Organische Chemie
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Iod setzt beim Erhitzen violette Gase frei. Wie du das Element nachweisen kannst, wofür du es verwendest und wer Iod entdeckt hat, erfährst du hier%und im Video.

Was ist Iod?

Der Name Iod (engl. iodine) stammt vom altgriechischen ioeides, was soviel wie „veilchenfarbig“  bzw. „violett“ bedeutet. Durch die Bezeichnung kannst du dir gut merken, dass Iod durch Erhitzen violette Gase freisetzt. Elementares Iod hat die Summenformel I2

In der Natur findest du das chemische Element aber nicht elementar, sondern nur in Verbindungen (z.B. Natriumperiodat NaIO4)

Eine Besonderheit des Elements ist es, dass es direkt vom festen in den gasförmigen (Sublimation) und vom gasförmigen in den festen (Resublimation) Zustand wechseln kann.

Merke: Die Schreibweise „Jod“ ist veraltet und wird nur noch in der Alltagssprache gebraucht.

Iod Steckbrief

In unserem Steckbrief findest du einige chemische und physikalische Eigenschaften des Elements:

Iod Steckbrief
Zeichen / Symbol im Periodensystem I
Hauptgruppe 7
Periode 5
Ordnungszahl 53
Elementkategorie Halogene
Molare Masse 126,90447 u
Vorkommen in der Natur nicht elementar, sondern in Verbindungen (z.B. Natriumperiodat NaIO4)
Besonderheiten Sublimiert beim Erhitzen zu violetten Gasen. Resublimiert bei Erkalten zu grauschwarzen Kristallen.
Isotope 9 Stück: von 123I bis 131I
Aussehen

fest: grauschwarz glänzend
gasförmig: violett

Geruch stechender Geruch
Wasserlöslichkeit schlecht
Schmelzpunkt 113,7°C
Siedepunkt 184°C
Dichte 4,94 g/cm3
Elektronegativität 2,66 (Pauling-Skala)
Elektronenkonfiguration [Kr] 4d10 5s2 5p5
Oxidationszahlen -1, 0, 1, 3, 5, 7

Geschichtliches

Das chemische Element wurde 1811 vom französischen Chemiker Bernard Courtois entdeckt. Er war dabei eine Lauge aus der Asche von Seetang herzustellen. Als er die Lauge mit Schwefelsäure (H2SO4) versetzte und erhitzte, stiegen violette Gase auf — gasförmiges Iod. Die Dämpfe sublimierten an kalten Oberflächen zu grauschwarz glänzenden Kristallen. Humphrey Davy und Joseph Louis Gay-Lussac gaben dem Element seinen Namen. Das chemische Elementsymbol I suchte Jöns Jakob Berzelius aus.

Iod Eigenschaften

Iod gehört zu der Gruppe der Halogene . Daher tritt es immer als zweiatomiges Molekül I2 auf. Eine Besonderheit des Elements ist die Fähigkeit zur Sublimation (Übergang fest-gasförmig) und Resublimation (Übergang gasförmig-fest).

Iod Sublimation und Resublimation

Normalerweise läuft der Übergang vom festen in den gasförmigen Aggregatszustand über einen flüssigen Zustand ab. Bei der Sublimation bzw. Resublimation wird der aber übersprungen.

Sublimation von Iod, Sublimation Resublimation
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Iod Sublimation und Resublimation

 

Iod liegt im festen Zustand in Form von grauschwarzen Kristallen vor. Beim Erhitzen entstehen daraus violette Gase — und das ohne Existenz einer flüssigen Phase. Laut dem Phasendiagramm von Iod passiert das bei einer Temperatur von 114°C.

Lässt du das Ganze wieder erkalten, bilden sich aus den violetten Gasen wieder die grauschwarzen Kristalle. Auch hier wird der flüssige Zustand übersprungen. %Warum du im Winter auch eine Sublimation und eine Resublimation beobachten kannst, erfährst du  in unserem extra Video!%Thumbnail Sublimieren und Resublimieren

Iod Nachweis

Du kannst das Element auf unterschiedliche Arten nachweisen. Eine Möglichkeit ist der Nachweis mittels einer Iodid-Lösung. Dafür gibst du eine Kaliumiodid-Stärke-Lösung auf deine Probe. Ist Iod enthalten, färbt sich die Lösung blau. Die Farbe kommt daher, dass sich das Element I in die Stärke einlagert (Iod-Stärke-Komplex).

Freies Iod kannst du mithilfe unterschiedlicher Lösungsmittel nachweisen. Je nachdem, welches Lösungsmittel es ist, erhältst du bei Anwesenheit des Elements unterschiedliche Farben:

Lösungsmittel Farbe
Alkohol (z.B. Ethanol) braun
Benzol / Toluol rot
Chloroform violett

Du kannst das Element aber auch in Form von Iodid-Ionen (I) nachweisen. Hierfür eignen sich Fällungsreaktionen. Ein Beispiel dafür ist die Reaktion von Silbernitrat (AgNO3) mit Natriumiodid (NaI):

    \[\ce{AgNO3 + NaI -> AgI \downarrow + NaNO3}\]

Bei der Reaktion fällt Silberiodid (AgI) aus, was du an einem gelben Niederschlag erkennst.

Die Ionen des Elements kannst du mithilfe von Chlor (Cl2) nachweisen. Es oxidiert nämlich Iodid-Ionen, wodurch I2 entsteht. Das kannst du anhand einer violetten Farbe sehen.

    \[\ce{2 I- + Cl2 -> I2 + 2 Cl-}\]

Reaktionen mit Iod

Iod ist weniger reaktionsfähig als beispielsweise Fluor oder Brom . Trotzdem reagiert es mit vielen Metallen (Magnesium Mg, Zink Zn) bei hohen Temperaturen heftig. Dabei werden die jeweiligen Metalliodide (Magnesiumiodid MgI2, Zinkiodid ZnI2) gebildet:

    \[\ce{Mg + I2 -> MgI2}\]

    \[\ce{Zn + I2 -> ZnI2}\]

Durch die Reaktion des Metalls mit Iod entfärbt sich die Iodlösung.

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Reaktion Magnesium mit Iod

 

Auch eine Reaktion von Iod mit einer Ammoniaklösung (NH3) kann gefährlich sein. Hier entsteht nämlich Iodstickstoff (NI3), was extrem explosiv ist. Es reicht schon aus, dass du Iodstickstoff mit einer Vogelfeder berührst und es explodiert mit einem lauten Knall! Dabei entwickelt sich dann eine violette Wolke (elementares Iod) und Stickstoff.

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Explosion von Iodstickstoff

 

Mit reinem Ammoniak (NH3) wird Iodwasserstoff (HI) und Stickstoff (N2) gebildet:

    \[\ce{3 I2 + 2 NH3 -> 6 HI + N2}\]

Auch bei einer Reaktion vom Element I mit elementarem Wasserstoff (H) entsteht Iodwasserstoff (HI):

    \[\ce{H2 + I2 -> 2 HI}\]

Wenn du Iod mit Natriumthiosulfat (Na2S2O3) zur Reaktion bringst, wird es zu Iodid-Ionen (I) reduziert :

    \[\ce{I2 + 2 [S2O3]2- -> 2 I- + [S4O6]2- }\]

Der Schritt dient dazu, Iodabfälle für die richtige Entsorgung vorzubereiten. 

Biologische Bedeutung 

Iod-Dämpfe haben eine ätzende Wirkung auf deine Haut, Augen und Schleimhäute. Das merkst du an Symptomen wie Husten, Kopfschmerzen, Engegefühl in der Brust, Schwindel oder Ohnmacht. Liegt das Element dabei in einer hohen Konzentration vor, kann es sogar zu Lungenschädigungen kommen. 

Nimmst du Iod über den Mund auf, können Vergiftungserscheinungen auftreten. Darunter verstehst du die Entzündung deiner Magen- und Darmschleimhaut, Herzfunktionsstörungen, Krampfanfälle und stark erhöhten Speichelfluss. Die Vergiftung kann dann auch zum Tod führen — meistens verursacht durch Nierenversagen. Handelt es sich um eine chronische Vergiftung, äußert sich das in Anzeichen wie Schlaflosigkeit, Zittern, Durchfall, Gewichtsabnahme, Bronchitis oder Hauterkrankungen wie Akne.

Auch die Isotope (gleiche Ordnungszahl, unterschiedliche Massenzahl) des chemischen Elements können sehr gefährlich werden. Das liegt daran, dass einige Iod-Isotope radioaktiv sind. Seit der Katastrophe in Tschernobyl haben noch heute viele Menschen Probleme. Einige sind auch an den Folgen, die die Isotope verursachen, verstorben. Dazu zählst du beispielsweise die Strahlenkrankheit oder Schilddrüsenkrebs.

Iod Schilddrüse

Trotz allem ist Iod auch extrem wichtig für unsere Schilddrüse. Dort werden nämlich Iodverbindungen gespeichert, die zur Produktion der Schilddrüsenhormone dienen. Hat dein Körper einen Mangel an Iod, kann sich das durch eine Vergrößerung der Schilddrüse äußern. Außerdem verspürst du vielleicht Antriebslosigkeit, nimmst an Gewicht zu oder bekommst trockene Haut.

Ein solcher Mangel entsteht meist durch iodarme Ernährung. Die kann durch iodidhaltiges Salz etwas ausgeglichen werden.

Iod Vorkommen

In der Natur kommt das Element nicht elementar, sondern in Form von Verbindungen vor. So findest du es in geringen Mengen beispielsweise in Böden und Gesteinen. Lösliche Iod-Verbindungen wie Alkaliiodide (Natriumiodid NaI) werden bei der natürlichen Zersetzung von Gesteinen durch Regenwasser freigesetzt. Auf die Weise gelangen sie ins Grundwasser und schließlich auch in die Meere und Seen. Auch einige Mineralquellen enthalten Iod. 

Iod Verwendung

Wir haben dir einige Verwendungsbeispiele aufgelistet:

  • Lebensmittel: Du findest Iod häufig in Lebensmitteln wie z.B. Speisesalz. Es ist wichtig, damit du keinen Mangel an Iod hast.
  • Medizin: Hier wird das Element beispielsweise für Schilddrüsenmedikamente benutzt. Aufgrund seiner desinfizierenden Wirkung wird es aber auch in alkoholischen Iodtinkturen als Desinfektionsmittel verwendet. Auch in Schwimmbädern macht man sich die desinfizierende Wirkung zu Nutze: Iod dient dort zur Entkeimung des Wassers. Außerdem findest du das Element auch in Röntgenkontrastmitteln.
  • Halogenlampen: Das Element I ist ein Bestandteil des Innenraums von Halogenlampen.
  • Strahlenschutz: Hier verhindert die Einnahme von Kaliumiodidtabletten, dass radioaktive Iod-Isotope aus radioaktiv verseuchten Umgebungen aufgenommen werden.

 

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Iod Verwendung Beispiele

Iod Herstellung

Du kannst das Element im Labor durch eine Elektrolyse von Zinkiodid (ZnI2) herstellen. Dabei reagieren Zink-Ionen (Zn2+) an der Kathode zu elementarem Zink:

    \[\ce{Zn^2+ + 2 e- -> Zn}\]

An der Gegenelektrode — also der Anode — bildet sich aus Iodid-Ionen (I) das Iod:

    \[\ce{I2- -> 2 I + e-}\]

Eine andere Möglichkeit, das Element im Labor herzustellen, ist das Einleiten von Gasen in eine Iodlösung. Ein Beispiel dafür ist die Reaktion von Chlorgas (Cl2) / Bromgas (Br2) in einer Natriumiodid-Lösung (NaI):

    \[\ce{Cl2 + 2 NaI -> I2 + 2 NaCl}\]

    \[\ce{Br2 + 2 NaI -> I2 + 2 NaBr}\]

Da sowohl Chlor als auch Brom reaktiver als Iod sind, wird das Element I aus dem Salz NaI verdrängt. Dadurch entsteht elementares Iod und die Salze Natriumchlorid (NaCl) sowie Natriumbromid (NaBr).

In der Industrie wird das chemische Element aus Chilesalpeter (Natriumnitrat, NaNO3) gewonnen. Dafür müssen zunächst Verunreinigungen beseitigt werden, wodurch Natriumnitrat auskristallisiert. Dabei entsteht eine Lauge, die Natriumiodat (NaIO3) enthält. Bringst du Natriumiodat in Kontakt mit Schwefeldioxid (SO2), fällt elementares Iod aus: 

    \[\ce{2 NaIO3 + 4 H2O + 5 SO2 -> I2 + Na2SO4 + 4 H2SO4}\]

Daneben erhältst du noch Schwefelsäure (H2SO4) und Natriumsulfat (Na2SO4).

Iod Verbindungen

Im Folgenden werfen wir noch einen Blick auf einige wichtige Iod-Verbindungen. Wir unterscheiden dafür zwischen organischen und anorganischen Verbindungen.

Organische Iod-Verbindungen

Viele organische Verbindungen des Elements werden synthetisch hergestellt. Dazu gehören:

  • Iodalkane: Ein Beispiel für Halogenalkane ist Iodmethan (CH3I).
  • Iodaromaten: Darunter verstehst du Aromaten, die an einer oder mehreren Stellen das Element I binden. Du kannst Iodbenzol (C6H5I) dazuzählen. 

Anorganische Iod-Verbindungen

  • Iodide: Das Element kommt in der Natur ausschließlich in Form von Verbindungen vor. Oft liegt es dabei als Iodid-Ion (I) vor. Beispiele dafür sind Natriumiodid (NaI) und Kaliumiodid (KI).
  • Iodoxide: Reagiert Iod mit Sauerstoff, können Iodoxide entstehen. Dazu gehören zum Beispiel Diiodtetraoxid (I2O4) oder Diiodpentoxid (I2O5)
  • Iodsauerstoffsäuren: Neben Oxiden kann Iod bei der Reaktion mit Sauerstoff auch Säuren bilden. Bekannte Beispiele dafür sind die Hypoiodige Säure (HIO) oder die Periodsäure (H5IO6). 

%Welche Verbindungen Sauerstoff noch eingehen kann und warum er für dich sogar gefährlich werden kann, erklären wir dir im nächsten Video. Bis gleich! %Thumbnail Sauerstoff

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