Нахождение иода в природе. Способы добычи.

Среднее содержание иода в земной коре 4^.10^-5 % по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения иода рассеяны; глубинные минералы иода неизвестны. История иода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками). Известны 8 гипергенных минералов иода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром иода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5^.10^-5 грамм иода). Из океана соединения иода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены иодом. Иод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений иода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи иода иодо-бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг иода).

Некоторые наши геохимики рисуют картину происхождения иода на Земле таким образом: в далекие времена, еще до геологической истории Земли, когда наша планета впервые покрывалась твердой корой, летучие пары различных веществ сплошными облаками окутывали еще горящую Землю. Иод вместе с хлором выделился из глубины расплавленных магм нашей планеты; тогда же он был захвачен первыми морями осевших расплавленных паров Земли, и первые океаны, породившие моря, накопили в себе иод из атмосферы Земли.

Так это или не так, мы сейчас точно не знаем, но нам известно только одно что и на земной поверхности его распределение полно загадок.

В арктических странах, на высоких горах иода сравнительно мало, в низинах, у морских берегов, количество иода увеличивается; оно еще более возрастает в пустынях, а в обширных пустынях Южной Африки или Отакамы, в Южной или Центральной Америке мы встречаем настоящие минеральные соединения иода.

Точный анализ показал, что иод растворен в воздухе по строго определенному закону. Количество его падает с высотой. На высотах Памира и Альп (свыше 4000 метров) иода во много раз меньше, чем на уровне Москвы или Казани.

И вместе с тем иод известен нам не только на Земле. Мы находим его и в метеоритах, попадающих из неведомых пространств мироздания. Новыми методами ищут иод в атмосферах Солнца и сверкающих звезд.

Но на самой Земле открываются самые интересные картины из истории иода.

Он накапливается в морской воде, может быть, действительно в остатках тех древних океанов, которые когда-то образовались из первых облаков водяных паров. В морской воде иода довольно много: на каждый литр приходится 2 миллиграмма, это уже чувствительная величина. Но вот морская вода сгущается у берегов в лиманах, в прибрежных озерах. Там накапливаются белые соли, белой пеленой покрывают они плоские берега этих озер, столь хорошо нами изученных на побережье Черного моря, в Крыму или в Средней Азии. Но иода в них больше нет, иод куда-то исчез; как будто бы он накапливается на дне в илах, но большая доля его испаряется, уходит в воздух, и все же кое-что намечается в остаточных рассолах; там, где скапливаются соли калия и бром, иода почти не оказывается. Но вот на самых берегах соляных озер и морей развивается растительность, образуются целые леса различных водорослей, которые покрывают прибрежные камни, и в них-то, оказывается, и накапливается иод в результате каких-то совершенно непонятных химических процессов, и на тонну водорослей приходится несколько килограммов чистого, замечательного элемента, а в некоторых морских губках количество иода еще больше и достигает 8 – 10 %.

Наши исследователи особенно хорошо изучили берега Тихого океана. На пространстве тысячи километров прибрежного района волны, особенно осенью, прибивают сюда огромное количество водорослей морской капусты. Эти бурые водоросли содержат сотни тысяч килограммов иода. Водоросли часто используются для пищи, частью осторожно сжигают и извлекают из них иод и поташ. Иодный завод перерабатывает такие водоросли на Белом море, довольно много извлекают иода из больших полей водорослей Черного моря.

Но на этом не заканчивается история иода в земной коре: его приносят нам и нефтяные воды; около Баку образуются целые озера отбросовых вод, из которых сейчас извлекают иод; его выносят и некоторые вулканы из своих загадочных глубин.

Так разнообразны судьбы этого элемента в истории нашей Земли, и трудно из этих ярких и загадочных картинок создать себе полное и связное представление о жизни и скитаниях этого бесконечно странствующего атома природы.

Сырьем для промышленного получения иода в России служат нефтяные буровые воды; за рубежом - морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% иода в виде иодата натрия. Для извлечения иода из нефтяных вод (содержащих обычно 20 - 40 мг/л иода в виде иодидов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся иод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На иод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный иод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом иод поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют иод хлором. Сырой кристаллический иод очищают возгонкой.

2FeCl₃ + 2HI = 2FeCl₂ + I₂ + 2HCl

Иод и его соединения применяют главным образом в медицине и в аналитической химии, а также в органическом синтезе и фотографии. В промышленности применение иода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении иодидов основано получение высокочистых металлов.