Йод в организме

Конкурс проектных работ "Химия наука о чудесах!"

Выполнила: ученица 8 класса МОУ гимназии № 91

имени М.В.Ломоносова

Пожидаева Эрика Олеговна

Руководитель: учитель химии МОУ гимназии № 91

имени М.В.Ломоносова

Рехалова Елена Валерьевна

"Химия наука о чудесах!"

«Химия внутри человека »

Химия внутри организма

• Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% - на неорганические.

• Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера.

• В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se.

• Например, если вес человека составляет 70 кг, то в нем содержится (в граммах): кальция - 1700, калия - 250, натрия - 70, магния - 42, железа - 5, цинка - 3.

Характерные симптомы дефицита химических элементов в организме человека

• Ca Замедление роста скелета

• Mg Мускульные судороги

• Fe Анемия, нарушение иммунной системы

• Zn Повреждение кожи, замедление роста,
замедление сексуального созревания

• Cu Слабость артерий, нарушение деятельности
печени, вторичная анемия

• Mn Бесплодность, ухудшение роста скелета

• Co Злокачественная анемия

• Ni Учащение депрессий, дерматиты

• Cr Симптомы диабета

• Si Нарушение роста скелета

• F Кариес зубов

• I Нарушение работы щитовидной железы,
замедление метаболизма

• Se Мускульная (в частности, сердечная) слабость

ЙОД (лат. Iodium)

• I - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам (в литературе встречается также символ J);атомный номер 53, атомная масса 126,9045; кристаллы черно-серого цвета с металлическим блеском.

• Природный йод состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127. Галоген. Из имеющихся в природе галогенов – самый тяжёлый.

• Практически весь природный йод состоит из атомов одного – единственного изотопа с массовым числом 127, его содержание в земной коре 4 . 10-5% по массе.

ЙОД (лат. Iodium)

Йод летуч. Плохо растворяется в воде, хорошо - в органических растворителях

(с фиолетовым или коричневым окрашиванием раствора) или в воде с добавкой солей – иодидов.

Слабый окислитель и восстановитель. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, металлами, неметаллами, щелочами, сероводородом.

Образует соединения с другими галогенами.

ЙОД (лат. Iodium)

• Молекула элементного йода, как и прочих галогенов, состоит из двух атомов.

• Йод – единственный из галогенов находится в твёрдом состоянии при нормальных условиях.

• Красивые тёмно – синие кристаллы йода больше всего похожи на графит.

• Отчётливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток –

все эти «металлические»

свойства характерны для чистого йода

Открытие йода

• Конец XVII и начало XVIII века были отмечены в Европе непрекращающимися войнами. Требовалось много пороха и, следовательно, много селитры. Производство селитры приняло невиданные масштабы, наряду с обыкновенным растительным сырьём в дело шли и морские водоросли.

• В них и обнаружили новый химический элемент.

Открытие йода

Одним из французских селитроваров

был химик и промышленник Бернар Куртуа.

Однажды он заметил, что медный котёл, в котором выпаривался щелок, полученный из фукуса, ламинарий и других бурых водорослей, быстро разрушается, как будто его разъедает какая – то кислота.

Куртуа решил выяснить, в чём тут дело. Осадив и удалив из раствора соли натрия, он выпарил раствор, обнаружил в котле сульфид калия и чтобы разложить его, прилил к осадку концентрированной серной кислоты – и тут появился фиолетовый дым.

Открытие йода

• Название новому элементу присвоил в 1813 году французский химик Жозеф-Луи Гей-Люссак (1778–1850) за фиолетовый цвет его паров («йодос» по-гречески значит «фиолетовый»).

• Он же получил многие производные нового элемента – йодоводород HI,

• йодноватую кислоту HIO3,

• оксид йода(V) I2O5 ,

• хлорид йода ICl и другие.

• Практически одновременно элементарную природу йода доказал и английский химик Гэмфри Дэви (1778–1829).

Физические и химические свойства

• Плотность йода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tк ип 184,35 °С.

• Молекула жидкого и газообразного йода состоит из двух атомов (I2). Уже при обычной температуре йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар.

• При слабом нагревании йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки йода в лабораториях и в промышленности. Йод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а так же в водных растворах иодидов.

Физические и химические свойства

• Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.

• С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды (Hg + I2 = HgI2).

• С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород.

Физические и химические свойства

• Элементный йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2 O3 и другие восстановители восстанавливают его до I- (I2 + H2S = S + 2НI). Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-.

• При растворении в воде йода частично реагирует с ней; в горячих водных растворах щелочей образуются йодид и йодат.

Йод в организме

• Медики давно обратили внимание на то, что многие болезни связаны с недостаточностью поступления и содержания в организме определенных макро- и микроэлементов (МЭ). Была, например, обнаружена связь между железодефицитным состоянием организма и возникновением анемии.

• В конце прошлого века была доказана роль дефицита йода в патогенезе эндемического зоба. С тех пор объем информации о роли дефицита или избытка определенных микроэлементов в формировании болезней возрастает.

Йод в организме

• В организме человека содержится 25 мг йода.

• Это довольно маленькое количество, но значение этого элемента очень велико. Дело в том, что большая часть йода находится в щитовидной железе, которая играет ведущую роль в организме, регулируя обмен веществ.

• Поэтому дефицит йода ведет к серьезным сбоям всех его систем.

• В результате страдает умственное и физическое развитие человека, возникает так называемый эндемический зоб.

Йод в организме

• Суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы.

• Во время беременности, при усиленном росте и переохлаждении тела эта потребность увеличивается.

• Большие дозы йода, уже 2-3 г, смертельно опасны для человека. Но это касается только чистого элемента йода. А неорганические соли йода – йодиды – вполне безвредны.

• Даже если после приема большого количества йодидов концентрация йода в крови повысится в 1000 раз, то уже спустя 24 часа она придет в норму.

• Выводится йод из организма почками и слюнными железами.

Функции йода в организме

• Йод выполняет в организме следующие функции. При наличии в организме человека достаточного количества йода он, сосредоточиваясь в основном в щитовидной железе, за каждый цикл кровообращения – 17 минут – убивает нестойких микробов, тем или иным способом попавших в кровь.

• Стойкие микробы ослабляются при прохождении крови через щитовидную железу и через несколько циклов кровообращения погибают.

• При низком содержании йода железа лишается необходимого ей для нормального функционирования элемента.

• Существует прямая зависимость между запасом энергии у человека и уровнем потребления им в том или ином виде йода.

Функции йода в организме

• Вторая функция йода – оказывать успокаивающее действие на человека. Принимая по одной чайной ложке синего йода в день, можно избавиться от хронического стресса и раздражительности.

Функции йода в организме

• Третья функция йода в организме человека – повышение умственных способностей.

• Под воздействием йода в организме происходят окислительные процессы, положительно влияющие на мозговую деятельность, повышается эластичность кровеносных сосудов.

Функции йода в организме

Организм человека не только не нуждается в больших количествах йода, но и с удивительным постоянством сохраняет в крови постоянную концентрацию (10-5 – 10-6 %) йода, так называемое йодное зеркало крови.

Из общего количества йода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе.

Почти весь йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина – гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1% находится в виде неорганического йода.

Недостаток йода в организме

• Дефицитом йода страдают около 1,5 миллиарда человек в мире, а в России – примерно 70 % населения. В регионах с выраженным йодным дефицитом средний показатель умственного развития на 20 % ниже, чем в других местностях.

• Еще в 1854 г. Француз Шатен – превосходный химик-аналитик обнаружил, что распространенность заболевания зобом находится в прямой зависимости от содержания йода в воздухе, почве, потребляемой людьми пище.

Недостаток йода в организме

Каждому человеку необходимо следить за содержанием йода в организме, особенно женщинам и детям. Одно из самых грозных проявлений йододефицита:

• врожденные уродства плода

• рождение мертвых детей

• бесплодие

• невынашивание беременности

• отставание детей в росте и развитии

Недостаток йода в организме

• умственная отсталость

• риск развития рака щитовидной железы

• снижение физических и интеллектуальных возможностей

• падение трудоспособности

• раздражительность

• головные боли

• повышается артериальное давление и уровень холестерина в крови

• ослабевают защитные силы организма (иммунитет)

Недостаток йода в организме

• Признаки йодной недостаточности:

• сильная усталость и быстрая утомляемость;

• повышенная раздражительность, чувство разбитости по утрам;

• недостаточная функция щитовидной железы;

• эндометрический зоб.

Недостаток йода в организме

• О широком распространении болезни (увеличении щитовидной железы), можно судить даже по произведению живописи. Один из лучших портретов Рубенса «Соломенная шляпка». У красивой женщины, изображённой на портрете, заметна припухлость кожи (врач сразу сказал бы: увеличена щитовидка).

• Те же симптомы и у Андромеды с картины «Персей и Андромеда».

Недостаток йода в организме

• Признаки йодной недостаточности видны так же у некоторых людей, изображенных на портретах и картинах Рембрандта, Дюрера, Ван – Дейка, Матисса.

Как определить дефицит йода в организме

• Существует два теста для определения йодной недостаточности.

• Первый – наиболее простой, но менее показательный. Однако с его помощью вы узнаете, нуждается ли ваш организм в йоде вообще.

• Второй тест помогает выявить, насколько серьезен или нет йододефицит или же его нет вообще, то есть он наиболее точный.

Как определить дефицит йода в организме

• Первый простой тест

• Обмакнув ватную палочку в спиртовой раствор йода, нанесите йодную сетку на любой участок кожи, кроме области щитовидной железы. На следующий день внимательно рассмотрите это место.

• Если вы ничего не обнаружите, то ваш организм нуждается в йоде, если следы йода останутся – у вас нет йододефицита.

Как определить дефицит йода в организме

• Второй тест. Перед тем как ложиться спать, нанесите на кожу в области предплечья три линии йодного раствора: тонкую, чуть толще и самую толстую. Если утром исчезла первая линия – с йодом у вас все в порядке. Если исчезли первые две – обратите внимание на состояние здоровья. А если не осталось ни одной линии – у вас явный недостаток йода.

Как определить дефицит йода в организме

• Зоб значительных размеров оказывает механическое давление на соседние органы, изменяет объем шеи, в результате чего может сопровождаться следующими симптомами:

• неприятные ощущения в области шеи при застегнутом воротнике

• чувство давления, комка в горле

• визуальное увеличение шеи

• затрудненное глотание

• частое покашливание

• охриплость голоса

Зоб впервые обнаруживается на приеме у врача при пальпации щитовидной железы, она доступна для пальпации у большинства людей.

Избыток йода в организме

• Как недостаток, так и избыток йода в организме оказывается вреден для него, хотя встречается очень редко.

• Это состояние характеризуется увеличением количества слизи в носу, появлением признаков простуды, крапивницы и других аллергических реакций.

Группы людей.
Потребность в йоде в мкг/сут

• Дети до года 50

• Дети младшего возраста (от 2 до 6 лет) 90

• Дети от 7 до 12 лет 120

• Молодые люди (от 12 лет и старше) и взрослые 150

• Беременные и в период грудного вскармливания 200

• Люди пожилого возраста 100

Суточная потребность

• Суточная потребность взрослого человека в йоде составляет 0,1-0,2 мг. Она увеличивается у беременных и кормящих грудью женщин, в условиях очень высоких и низких температур окружающей среды, при недостатке кислорода.

Источники йода

• На 100 г продукта содержание йода :

• молоко коровье – 16 мг,

• кефир – 14 мг,

• сливки – 9 мг,

• сметана – 8 мг.

Источники йода

• Чеснок – 9 мг,

• Соя – 8 мг,

• Виноград – 8 мг,

• Салат зеленый – 8 мг,

• Редис – 8 мг,

• Свекла – 7 мг,

• Помидоры – 6 мг,

• Говядина- 7,2мг

• Печень говяжья- 6,3мг

• Куры- 6мг

• Хлеб ржаной- 5,6мг

• Хлеб белый- 5,6мг

• Шоколад молочный- 5,5Г

Источники йода

• Картофель – 5 мг,

• Морковь – 5 мг,

• Горошек зеленый – 5 мг;

• Яблоки, апельсины, вишня, баклажаны – по 2 мг;

• Груши, абрикосы, крыжовник, смородина черная – по 1 мг.

• Яйцо куриное -20мг

Источники йода

• пшенная крупа – 4,5 мг,

• гречневая крупа– 3,3 мг,

• пшеничная крупа– 1,5 мг

• рисовая крупа– 1,3 мг.

Источники йода

• Хек серебристый-430

• Лосось-260

• Камбала-190

• Треска-135

• Креветки-110

• Морская капуста-430

• Морские водоросли- 450.

Источники йода

• Окунь морской -74

• Палтус-52

• Сельдь-52

• Тунец-50

• Сом-50

• Судак-50

Йод в медицине

• Антисептические свойства йода в хирургии первым использовал врач Буанэ. Как ни странно, самые простые лекарственные формы йода – водные и спиртовые растворы – очень долго не находили применения в хирургии, хотя ещё в 1865 –1866 гг. великий русский хирург Н.И.Пирогов применял йодную настойку при лечении ран.

• Препараты, содержащие йод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, они оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля.

Йод в медицине

• При приеме внутрь препараты йода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы йода (микроиод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза.

• Поскольку йод влияет на белковый и жировой обмен, он нашел применение при лечении атеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает также фибринолитическую активность крови.

Йод в медицине

• Для диагностических целей используют рентгено- контрастные вещества, содержащие йод.

• При длительном применении препаратов йода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление йодизма – насморк, крапивница, отек квинке, слезотечение, угревидная сыпь (йододерма).

• Препараты йода нельзя принимать при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пиодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.

А знаете ли вы что:

• Содержание йода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация йода в крови снижается, с февраля начинается новый подъём, а в мае – июне йодное зеркало достигает наивысшего уровня.

• Эти колебания имеют небольшую амплитуду, и их до сих пор остаются загадкой.

А знаете ли вы что:

• йод в организме человека в основном концентрируется в щитовидной железе. Зависимость нормального функционирования щитовидной железы от поступления йода в организм была известна уже в 18 веке. В 1750 году Руссел применил йодсодержащую морскую воду для лечения зоба, а в 1852 году Шатен привел доказательства зависимости между низким содержанием йода в питьевой воде и зобом;

• поступление йода в организм происходит, в основном, через пищеварительный тракт, а также через легкие с вдыхаемым воздухом и меньше - через кожу;

А знаете ли вы что:

• Уделяли внимание заболеваниям щитовидной железы не только медики, но и главнокомандующие.

Например, Наполеон, осуществляя набор солдат в свою армию, с особенной тщательностью осматривал у претендентов шею.

Причем наибольшее внимание уделялось призывникам, выросшим в горных местностях, где болезни щитовидной железы были наиболее часты.

А знаете ли вы что:

• По данным исследований, проведенных Научным центром охраны здоровья детей, больше половины младенцев имеют нарушения в телосложении и отставание в физическом развитии.

• У некоторых даже отмечается глухонемота.

• А причина этого кроется в дефиците йода.

А знаете ли вы что:

• Первый в России йодный завод был построен в 1915 г.

• В Екатеринославле (ныне Днепропетровск); получали йод из золы черноморской водоросли филлофоры; за годы первой мировой войны на этом заводе было добыто 200 кг йода.

А знаете ли вы что:

• Если грозовое облако «засеять» йодистым серебром или йодистым свинцом, то вместо града в облаке образуется снежная крупа: засеянное такими солями облако проливает дождём и не вредит полям.

А знаете ли вы что:

• биологическую роль микроэлементов, их участие практически во всех биохимических процессах в организме человека, вопросы загрязнения окружающей среды волнуют сегодня не только экологов, но и врачей всех специальностей.

А знаете ли вы что:

• Групповая профилактика подразумевает прием йодсодержащих препаратов группами особого риска развития йододефицитных заболеваний.

• Речь идет в первую очередь о детях и подростках, которые находятся в организованных коллективах. Для групповой йодной профилактики могут использоваться как йодированные продукты питания, так и препараты йода.

• Среди последних, наиболее физиологичными считаются препараты калия йодида (например, в виде препаратов "Йодид-100" и "Йодид-200" фирмы МЕРК"), которые принимаются ежедневно

• Химический элемент – йод, открытый в 1811г Бернаром Куртуа, в наше время нашёл широкое применение в промышленности, технике и фотоделе.

• Но самое главное в медицине и не только как антисептическое средство, а как микроэлемент, который очень важен для поддержания здоровья щитовидной железы.

• Изучение свойств йода уже привело к появлению биологически активных добавок, которые содержат микроэлемент йод

ОПЫТ 1.
Получение йода.

• В один сосуд приготовьте 150 мл горячего концентрированного раствора сульфата меди II (медного купороса), а в другой столько же раствора йодистого калия (KI).

• Прилейте содержимое второго сосуда в первый, и вы увидите резкое образование осадка и изменение цвета раствора. Дайте жидкости пару часов остыть и отстояться.

• Затем, пропустите жидкость через воронку с фильтровальной бумагой, чтобы отфильтровать коричневый осадок йодистой меди. Так вы получили йодную настойку, которая пригодится вам для массы опытов.

• Все прошло по реакции: 2CuSO4 + 4KI = 2CuI + I2 + 2K2SO4, а поскольку двуйодистая медь неустойчива, она даже и не образовывалась, а сразу разложилась на йод и CuI.

ОПЫТ 2.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КРАХМАЛА С ЙОДОМ

• В пробирку налить 1 мл 1%-ного раствора крахмального клейстера и добавляют несколько капель раствора йода. В пробирке появляется интенсивное синее окрашивание. Содержимое пробирки оставить для следующего опыта.

• Реакция является качественной реакцией на крахмал.