El yodo es un elemento químico ; tiene símbolo I y número atómico 53. El más pesado de los halógenos estables , existe en condiciones estándar como un sólido no metálico semibrillante que se funde para formar un líquido violeta intenso a 114 °C (237 °F), y hierve hasta convertirse en un gas violeta a 184 °C (363 °F). El elemento fue descubierto por el químico francés Bernard Courtois en 1811 y dos años más tarde fue nombrado por Joseph Louis Gay-Lussac , en honor al griego antiguo Ιώδης , que significa "violeta".
El yodo se presenta en muchos estados de oxidación, incluido el yoduro (I − ), yodato ( IO−
3), y los diversos aniones periodato . Como nutriente mineral esencial más pesado , el yodo es necesario para la síntesis de hormonas tiroideas . [7] La deficiencia de yodo afecta a unos dos mil millones de personas y es la principal causa evitable de discapacidad intelectual . [8]
Los productores dominantes de yodo hoy son Chile y Japón . Debido a su alto número atómico y su facilidad de unión a compuestos orgánicos , también se ha utilizado como material de radiocontraste no tóxico . Debido a la especificidad de su absorción por el cuerpo humano, los isótopos radiactivos del yodo también se pueden utilizar para tratar el cáncer de tiroides . El yodo también se utiliza como catalizador en la producción industrial de ácido acético y algunos polímeros .
Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [9]
En 1811, el yodo fue descubierto por el químico francés Bernard Courtois , [10] [11] que nació en una familia de fabricantes de salitre (un componente esencial de la pólvora ). En la época de las Guerras Napoleónicas , el salitre tenía una gran demanda en Francia . El salitre producido a partir de lechos de salitre franceses requería carbonato de sodio , que podía aislarse de las algas recogidas en las costas de Normandía y Bretaña . Para aislar el carbonato de sodio, se quemaron algas y se lavaron las cenizas con agua. Los residuos restantes se destruyeron añadiendo ácido sulfúrico . Courtois añadió una vez exceso de ácido sulfúrico y se levantó una nube de vapor violeta. Observó que el vapor cristalizaba en superficies frías, formando cristales de color negro oscuro. [12] Courtois sospechaba que este material era un elemento nuevo, pero carecía de financiación para seguir adelante. [13]
Courtois entregó muestras a sus amigos, Charles Bernard Desormes (1777-1838) y Nicolas Clément (1779-1841), para que continuaran la investigación. También dio parte de la sustancia al químico Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) y al físico André-Marie Ampère (1775-1836). El 29 de noviembre de 1813, Desormes y Clément hicieron público el descubrimiento de Courtois describiendo la sustancia en una reunión del Instituto Imperial de Francia . [14] El 6 de diciembre de 1813, Gay-Lussac descubrió y anunció que la nueva sustancia era un elemento o un compuesto de oxígeno y descubrió que es un elemento. [15] [16] [17] Gay-Lussac sugirió el nombre "yodo" ( anglicizado como "yodo"), del griego antiguo Ιώδης ( iodēs , "violeta"), debido al color del vapor de yodo. [10] [15] Ampère le había dado parte de su muestra al químico británico Humphry Davy (1778-1829), quien experimentó con la sustancia y notó su similitud con el cloro y también lo encontró como un elemento. [18] Davy envió una carta fechada el 10 de diciembre a la Royal Society de Londres afirmando que había identificado un nuevo elemento llamado yodo. [19] Surgieron discusiones entre Davy y Gay-Lussac sobre quién identificó el yodo primero, pero ambos científicos descubrieron que ambos identificaron el yodo primero y también sabían que Courtois es el primero en aislar el elemento. [13]
En 1873, el investigador médico francés Casimir Davaine (1812-1882) descubrió la acción antiséptica del yodo. [20] Antonio Grossich (1849-1926), un cirujano nacido en Istria, fue uno de los primeros en utilizar la esterilización del campo operatorio. En 1908, introdujo la tintura de yodo como una forma de esterilizar rápidamente la piel humana en el campo quirúrgico. [21]
En las primeras tablas periódicas , al yodo se le daba a menudo el símbolo J , de Jod , su nombre en alemán . [22]
El yodo es el cuarto halógeno , siendo miembro del grupo 17 de la tabla periódica, por debajo del flúor , el cloro y el bromo ; Dado que el astato y la tennessina son radiactivos, el yodo es el halógeno estable más pesado. El yodo tiene una configuración electrónica de [Kr]4d 10 5s 2 5p 5 , siendo los siete electrones de la quinta y más externa capa sus electrones de valencia . Al igual que los otros halógenos, le falta un electrón para llegar a un octeto completo y, por lo tanto, es un agente oxidante que reacciona con muchos elementos para completar su capa exterior, aunque, de acuerdo con las tendencias periódicas , es el agente oxidante más débil entre los halógenos estables. : tiene la electronegatividad más baja entre ellos, sólo 2,66 en la escala de Pauling (compárese con el flúor, el cloro y el bromo con 3,98, 3,16 y 2,96 respectivamente; el astato continúa la tendencia con una electronegatividad de 2,2). Por lo tanto, el yodo elemental forma moléculas diatómicas con fórmula química I 2 , donde dos átomos de yodo comparten un par de electrones para lograr cada uno un octeto estable; a altas temperaturas, estas moléculas diatómicas disocian reversiblemente un par de átomos de yodo. De manera similar, el anión yoduro, I − , es el agente reductor más fuerte entre los halógenos estables, siendo el que se oxida más fácilmente a I 2 diatómico . [23] (El astato va más allá, siendo de hecho inestable como At − y fácilmente oxidado a At 0 o At + .) [24]
Los halógenos se oscurecen a medida que desciende el grupo: el flúor es de un amarillo muy pálido, el cloro es de color amarillo verdoso, el bromo es de color marrón rojizo y el yodo es violeta.
El yodo elemental es ligeramente soluble en agua: un gramo se disuelve en 3450 ml a 20 °C y 1280 ml a 50 °C; Se puede agregar yoduro de potasio para aumentar la solubilidad mediante la formación de iones triyoduro , entre otros poliyoduros. [25] Los disolventes no polares como el hexano y el tetracloruro de carbono proporcionan una mayor solubilidad. [26] Las soluciones polares, como las soluciones acuosas, son de color marrón, lo que refleja el papel de estos disolventes como bases de Lewis ; en cambio, las soluciones apolares son violetas, el color del vapor de yodo. [25] Los complejos de transferencia de carga se forman cuando el yodo se disuelve en disolventes polares, cambiando así el color. El yodo es violeta cuando se disuelve en tetracloruro de carbono e hidrocarburos saturados, pero de color marrón intenso en alcoholes y aminas , disolventes que forman aductos de transferencia de carga. [27]
Los puntos de fusión y ebullición del yodo son los más altos entre los halógenos, lo que coincide con la tendencia creciente en el grupo, ya que el yodo tiene la nube de electrones más grande entre ellos y es la que se polariza más fácilmente, lo que hace que sus moléculas tengan las interacciones de Van der Waals más fuertes. entre los halógenos. De manera similar, el yodo es el menos volátil de los halógenos, aunque todavía se puede observar que el sólido desprende vapor de color púrpura. [23] Debido a esta propiedad, el yodo se usa comúnmente para demostrar la sublimación directamente de sólido a gas , lo que da lugar a la idea errónea de que no se funde a presión atmosférica . [29] Debido a que tiene el radio atómico más grande entre los halógenos, el yodo tiene la primera energía de ionización más baja , la afinidad electrónica más baja , la electronegatividad más baja y la reactividad más baja de los halógenos. [23]
El enlace interhalógeno en el yodo es el más débil de todos los halógenos. Así, el 1% de una muestra de yodo gaseoso a presión atmosférica se disocia en átomos de yodo a 575 °C. Se requieren temperaturas superiores a 750 °C para que el flúor, el cloro y el bromo se disocian en un grado similar. La mayoría de los enlaces con el yodo son más débiles que los enlaces análogos con los halógenos más ligeros. [23] El yodo gaseoso está compuesto de moléculas de I 2 con una longitud de enlace I-I de 266,6 pm. El enlace I-I es uno de los enlaces simples más largos que se conocen. Es incluso más largo (271,5 pm) en el yodo cristalino ortorrómbico sólido , que tiene la misma estructura cristalina que el cloro y el bromo. (El récord lo ostenta el xenón , vecino del yodo : la longitud del enlace Xe-Xe es 308,71 pm). [30] Como tal, dentro de la molécula de yodo, se producen interacciones electrónicas significativas con los dos vecinos más cercanos de cada átomo, y estas interacciones dan lugar, en masa de yodo, a un aspecto brillante y propiedades semiconductoras . [23] El yodo es un semiconductor bidimensional con una banda prohibida de 1,3 eV (125 kJ/mol): es un semiconductor en el plano de sus capas cristalinas y un aislante en la dirección perpendicular. [23]
De los treinta y siete isótopos conocidos del yodo , sólo uno se encuentra en la naturaleza, el yodo-127 . Los demás son radiactivos y tienen vidas medias demasiado cortas para ser primordiales . Como tal, el yodo es a la vez monoisotópico y mononucleído y su peso atómico se conoce con gran precisión, ya que es una constante de la naturaleza. [23]
El isótopo radiactivo del yodo de vida más larga es el yodo-129 , que tiene una vida media de 15,7 millones de años y se desintegra mediante desintegración beta a xenón -129 estable . [31] Algo de yodo-129 se formó junto con yodo-127 antes de la formación del Sistema Solar, pero ahora se ha desintegrado por completo, lo que lo convierte en un radionucleido extinto . Su presencia anterior puede determinarse a partir de un exceso de su hijo xenón-129, pero los primeros intentos [32] de utilizar esta característica para datar la fuente de supernova para elementos en el Sistema Solar se ven dificultados por procesos nucleares alternativos que dan yodo-129 y por la volatilidad del yodo a temperaturas más altas. [33] Debido a su movilidad en el medio ambiente, el yodo-129 se ha utilizado hasta la fecha en aguas subterráneas muy antiguas. [34] [35] Todavía existen rastros de yodo-129 hoy en día, ya que también es un nucleido cosmogénico , formado a partir de la espalación del xenón atmosférico por rayos cósmicos : estos rastros constituyen del 10 −14 al 10 −10 de todo el yodo terrestre. También se produce en ensayos nucleares al aire libre y no es peligroso debido a su muy larga vida media, la más larga de todos los productos de fisión. En el apogeo de las pruebas termonucleares en las décadas de 1960 y 1970, el yodo-129 todavía representaba sólo alrededor del 10 −7 de todo el yodo terrestre. [36] Los estados excitados de yodo-127 y yodo-129 se utilizan a menudo en la espectroscopia de Mössbauer . [23]
Los otros radioisótopos de yodo tienen vidas medias mucho más cortas, de no más de días. [31] Algunos de ellos tienen aplicaciones médicas que involucran la glándula tiroides , donde se almacena y concentra el yodo que ingresa al cuerpo. El yodo-123 tiene una vida media de trece horas y se desintegra por captura de electrones en teluro-123 , emitiendo radiación gamma ; se utiliza en imágenes de medicina nuclear , incluida la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) y la tomografía computarizada de rayos X (CT de rayos X). [37] El yodo-125 tiene una vida media de cincuenta y nueve días, se descompone por captura de electrones en telurio-125 y emite radiación gamma de baja energía; el segundo radioisótopo de yodo de vida más larga, tiene usos en ensayos biológicos , imágenes de medicina nuclear y en radioterapia como braquiterapia para tratar una serie de afecciones, incluido el cáncer de próstata , los melanomas uveales y los tumores cerebrales . [38] Finalmente, el yodo-131 , con una vida media de ocho días, decae beta a un estado excitado de xenón-131 estable que luego se convierte al estado fundamental emitiendo radiación gamma. Es un producto de fisión común y, por tanto, está presente en altos niveles en la lluvia radioactiva . Luego puede absorberse a través de alimentos contaminados y también acumularse en la tiroides. A medida que se descompone, puede causar daño a la tiroides. El principal riesgo de la exposición a altos niveles de yodo-131 es la posibilidad de que se produzca cáncer de tiroides radiogénico en una etapa posterior de la vida. Otros riesgos incluyen la posibilidad de crecimientos no cancerosos y tiroiditis . [39]
La protección que se suele utilizar contra los efectos negativos del yodo-131 consiste en saturar la glándula tiroides con yodo-127 estable en forma de tabletas de yoduro de potasio , que se toman diariamente para una profilaxis óptima. [40] Sin embargo, el yodo-131 también se puede utilizar con fines medicinales en radioterapia por esta misma razón, cuando se desea la destrucción del tejido después de la absorción de yodo por el tejido. [41] El yodo-131 también se utiliza como trazador radiactivo . [42] [43] [44] [45]
El yodo es bastante reactivo, pero mucho menos reactivo que otros halógenos. Por ejemplo, mientras que el cloro gaseoso halogenará el monóxido de carbono , el óxido nítrico y el dióxido de azufre (a fosgeno , cloruro de nitrosilo y cloruro de sulfurilo , respectivamente), el yodo no lo hará. Además, la yodación de metales tiende a dar como resultado estados de oxidación más bajos que la cloración o la bromación; por ejemplo, el renio metálico reacciona con el cloro para formar hexacloruro de renio , pero con el bromo sólo forma pentabromuro de renio y el yodo sólo puede conseguir tetrayoduro de renio. [23] Por la misma razón, sin embargo, dado que el yodo tiene la energía de ionización más baja entre los halógenos y es el que se oxida más fácilmente, tiene una química catiónica más significativa y sus estados de oxidación más altos son bastante más estables que los del bromo y cloro, por ejemplo en heptafluoruro de yodo . [25]
La molécula de yodo, I 2 , se disuelve en CCl 4 e hidrocarburos alifáticos para dar soluciones de color violeta brillante. En estos disolventes, el máximo de la banda de absorción se produce en la región de 520 – 540 nm y se asigna a una transición de π * a σ * . Cuando el I 2 reacciona con bases de Lewis en estos disolventes, se observa un desplazamiento hacia el azul en el pico de I 2 y surge un nuevo pico (230 – 330 nm) que se debe a la formación de aductos, que se denominan complejos de transferencia de carga. [46]
El compuesto más simple de yodo es el yoduro de hidrógeno , HI. Es un gas incoloro que reacciona con el oxígeno para dar agua y yodo. Aunque es útil en reacciones de yodación en el laboratorio, no tiene usos industriales a gran escala, a diferencia de otros haluros de hidrógeno. Comercialmente, generalmente se elabora haciendo reaccionar yodo con sulfuro de hidrógeno o hidracina : [47]
A temperatura ambiente, es un gas incoloro, como todos los haluros de hidrógeno excepto el fluoruro de hidrógeno , ya que el hidrógeno no puede formar enlaces de hidrógeno fuertes con el átomo de yodo, grande y sólo ligeramente electronegativo. Se funde a -51,0 °C y hierve a -35,1 °C. Es un compuesto endotérmico que puede disociarse exotérmicamente a temperatura ambiente, aunque el proceso es muy lento a menos que esté presente un catalizador : la reacción entre hidrógeno y yodo a temperatura ambiente para dar yoduro de hidrógeno no se completa. La energía de disociación del enlace H-I es también la más pequeña de los haluros de hidrógeno, 295 kJ/mol. [48]
El yoduro de hidrógeno acuoso se conoce como ácido yodhídrico , que es un ácido fuerte. El yoduro de hidrógeno es excepcionalmente soluble en agua: un litro de agua disolverá 425 litros de yoduro de hidrógeno, y la solución saturada tiene sólo cuatro moléculas de agua por molécula de yoduro de hidrógeno. [49] El ácido yodhídrico comercial denominado "concentrado" suele contener entre un 48% y un 57% de HI en masa; la solución forma un azeótropo con un punto de ebullición de 126,7 °C a 56,7 g de HI por 100 g de solución. Por lo tanto, el ácido yodhídrico no puede concentrarse más allá de este punto mediante la evaporación del agua. [48] A diferencia del yoduro de hidrógeno gaseoso, el ácido yodhídrico tiene un uso industrial importante en la fabricación de ácido acético mediante el proceso Cativa . [50] [51]
A diferencia del fluoruro de hidrógeno , es difícil trabajar con yoduro de hidrógeno líquido anhidro como disolvente, porque su punto de ebullición es bajo, tiene un rango líquido pequeño, su permitividad es baja y no se disocia apreciablemente en H 2 I + y HI.−
2iones – estos últimos, en cualquier caso, son mucho menos estables que los iones bifluoruro ( HF−
2) debido al enlace de hidrógeno muy débil entre el hidrógeno y el yodo, aunque sus sales con cationes muy grandes y débilmente polarizantes como Cs + y NR+
4(R = Me , Et , Bun ) aún pueden aislarse . El yoduro de hidrógeno anhidro es un disolvente pobre, capaz de disolver sólo compuestos moleculares pequeños como el cloruro de nitrosilo y el fenol , o sales con energías reticulares muy bajas como los haluros de tetraalquilamonio. [48]
Con excepción de los gases nobles , se sabe que casi todos los elementos de la tabla periódica, hasta el einstenio ( conocido como EsI 3 ), forman compuestos binarios con yodo. Hasta 1990, el triyoduro de nitrógeno [52] sólo se conocía como aducto de amoníaco. Se encontró que el NI 3 sin amoníaco se puede aislar a –196 °C pero se descompone espontáneamente a 0 °C. [53] Por razones termodinámicas relacionadas con la electronegatividad de los elementos, los yoduros neutros de azufre y selenio que son estables a temperatura ambiente tampoco existen, aunque S 2 I 2 y SI 2 son estables hasta 183 y 9 K, respectivamente. A partir de 2022, no se ha identificado inequívocamente ningún yoduro de selenio binario neutro (a cualquier temperatura). [54] Cationes poliatómicos de azufre y selenio-yodo (por ejemplo, [S 2 I 4 2+ ][AsF 6 – ] 2 y [Se 2 I 4 2+ ][Sb 2 F 11 – ] 2 ) se han preparado y caracterizado cristalográficamente. [55]
Dado el gran tamaño del anión yoduro y el débil poder oxidante del yodo, es difícil alcanzar estados de oxidación elevados en los yoduros binarios, siendo los máximos conocidos en los pentaioduros de niobio , tantalio y protactinio . Los yoduros se pueden producir mediante la reacción de un elemento o su óxido, hidróxido o carbonato con ácido yodhídrico y luego deshidratados mediante temperaturas ligeramente altas combinadas con gas de yoduro de hidrógeno anhidro o a baja presión. Estos métodos funcionan mejor cuando el producto de yoduro es estable a la hidrólisis. Otras síntesis incluyen yodación oxidativa a alta temperatura del elemento con yodo o yoduro de hidrógeno, yodación a alta temperatura de un óxido metálico u otro haluro mediante yodo, un haluro metálico volátil, tetrayoduro de carbono o un yoduro orgánico. Por ejemplo, el óxido de molibdeno (IV) reacciona con yoduro de aluminio (III) a 230 °C para dar yoduro de molibdeno (II) . A continuación se proporciona un ejemplo que involucra el intercambio de halógenos, que involucra la reacción de cloruro de tantalio (V) con un exceso de yoduro de aluminio (III) a 400 °C para dar yoduro de tantalio (V) : [56]
Los yoduros inferiores se pueden producir mediante descomposición térmica o desproporción, o reduciendo el yoduro superior con hidrógeno o un metal, por ejemplo: [56]
La mayoría de los yoduros metálicos con el metal en estados de oxidación bajos (+1 a +3) son iónicos. Los no metales tienden a formar yoduros moleculares covalentes, al igual que los metales en estados de oxidación altos de +3 y superiores. Tanto los yoduros iónicos como los covalentes son conocidos para metales en estado de oxidación +3 (por ejemplo, el yoduro de escandio es mayoritariamente iónico, pero el yoduro de aluminio no lo es). Los yoduros iónicos MI n tienden a tener los puntos de fusión y ebullición más bajos entre los haluros MX n del mismo elemento, porque las fuerzas electrostáticas de atracción entre los cationes y los aniones son más débiles para el anión yoduro grande. Por el contrario, los yoduros covalentes tienden a tener los puntos de fusión y ebullición más altos entre los haluros del mismo elemento, ya que el yodo es el más polarizable de los halógenos y, al tener la mayor cantidad de electrones entre ellos, puede contribuir más a las fuerzas de van der Waals. . Naturalmente, en el caso de los yoduros intermedios abundan las excepciones, donde una tendencia da paso a la otra. De manera similar, las solubilidades en agua de yoduros predominantemente iónicos (por ejemplo, potasio y calcio ) son las mayores entre los haluros iónicos de ese elemento, mientras que las de los yoduros covalentes (por ejemplo, plata ) son las más bajas de ese elemento. En particular, el yoduro de plata es muy insoluble en agua y su formación se utiliza a menudo como prueba cualitativa para el yodo. [56]
Los halógenos forman muchos compuestos interhalógenos diamagnéticos binarios con estequiometrías XY, XY 3 , XY 5 y XY 7 (donde X es más pesado que Y), y el yodo no es una excepción. El yodo forma los tres posibles interhalógenos diatómicos, un trifluoruro y un tricloruro, así como un pentafluoruro y, excepcionalmente entre los halógenos, un heptafluoruro. También se caracterizan numerosos derivados catiónicos y aniónicos, como los compuestos de ICl de color rojo vino o naranja brillante.+
2y los compuestos de color marrón oscuro o negro violáceo de I 2 Cl + . Aparte de estos, también se conocen algunos pseudohaluros , como el yoduro de cianógeno (ICN), el tiocianato de yodo (ISCN) y la azida de yodo (IN 3 ). [57]
El monofluoruro de yodo (IF) es inestable a temperatura ambiente y se desproporciona muy fácil e irreversiblemente con respecto al yodo y al pentafluoruro de yodo , por lo que no se puede obtener puro. Puede sintetizarse a partir de la reacción de yodo con gas flúor en triclorofluorometano a -45 °C, con trifluoruro de yodo en triclorofluorometano a -78 °C, o con fluoruro de plata (I) a 0 °C. [57] El monocloruro de yodo (ICl) y el monobromuro de yodo (IBr), por otro lado, son moderadamente estables. El primero, un compuesto volátil de color marrón rojizo, fue descubierto de forma independiente por Joseph Louis Gay-Lussac y Humphry Davy en 1813-1814, poco después de los descubrimientos del cloro y el yodo, e imita tan bien al bromo halógeno intermedio que Justus von Liebig lo descubrió. engañado al confundir el bromo (que había encontrado) con el monocloruro de yodo. El monocloruro y el monobromuro de yodo se pueden preparar simplemente haciendo reaccionar yodo con cloro o bromo a temperatura ambiente y purificándolos mediante cristalización fraccionada . Ambos son bastante reactivos y atacan incluso al platino y al oro , aunque no al boro , el carbono , el cadmio , el plomo , el circonio , el niobio , el molibdeno y el tungsteno . Su reacción con compuestos orgánicos depende de las condiciones. El vapor de cloruro de yodo tiende a clorar el fenol y el ácido salicílico , ya que cuando el cloruro de yodo sufre una fisión homolítica , se producen cloro y yodo y el primero es más reactivo. Sin embargo, el cloruro de yodo en una solución de tetracloruro de carbono da como resultado que la yodación sea la reacción principal, ya que ahora se produce la fisión heterolítica del enlace I-Cl y el I + ataca al fenol como electrófilo. Sin embargo, el monobromuro de yodo tiende a bromar el fenol incluso en una solución de tetracloruro de carbono porque tiende a disociarse en sus elementos en solución, y el bromo es más reactivo que el yodo. [57] Cuando el líquido, el monocloruro de yodo y el monobromuro de yodo se disocian en I
2X+
y IX−
2iones (X = Cl, Br); por tanto, son importantes conductores de electricidad y pueden utilizarse como disolventes ionizantes. [57]
El trifluoruro de yodo (IF 3 ) es un sólido amarillo inestable que se descompone por encima de -28 °C. Por tanto, es poco conocido. Es difícil de producir porque el gas flúor tendería a oxidar el yodo hasta formar pentafluoruro; Es necesaria la reacción a baja temperatura con difluoruro de xenón . El tricloruro de yodo , que existe en estado sólido como el dímero plano I 2 Cl 6 , es un sólido de color amarillo brillante, sintetizado al hacer reaccionar yodo con cloro líquido a -80 °C; Es necesario tener precaución durante la purificación porque se disocia fácilmente en monocloruro de yodo y cloro y, por lo tanto, puede actuar como un fuerte agente clorante. El tricloruro de yodo líquido conduce electricidad, lo que posiblemente indique disociación en ICl.+
2y ICl−
4iones. [58]
El pentafluoruro de yodo (IF 5 ), un líquido volátil e incoloro, es el fluoruro de yodo más termodinámicamente estable y se puede preparar haciendo reaccionar yodo con gas flúor a temperatura ambiente. Es un agente fluorante, pero es lo suficientemente suave como para almacenarlo en aparatos de vidrio. Nuevamente, hay una ligera conductividad eléctrica presente en el estado líquido debido a la disociación a IF+
4y si−
6. El heptafluoruro de yodo bipiramidal pentagonal (IF 7 ) es un agente fluorante extremadamente potente, entre los interhalógenos sólo está detrás del trifluoruro de cloro , el pentafluoruro de cloro y el pentafluoruro de bromo : reacciona con casi todos los elementos incluso a bajas temperaturas, fluora el vidrio Pyrex para formar yodo. VII) oxifluoruro (IOF 5 ), y prende fuego al monóxido de carbono . [59]
Los óxidos de yodo son los más estables de todos los óxidos de halógeno, debido a los fuertes enlaces I-O que resultan de la gran diferencia de electronegatividad entre el yodo y el oxígeno, y se conocen desde hace más tiempo. [27] El pentóxido de yodo (I 2 O 5 ) , estable, blanco e higroscópico , se conoce desde su formación en 1813 por Gay-Lussac y Davy. Se produce más fácilmente mediante la deshidratación del ácido yódico (HIO 3 ), del cual es el anhídrido. Oxidará rápidamente completamente el monóxido de carbono a dióxido de carbono a temperatura ambiente y, por lo tanto, es un reactivo útil para determinar la concentración de monóxido de carbono. También oxida óxido de nitrógeno , etileno y sulfuro de hidrógeno . Reacciona con trióxido de azufre y difluoruro de peroxidisulfurilo (S 2 O 6 F 2 ) para formar sales del catión yodilo, [IO 2 ] + , y se reduce con ácido sulfúrico concentrado a sales de yodosilo que involucran [IO] + . Puede fluorarse con flúor , trifluoruro de bromo , tetrafluoruro de azufre o fluoruro de clorilo , lo que da como resultado pentafluoruro de yodo , que también reacciona con el pentóxido de yodo , dando oxifluoruro de yodo (V), IOF 3 . Se conocen algunos otros óxidos menos estables, en particular I 4 O 9 e I 2 O 4 ; sus estructuras no han sido determinadas, pero las conjeturas razonables son I III (I V O 3 ) 3 y [IO] + [IO 3 ] − respectivamente. [60]
Más importantes son los cuatro oxoácidos: ácido hipoyodoso (HIO), ácido yodoso (HIO 2 ), ácido yódico (HIO 3 ) y ácido periódico (HIO 4 o H 5 IO 6 ). Cuando el yodo se disuelve en una solución acuosa, ocurren las siguientes reacciones: [61]
El ácido hipoyodoso es inestable a la desproporción. Los iones hipoyodito se formaron de manera desproporcionada inmediatamente para dar yoduro y yodato: [61]
El ácido yodado y el yodo son incluso menos estables y existen sólo como un intermediario fugaz en la oxidación del yoduro a yodato, en todo caso. [61] Los yodatos son, con mucho, el más importante de estos compuestos, que se pueden obtener oxidando yoduros de metales alcalinos con oxígeno a 600 °C y alta presión, o oxidando yodo con cloratos . A diferencia de los cloratos, que se desproporcionan muy lentamente para formar cloruro y perclorato, los yodatos son estables a la desproporción tanto en soluciones ácidas como alcalinas. A partir de estos se pueden obtener sales de la mayoría de los metales. El ácido yódico se produce más fácilmente mediante la oxidación de una suspensión acuosa de yodo mediante electrólisis o ácido nítrico fumante . El yodato tiene el poder oxidante más débil de los halatos, pero reacciona más rápido. [62]
Se conocen muchos periodatos, incluido no solo el esperado tetraédrico IO−
4, pero también IO piramidal cuadrada3-5
, ortoperiodato octaédrico IO5-6
, [IO 3 (OH) 3 ] 2− , [I 2 O 8 (OH 2 )] 4− , y yo
2oh4-9
. Por lo general, se obtienen oxidando electroquímicamente yodato de sodio alcalino (con óxido de plomo (IV) como ánodo) o con cloro gaseoso: [63]
Son agentes oxidantes termodímica y cinéticamente potentes, que oxidan rápidamente Mn 2+ a MnO.−
4y escindir glicoles , α- dicetonas , α- cetoles , α- aminoalcoholes y α- diaminas . [63] El ortoperiodato estabiliza especialmente los estados de oxidación altos entre los metales debido a su muy alta carga negativa de -5. El ácido ortoperiódico , H 5 IO 6 , es estable y se deshidrata a 100 °C en vacío para formar ácido metaperiódico , HIO 4 . Intentar ir más allá no da como resultado el inexistente heptóxido de yodo (I 2 O 7 ), sino pentóxido de yodo y oxígeno. El ácido periódico puede ser protonado por ácido sulfúrico para dar el I(OH)+
6catión, isoelectrónico a Te(OH) 6 y Sb(OH)−
6, y dando sales con bisulfato y sulfato. [27]
Cuando el yodo se disuelve en ácidos fuertes, como el ácido sulfúrico fumante, se forma una solución paramagnética de color azul brillante que incluye yodo.+
2Se forman cationes. Se puede obtener una sal sólida del catión diyodo oxidando yodo con pentafluoruro de antimonio : [27]
La sal I 2 Sb 2 F 11 es de color azul oscuro y también se conoce el análogo de tantalio azul I 2 Ta 2 F 11 . Mientras que la longitud del enlace I-I en I 2 es 267 pm, la de I+
2es sólo 256 pm porque el electrón que falta en este último ha sido eliminado de un orbital antienlazante, lo que hace que el enlace sea más fuerte y, por tanto, más corto. En solución de ácido fluorosulfúrico , azul profundo I+
2se dimeriza reversiblemente por debajo de -60 ° C, formando un I diamagnético rectangular rojo2+
4. Otros cationes de poliyodo no están tan bien caracterizados, incluido el I doblado de color marrón oscuro o negro.+
3y centrosimétrico C 2 h verde o negro I+
5, conocido en la AsF−
6y AlCl−
4sales entre otros. [27] [64]
El único anión poliyoduro importante en solución acuosa es el triyoduro lineal , I.−
3. Su formación explica por qué la solubilidad del yodo en agua puede aumentar mediante la adición de una solución de yoduro de potasio: [27]
Se pueden encontrar muchos otros poliyoduros cuando cristalizan soluciones que contienen yodo y yoduro, como I−
5, I−
9, I2-4
, y yo2-8
, cuyas sales con cationes grandes y débilmente polarizantes, como el Cs +, se pueden aislar. [27] [65]
Los compuestos organoyodados han sido fundamentales en el desarrollo de la síntesis orgánica, como en la eliminación de aminas de Hofmann , [66] la síntesis de éteres de Williamson , [67] la reacción de acoplamiento de Wurtz , [68] y en los reactivos de Grignard . [69]
El enlace carbono -yodo es un grupo funcional común que forma parte de la química orgánica central ; Formalmente, estos compuestos pueden considerarse derivados orgánicos del anión yoduro . Los compuestos organoyodados más simples , los yoduros de alquilo , pueden sintetizarse mediante la reacción de alcoholes con triyoduro de fósforo ; Estos pueden luego usarse en reacciones de sustitución nucleofílica o para preparar reactivos de Grignard . El enlace C-I es el más débil de todos los enlaces carbono-halógeno debido a la minúscula diferencia de electronegatividad entre el carbono (2,55) y el yodo (2,66). Como tal, el yoduro es el mejor grupo saliente entre los halógenos, hasta tal punto que muchos compuestos organoyodados se vuelven amarillos cuando se almacenan con el tiempo debido a su descomposición en yodo elemental; como tales, se utilizan comúnmente en síntesis orgánica , debido a la fácil formación y escisión del enlace C-I. [70] También son significativamente más densos que los otros compuestos organohalogenados gracias al alto peso atómico del yodo. [71] Algunos agentes oxidantes orgánicos como los yodanos contienen yodo en un estado de oxidación superior a -1, como el ácido 2-yodoxibenzoico , un reactivo común para la oxidación de alcoholes a aldehídos , [72] y dicloruro de yodobenceno (PhICl 2 ). , utilizado para la cloración selectiva de alquenos y alquinos . [73] Uno de los usos más conocidos de los compuestos organoyodados es la llamada prueba de yodoformo , en la que se produce yodoformo (CHI 3 ) mediante yodación exhaustiva de una metilcetona (u otro compuesto capaz de oxidarse a una metilcetona). ), como sigue: [74]
Algunos inconvenientes del uso de compuestos organoyodados en comparación con compuestos organoclorados u organobromados son el mayor coste y toxicidad de los derivados de yodo, ya que el yodo es caro y los compuestos organoyodados son agentes alquilantes más fuertes. [75] Por ejemplo, la yodoacetamida y el ácido yodoacético desnaturalizan las proteínas alquilando irreversiblemente los residuos de cisteína y previniendo la formación de enlaces disulfuro . [76]
El intercambio de halógenos para producir yodoalcanos mediante la reacción de Finkelstein se complica ligeramente por el hecho de que el yoduro es un mejor grupo saliente que el cloruro o el bromuro. Sin embargo, la diferencia es lo suficientemente pequeña como para que la reacción pueda completarse aprovechando la solubilidad diferencial de las sales de haluro o usando un gran exceso de la sal de haluro. [74] En la reacción clásica de Finkelstein, un cloruro de alquilo o un bromuro de alquilo se convierte en un yoduro de alquilo mediante tratamiento con una solución de yoduro de sodio en acetona . El yoduro de sodio es soluble en acetona y el cloruro de sodio y el bromuro de sodio no lo son. [77] La reacción es impulsada hacia productos por acción de masas debido a la precipitación de la sal insoluble. [78] [79]
El yodo es el menos abundante de los halógenos estables y comprende sólo 0,46 partes por millón de las rocas de la corteza terrestre (compárese: flúor : 544 ppm, cloro : 126 ppm, bromo : 2,5 ppm), lo que lo convierte en el elemento número 60 más abundante. [80] Los minerales de yoduro son raros y la mayoría de los depósitos que están lo suficientemente concentrados para una extracción económica son minerales de yodato. Los ejemplos incluyen lautarita , Ca(IO 3 ) 2 y dietzeita, 7Ca(IO 3 ) 2 ·8CaCrO 4 . [80] Estos son los minerales que se encuentran como trazas de impurezas en el caliche , que se encuentra en Chile , cuyo principal producto es el nitrato de sodio . En total pueden contener al menos un 0,02% y como máximo un 1% en masa de yodo. [81] El yodato de sodio se extrae del caliche y se reduce a yoduro mediante bisulfito de sodio . Luego, esta solución se hace reaccionar con yodato recién extraído, lo que da como resultado una transformación en yodo, que puede eliminarse por filtración. [23]
El caliche fue la principal fuente de yodo en el siglo XIX y sigue siendo importante hoy en día, reemplazando al alga marina (que ya no es una fuente económicamente viable), [82] pero a finales del siglo XX las salmueras surgieron como una fuente comparable. El campo de gas japonés Minami Kantō, al este de Tokio, y el campo de gas estadounidense de la cuenca Anadarko, en el noroeste de Oklahoma , son las dos mayores fuentes de este tipo. La salmuera está a más de 60 °C desde la profundidad de la fuente. La salmuera primero se purifica y acidifica con ácido sulfúrico , luego el yoduro presente se oxida a yodo con cloro. Se produce una solución de yodo, pero está diluida y debe concentrarse. Se sopla aire en la solución para evaporar el yodo, que pasa a una torre absorbente, donde el dióxido de azufre reduce el yodo. El yoduro de hidrógeno (HI) se hace reaccionar con cloro para precipitar el yodo. Después de filtrar y purificar, se envasa el yodo. [81] [83]
Estas fuentes aseguran que Chile y Japón son los mayores productores de yodo en la actualidad. [80] Alternativamente, la salmuera se puede tratar con nitrato de plata para precipitar el yodo como yoduro de plata , que luego se descompone mediante reacción con hierro para formar plata metálica y una solución de yoduro de hierro (II) . A continuación, el yodo se libera por desplazamiento con cloro . [84]
Aproximadamente la mitad de todo el yodo producido se destina a diversos compuestos organoyodados , otro 15% permanece como elemento puro, otro 15% se utiliza para formar yoduro de potasio y otro 15% para otros compuestos inorgánicos de yodo . [23] Entre los principales usos de los compuestos de yodo se encuentran los catalizadores , suplementos alimentarios para animales, estabilizadores, tintes, colorantes y pigmentos, productos farmacéuticos, sanitarios (a partir de tintura de yodo ) y fotografía; usos menores incluyen la inhibición del smog , la siembra de nubes y varios usos en química analítica . [23]
Los aniones yoduro y yodato se utilizan a menudo para análisis volumétricos cuantitativos, por ejemplo en yodometría . El yodo y el almidón forman un complejo azul y esta reacción se utiliza a menudo para detectar almidón o yodo y como indicador en yodometría. La prueba de yodo para detectar almidón todavía se utiliza para detectar billetes falsos impresos en papel que contiene almidón. [85]
El valor de yodo es la masa de yodo en gramos que consumen 100 gramos de una sustancia química, normalmente grasas o aceites. Los números de yodo se utilizan a menudo para determinar la cantidad de insaturación en los ácidos grasos . Esta insaturación se presenta en forma de dobles enlaces , que reaccionan con los compuestos de yodo.
El tetrayodomercurato(II) de potasio , K 2 HgI 4 , también se conoce como reactivo de Nessler. A menudo se utiliza como prueba de puntos sensibles para detectar amoníaco . De manera similar, el reactivo de Mayer (solución de tetrayodomercurato(II) de potasio) se utiliza como reactivo precipitante para detectar alcaloides . [86] La solución acuosa de yodo alcalino se utiliza en la prueba de yodoformo para las metilcetonas . [74]
El espectro de la molécula de yodo, I 2 , consta (no exclusivamente) de decenas de miles de líneas espectrales nítidas en el rango de longitud de onda de 500 a 700 nm. Por lo tanto, es una referencia de longitud de onda comúnmente utilizada (estándar secundario). Midiendo con una técnica espectroscópica sin Doppler mientras se enfoca una de estas líneas, se revela la estructura hiperfina de la molécula de yodo. Ahora se resuelve una línea de manera que se puedan medir 15 componentes (de números cuánticos rotacionales pares, J par ) o 21 componentes (de números cuánticos rotacionales impares, J impar ). [87]
El yoduro de cesio y el yoduro de sodio dopado con talio se utilizan en centelleadores de cristales para la detección de rayos gamma. La eficiencia es alta y es posible la espectroscopía de dispersión de energía, pero la resolución es bastante pobre.
Los sistemas de propulsión de propulsores de iones que emplean yodo como masa de reacción pueden construirse de manera más compacta, con menos masa (y costo) y operar de manera más eficiente que los propulsores de iones en rejilla que se utilizaron para propulsar naves espaciales anteriores, como las sondas Hayabusa de Japón y el satélite GOCE de la ESA. , o la misión DART de la NASA , todas las cuales utilizaron xenón para este propósito. El peso atómico del yodo es sólo un 3,3% menor que el del xenón, mientras que sus dos primeras energías de ionización promedian un 12% menos; En conjunto, estos hacen que los iones de yodo sean un sustituto prometedor. [88] [89] Sin embargo, el yodo introduce problemas de reactividad química que no están presentes en los plasmas de xenón. [90]
El uso de yodo debería permitir una aplicación más amplia de la tecnología de propulsión de iones, particularmente en vehículos espaciales de menor escala. [89] Según la Agencia Espacial Europea , "Esta pequeña pero potencialmente disruptiva innovación podría ayudar a limpiar los cielos de basura espacial , al permitir que pequeños satélites se autodestruyan de forma económica y sencilla al final de sus misiones, dirigiéndose hacia el espacio". atmósfera donde se quemarían." [91]
A principios de 2021, el grupo francés ThrustMe realizó una demostración en órbita de un propulsor de iones de propulsión eléctrica para naves espaciales, donde se utilizaba yodo en lugar de xenón como fuente de plasma , para generar empuje acelerando iones con un campo electrostático . . [88]
El yodo elemental (I 2 ) se utiliza como antiséptico en medicina. [92] Varios compuestos solubles en agua, desde triyoduro (I 3 - , generado in situ agregando yoduro a yodo elemental poco soluble en agua) hasta varios yodóforos , se descomponen lentamente para liberar I 2 cuando se aplican. [93]
Las sales de yoduro y yodato se utilizan en dosis bajas en la sal yodada . Se utiliza una solución saturada de yoduro de potasio para tratar la tirotoxicosis aguda . También se usa para bloquear la absorción de yodo-131 en la glándula tiroides (consulte la sección de isótopos más arriba), cuando este isótopo se usa como parte de radiofármacos (como el iobenguano ) que no están dirigidos a la tiroides o a los tejidos tipo tiroides. [94] [95]
Como elemento con alta densidad electrónica y número atómico, el yodo absorbe rayos X más débiles que 33,3 keV debido al efecto fotoeléctrico de los electrones más internos. [96] Los compuestos organoyodados se utilizan con inyección intravenosa como agentes de radiocontraste de rayos X. Esta aplicación suele realizarse junto con técnicas avanzadas de rayos X, como la angiografía y la tomografía computarizada . En la actualidad, todos los agentes de contraste radiológico solubles en agua dependen de compuestos que contienen yodo .
La producción de dihidroyoduro de etilendiamina , proporcionado como suplemento nutricional al ganado, consume una gran parte del yodo disponible. Otro uso importante es el de catalizador para la producción de ácido acético mediante los procesos de Monsanto y Cativa . En estas tecnologías, que respaldan la demanda mundial de ácido acético, el ácido yodhídrico convierte la materia prima de metanol en yoduro de metilo, que sufre carbonilación . La hidrólisis del yoduro de acetilo resultante regenera el ácido yodhídrico y da ácido acético. [97]
Los yoduros inorgánicos encuentran usos especializados. El titanio , el circonio , el hafnio y el torio se purifican mediante el proceso de Van Arkel-de Boer , que implica la formación reversible de los tetrayoduros de estos elementos. El yoduro de plata es un ingrediente importante de las películas fotográficas tradicionales. Cada año se utilizan miles de kilogramos de yoduro de plata para sembrar nubes que induzcan la lluvia. [97]
El compuesto organoyodado eritrosina es un importante colorante alimentario. Los yoduros de perfluoroalquilo son precursores de importantes tensioactivos, como el ácido perfluorooctanosulfónico . [97]
La reacción del reloj del yodo (en la que el yodo también sirve como prueba para detectar almidón, formando un complejo azul oscuro), [23] es un experimento de demostración educativo popular y un ejemplo de una reacción aparentemente oscilante (es sólo la concentración de un producto intermedio lo que oscila).
El 125 I se utiliza como radiomarcador para investigar qué ligandos van a qué receptores de reconocimiento de patrones de plantas (PRR). [98]
El yodo es un elemento esencial para la vida y, con número atómico Z = 53, es el elemento más pesado que suelen necesitar los organismos vivos. ( El lantano y otros lantánidos , así como el tungsteno con Z = 74 y el uranio con Z = 92, son utilizados por algunos microorganismos. [100] [101] [102] ) Es necesario para la síntesis del agente regulador del crecimiento. hormonas tiroideas tetrayodotironina y triyodotironina (T 4 y T 3 respectivamente, llamadas así por el número de átomos de yodo). Una deficiencia de yodo conduce a una disminución de la producción de T 3 y T 4 y un aumento concomitante del tejido tiroideo en un intento de obtener más yodo, provocando la enfermedad del bocio . La principal forma de hormona tiroidea en la sangre es la tetrayodotironina (T 4 ), que tiene una vida más larga que la triyodotironina (T 3 ). En los seres humanos, la proporción de T 4 a T 3 liberada en la sangre está entre 14:1 y 20:1. La T 4 se convierte en T 3 activa (de tres a cuatro veces más potente que la T 4 ) dentro de las células mediante desyodasas (5'-yodasa). Estos se procesan adicionalmente mediante descarboxilación y desyodación para producir yodotironamina (T 1 a) y tironamina (T 0 a'). Las tres isoformas de las desyodasas son enzimas que contienen selenio ; por tanto, el selenio metálico es necesario para la producción de triyodotironina y tetrayodotironina. [103]
El yodo representa el 65% del peso molecular de T 4 y el 59% de T 3 . De quince a 20 mg de yodo se concentran en el tejido tiroideo y las hormonas, pero el 70% de todo el yodo del cuerpo se encuentra en otros tejidos, incluidas las glándulas mamarias, los ojos , la mucosa gástrica, el timo, el líquido cefalorraquídeo , el plexo coroideo, las arterias y el cuello uterino . glándulas salivales. Durante el embarazo, la placenta puede almacenar y acumular yodo. [104] [105] En las células de esos tejidos, el yodo ingresa directamente a través del simportador de yoduro de sodio (NIS). La acción del yodo en los tejidos de los mamíferos está relacionada con el desarrollo fetal y neonatal, y en los demás tejidos es conocida. [106]
Los niveles de ingesta diaria recomendados por la Academia Nacional de Medicina de Estados Unidos están entre 110 y 130 μg para bebés de hasta 12 meses, 90 μg para niños de hasta ocho años, 130 μg para niños de hasta 13 años, 150 μg para adultos, 220 μg para mujeres embarazadas y 290 μg para mujeres lactantes. [7] [107] El nivel máximo de ingesta tolerable (TUIL) para adultos es de 1100 μg/día. [108] Este límite superior se evaluó analizando el efecto de la suplementación sobre la hormona estimulante de la tiroides . [106]
La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) se refiere al conjunto colectivo de información como Valores Dietéticos de Referencia, con Ingesta de Referencia de la Población (PRI) en lugar de RDA, y Necesidad Promedio en lugar de EAR; AI y UL se definen igual que en Estados Unidos. Para mujeres y hombres de 18 años y más, el PRI para yodo se fija en 150 μg/día; el PRI durante el embarazo y la lactancia es de 200 μg/día. Para los niños de 1 a 17 años, el PRI aumenta con la edad de 90 a 130 μg/día. Estos PRI son comparables a las RDA de EE. UU., con la excepción de la lactancia. [109]
La glándula tiroides necesita 70 μg/día de yodo para sintetizar las cantidades diarias necesarias de T4 y T3. [7] Los niveles más altos de yodo recomendados diariamente parecen necesarios para el funcionamiento óptimo de varios sistemas del cuerpo, incluidas las glándulas mamarias , la mucosa gástrica , las glándulas salivales , las células cerebrales , el plexo coroideo , el timo y las arterias . [7] [110] [111] [112]
Las fuentes alimenticias naturales de yodo incluyen mariscos que contienen pescado , algas , algas marinas , mariscos y otros alimentos que contienen productos lácteos , huevos , carnes y verduras , siempre que los animales coman abundante yodo y las plantas crezcan en suelos ricos en yodo. [113] [114] La sal yodada está fortificada con yodato de potasio , una sal de yodo, potasio y oxígeno. [114] [115] [116]
En 2000, la ingesta media de yodo procedente de los alimentos en los Estados Unidos era de 240 a 300 μg/día para los hombres y de 190 a 210 μg/día para las mujeres. [108] La población general de EE. UU. tiene una nutrición adecuada de yodo, [117] [118] y las mujeres lactantes y embarazadas tienen un riesgo leve de deficiencia. [118] En Japón, el consumo se consideró mucho mayor, oscilando entre 5.280 μg/día y 13.800 μg/día de wakame y kombu que se comen, [106] tanto en forma de kombu como de wakame y extractos de kombu y wakame umami para sopa. caldo y patatas fritas . Sin embargo, nuevos estudios sugieren que el consumo en Japón se acerca a los 1.000-3.000 μg/día. [119] El UL para adultos en Japón se revisó por última vez a 3000 μg/día en 2015. [120]
Después de realizar programas de enriquecimiento con yodo, como la yodación de la sal , se han observado algunos casos de hipertiroidismo inducido por yodo (el llamado fenómeno de Jod-Basedow ). La afección se presenta principalmente en personas mayores de 40 años y el riesgo es mayor cuando la deficiencia de yodo es alta y el primer aumento en el consumo de yodo es alto. [121]
En zonas donde hay poco yodo en la dieta, [122] que son zonas remotas del interior y zonas montañosas lejanas donde no se consumen alimentos ricos en yodo, la deficiencia de yodo da lugar al hipotiroidismo , cuyos síntomas son fatiga extrema , bocio , enlentecimiento mental , depresión , bajo aumento de peso y temperaturas corporales basales bajas . [123] La deficiencia de yodo es la principal causa de discapacidad intelectual prevenible , un resultado que ocurre principalmente cuando los bebés o niños pequeños se vuelven hipotiroideos por la falta de yodo. La adición de yodo a la sal ha destruido en gran medida este problema en las zonas más ricas, pero la deficiencia de yodo sigue siendo hoy un grave problema de salud pública en las zonas más pobres. [124] La deficiencia de yodo también es un problema en determinadas zonas de todos los continentes del mundo. El procesamiento de información, las habilidades motoras finas y la resolución de problemas visuales se normalizan mediante la reposición de yodo en personas con deficiencia de yodo. [125]
El yodo elemental (I 2 ) es tóxico si se toma por vía oral sin diluir. La dosis letal para un ser humano adulto es de 30 mg/kg, que es aproximadamente de 2,1 a 2,4 gramos para un ser humano que pesa entre 70 y 80 kg (incluso cuando los experimentos con ratas demostraron que estos animales podrían sobrevivir después de ingerir una dosis de 14.000 mg/kg y todavía vivo después de eso). El exceso de yodo es más citotóxico en presencia de deficiencia de selenio . [128] La suplementación con yodo en poblaciones con deficiencia de selenio es problemática por este motivo. [106] La toxicidad se deriva de sus propiedades oxidantes, a través de las cuales desnaturaliza las proteínas (incluidas las enzimas). [129]
El yodo elemental también irrita la piel. El contacto directo con la piel puede causar daños y los cristales de yodo sólidos deben manipularse con cuidado. Las soluciones con alta concentración de yodo elemental, como la tintura de yodo y la solución de Lugol , son capaces de causar daño tisular si se usan en limpieza o antisepsia prolongada; De manera similar, la povidona yodada líquida (Betadine) atrapada contra la piel provocó quemaduras químicas en algunos casos reportados. [130]
Las personas pueden estar expuestas al yodo en el lugar de trabajo por inhalación, ingestión, contacto con la piel y contacto con los ojos. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha establecido el límite legal ( límite de exposición permisible ) para la exposición al yodo en el lugar de trabajo en 0,1 ppm (1 mg/m 3 ) durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 0,1 ppm (1 mg/m 3 ) durante una jornada laboral de 8 horas. En niveles de 2 ppm, el yodo es inmediatamente peligroso para la vida y la salud . [131]
Algunas personas desarrollan hipersensibilidad a los productos y alimentos que contienen yodo. Las aplicaciones de tintura de yodo o Betadine pueden provocar erupciones, a veces graves. [132] El uso parenteral de agentes de contraste a base de yodo (ver arriba) puede causar reacciones que van desde una erupción leve hasta una anafilaxia fatal . Estas reacciones han llevado a la idea errónea (ampliamente extendida, incluso entre los médicos) de que algunas personas son alérgicas al yodo; incluso se han interpretado así las alergias a los alimentos ricos en yodo. [133] De hecho, nunca ha habido un informe confirmado de una verdadera alergia al yodo, ya que una alergia al yodo o a las sales de yodo es biológicamente imposible. Las reacciones de hipersensibilidad a productos y alimentos que contienen yodo aparentemente están relacionadas con sus otros componentes moleculares; [134] por lo tanto, una persona que ha demostrado alergia a un alimento o producto que contiene yodo puede no tener una reacción alérgica a otro. Los pacientes con diversas alergias alimentarias (pescados, mariscos, huevos, leche, algas, algas marinas, carnes, verduras, kombu, wakame) no tienen un mayor riesgo de sufrir hipersensibilidad al medio de contraste. [135] [134] Como ocurre con todos los medicamentos, se debe cuestionar y consultar el historial de alergias del paciente antes de administrar cualquier medicamento que contenga yodo. [136]
El fósforo reduce el yodo a ácido yodhídrico , que es un reactivo eficaz para reducir la efedrina y la pseudoefedrina a metanfetamina . [137] Por esta razón, el yodo fue designado por la Administración de Control de Drogas de los Estados Unidos como producto químico precursor de la Lista I según 21 CFR 1310.02 . [138]
![{\displaystyle {\ce {TaI5{}+Ta->[{\text{gradiente térmico}}][{\ce {630^{\circ }C\ ->\ 575^{\circ }C}}] Ta6I14}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2bccb303062c4ab95661541d583e04d60a434c25)
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