoff beim Zeitpunkt des Entstehens aus Zinkgranalien und Salzsäure einsetzt. Dann liegt der Wasserstoff teilweise auch atomar vor.
Bei Raumtemperatur gelingt es nur durch den Einsatz feinverteilter Metallpulver wie Platin- oder Palladiumpulver. [Lit 99] 

2 H  +  I2 reagiert zu   2 HI 

In der Industrie wird Iodwasserstoff durch die Reaktion von Schwefelwasserstoff mit Iod erhalten. Iodwasserstoff bildet mit Wasser Iodwasserstoffsäure, die eine noch stärkere Säure als Salzsäure ist. Der Iodwasserstoff steht im Gleichgewicht zum Iod und zum Wasserstoff. Beim Erhitzen verschiebt sich das Gleichgewicht auf die linke Seite der Gleichung, so dass der Iodwasserstoff wieder in seine Elemente zerfällt:

H2  +  I2 im Gleichgewicht zu   2 HI 

Neben der Iodwasserstoffsäure existieren noch Iodsauerstoffsäuren wie die Hypoiodige Säure HIO, die Iodsäure HIO3 und die Periodsäure H5IO6. Iodsäure erhält man durch die Oxidation von Iod mit einem starken Oxidationsmittel wie Salpetersäure, Chlor oder Wasserstoffperoxid. Es handelt sich um einen Feststoff, der farblose, orthorhombische Kristalle bildet, die im kristallinen Pulver weiß erscheinen.
Durch das Entwässern der Iodsäure erhält man Diiodpentaoxid, das beim Erhitzen wieder in Iod und Sauerstoff zerfällt.

2 HIO3 reagiert zu   I2O5  +  H2O


Thermisches Zersetzen von Diiodpentaoxid

Zersetzen von Diiodpentaoxid
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Beim Erhitzen auf 300°C zersetzt sich Diiodpentaoxid zu Iod und Sauerstoff.


Mit gasförmigem Ammoniak reagiert Iod explosionsartig unter Bildung von Iodwasserstoff und Stickstoff. Dabei findet eine hohe Volumenzunahme statt:

2 I2  + 2 NH3 reagiert zu   6 HI
  +  N2

Beim Einleiten von Iod-Dämpfen oder durch die Zugabe von Iodkristallen in eine konzentrierte Ammoniaklösung bildet sich Iodstickstoff oder Iodnitrid I3N. Der Versuch ist für die Schule weniger geeignet, da die getrockneten, schwarzbraunen Kristalle extrem explosiv sind. Sie detonieren bereits bei Berührung mit einer Vogelfeder mit einem lauten Knall, wobei neben der violetten Wolke aus elementarem Iod auch Stickstoff entsteht:

2 I3
reagiert zu   3 I2  +  N2
 

Iod lässt sich mit Natriumthiosulfat zum Iodid reduzieren. Nach diesem Prinzip werden Iodreste im Labor zum Iodid umgewandelt und zur Entsorgung im Behälter für Schwermetallsalzlösungen vorbereitet. Die Reaktion dient im Analysenlabor auch zur maßanalytischen Bestimmung von Iod.

I2  + 2 [S2O3]2- reagiert zu   2 I-  +  [S4O6]2-

Es existieren auch zahlreiche organische Iodverbindungen. Triiodmethan oder Iodoform war früher ein wichtiges Desinfektionsmittel. Bei der Iodierung von Benzol erhält man Iodbenzol, das als Reagenz zur Bestimmung des Brechungsindexes bei Mineralien verwendet wird. 
   
Physiologie - Toxikologie 
Im menschlichen Körper speichern die Schilddrüsen Iodverbindungen, die zur Produktion der Schilddrüsenhormone lebensnotwendig sind. Bei Iodmangel vergrößert sich die Schilddrüse, wobei ein Kropf entsteht. Als Symptome treten gleichzeitig Antrieblosigkeit, Gewichtszunahme oder trockene Haut auf. Der Mangel wird vor allem auf iodarme Nahrung bei der Bevölkerung zurückgeführt, die in Mitteleuropa nicht am Meer lebt. Das Bioelement Iod findet sich nämlich vor allem im Fisch und in den Krustentieren des Meeres. Durch die Zufuhr von iodiertem Speisesalz kann dieser Mangel ausgeglichen werden. Diesem Salz sind chemische Verbindungen wie Natriumiodat oder Kaliumiodat beigesetzt. 
   
 
Bioelemente im menschlichen Körper
    
 
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Im Badewasser wirkt gelöstes Iod nicht so aggressiv wie Brom oder Chlor. Iod wirkt reizend oder ätzend auf Schleimhäute, Augen und Haut. Beim Einatmen von Ioddämpfen treten Husten, Kopfschmerzen, Engegefühl in der Brust, Schwindel oder Ohnmacht auf. Bei höheren Konzentrationen sind auch Lungenschädigungen möglich. Das Essen von Iod führt zu Vergiftungserscheinungen, die sich in einer schweren Entzündung der Magen- und Darmschleimhaut, in Herzfunktionsstörungen, stark erhöhtem Speichelfluss und in Krampfanfällen äußern. Der Tod tritt durch akutes Nierenversagen auf. Bei einer chronischen Vergiftung zeigen sich Symptome wie Schlaflosigkeit, Zittern, Durchfall, Gewichtsabnahme und Bronchitis. Auch Asthma und Hauterkrankungen wie Akne sind möglich. 
  
Bei radioaktiven Unfällen und Verseuchungen ist die Einnahme von Kaliumiodid-Tabletten vorgesehen, die die Aufnahme der radioaktiven Iod-Isotope I-131 (Halbwertszeit 8 Tage), I-123 (13 Stunden) und I-128 (25 Minuten) verhindern sollen.Diese Isotope bereiten seit der Katastrophe von Tschernobyl noch heute vielen Menschen Probleme. Sie waren für zahlreiche Todesfälle mit verantwortlich. Werden sie im Knochenmark abgelagert, entsteht die gefürchtete Strahlenkrankheit, bei der die betroffene Person von der radioaktiven Strahlung langsam getötet wird. In Weißrussland, Russland und der Ukraine ist seit Tschernobyl ein deutlicher Anstieg von Schilddrüsenkrebs zu beobachten.
  
Vorkommen 
Häufigkeit   sehr selten

Das Element Iod kommt auf der Erde etwa hundertmal seltener vor als Brom. Es tritt nie elementar auf. Iodverbindungen finden sich in geringen Konzentrationen in allen Gesteinen, Böden, Seen, Mineralquellen, Meeren und sogar in der Luft. Die industrielle Gewinnung von Iod erfolgt in Südamerika aus den riesigen Chilesalpeter-Lagerstätten und in Frankreich, Schottland, USA und Russland aus Seetang, der an den Meeresküsten geerntet wird. Der Iodargyrit ist ein sehr seltenes Mineral, das aus Silberiodid aufgebaut ist. Für die technische Gewinnung von Iod hat es aufgrund seiner Seltenheit keine Bedeutung.
 
   
   
 Iodargyrit aus Dembach/Rheinland Pfalz


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 Der Iodargyrit bildet oft gelbe Kristalle, er ist aus Silberiodid aufgebaut.
 
 
Geschichte 
Der französische Chemiker Bernard Courtois (1777-1838) entdeckte das Element im Jahre 1811 bei der Herstellung einer Lauge, die er aus der Asche von Seetang gewann. Versetzte er die Lauge mit Schwefelsäure, stiegen beim Erwärmen violette Ioddämpfe auf, die an gekühlten Wänden zu grauschwarz glänzenden Kristallen sublimierten. Sir H. Davy und Joseph Louis Gay-Lussac erkannten etwas später den Elementcharakter des Iods. Sie gaben dem Element seinen Namen nach dem griechischen Wort ioeidés ("violett", "veilchenartig"). Das chemische Symbol I schlug J.J.Berzelius im Jahre 1814 vor.
  
Herstellung     
Im Labor kann man Iod durch eine Elektrolyse von Zinkiodid herstellen. An der Elektrode, die mit dem Pluspol verbunden ist, werden die Iodid-Ionen zu Iod-Atomen oxidiert. Diese vereinigen sich paarweise zu Iod-Molekülen. An der Elektrode, die mit dem Minuspol verbunden ist, werden die Zink-Ionen zu Zink-Atomen reduziert. Die Gesamtreaktion lautet: 
   
Zn2+  +   2 I - reagiert zu   Zn  +  I2 
  
 
 Elektrolyse einer Zinkiodidlösung

Elektrolyse Zinkiodid
 
 Bei der Elektrolyse einer Zinkiodidlösung bildet sich ein Zinkbaum und elementares Iod.
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Eine andere Herstellungsmöglichkeit für das Labor wäre das Einleiten von Chlorgas oder von Bromdämpfen in eine Kaliumiodid- oder Natriumiodidlösung. Iod wird von den reaktionsfähigeren Halogenen Fluor, Chlor und Brom aus dem Iodid verdrängt:

Br 2  +  2 NaI 
reagiert   I2  +  2 NaBr
Cl2  +  2 NaI  reagiert   I2  +  2 NaCl

Bei der industriellen Herstellung von Iod aus Chilesalpeter werden die Verunreinigungen zunächst mit heißem Wasser ausgelaugt und das Natriumnitrat auskristallisiert. Die dabei entstehende Lauge enthält bis zu vier Gramm pro Liter Natriumiodat. Man lässt sie in hohen Türmen herabrieseln und bringt sie dabei in Kontakt mit Schwefeldioxid. Dabei fällt elementares Iod aus.
Das noch verunreinigte Iod sammelt sich am Boden und wird anschließend durch Sublimation gereinigt.   
  
2 NaIO3  +  4 H2O  +  SO2 reagiert zu  Na2SO4  +  4 H2SO4  +  I2   
  
Nach einer älteren Methode gewinnt man das Iod durch eine Extraktion aus der Asche von Meerespflanzen. Die Tange werden gesammelt und verbrannt, so dass man eine Asche mit Iodsalzen erhält. Nach einem neueren Verfahren gewinnt man das Iod aus Salzsolen, die bei der Erdöl- und Erdgasverarbeitung anfallen. Die darin enthaltenen Iodide werden durch Zugabe von Chlor zum Iod umgewandelt.
  
Verwendung 
Elementares Iod und seine Verbindungen dienen zur Herstellung von Desinfektionsmitteln ("Iodtinktur"), ferner für Schilddrüsenmedikamente, als Röntgenkontrastmittel oder zur Entkeimung von Wasser in Schwimmbädern. Im iodierten Speisesalz werden Iodsalze zugesetzt, die in iodarmen Gebirgsgegenden der Kropfbildung entgegenwirken.  
   
  
 Iodiertes Speisesalz

Speisesalz
 
In Iodsalz findet sich nicht elementares Iod, sondern es enthält chemische Verbindungen des Iods.
 
   
Iod ist als Bestandteil im Innenraum von Halogenlampen enthalten. Beim Erhitzen der Glühwendel aus Wolfram verdampft ein Teil des Wolframs und bildet zusammen mit dem gasförmigen Iod eine Verbindung. Diese verhindert, dass sich das teilweise verdampfte Wolfram am Glaskolben oder anderen kälteren Teilen niederschlägt. Der Innenraum einer Halogenlampe ist sehr klein gehalten. Dafür kann mit hohem Betriebsdruck gearbeitet werden und es wird nur wenig an teuren und hochwertigen Edelgasen wie Krypton oder Xenon benötigt. So besitzen Halogenlampen eine Lebensdauer von bis zu 4000 Stunden und das bei einer Betriebstemperatur von etwa 3000°C.  
  
 
 Halogenlampe


 
Der Glaskolben ist unter Druck mit einem Edelgas und mit wenig Iod befüllt. Beim Erhitzen der Wolfram-Glühwendel bindet das Iod das verdampfte Wolfram.
 
 
 
Experimente - Medien  
Demonstrationen mit Halogenen 
Digitale Folien zu den Halogenen
 
 
Iodverbindungen im Steckbrief
 
Diiodpentoxid Iodsäure Kaliumiodat
Kaliumiodid  Natriumiodid  Natriumiodat
 
Zinkiodid





 
 
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