Свойства йода, физические, химические

РКК «Энергия» в конце июня испытает на земле ракетный электродвигатель с йодом

Идея использовать реактивный йод в двигателе появилась еще в 1990-х годах

Москва. 21 июня. INTERFAX.RU — Специалисты ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» запатентовали систему хранения и подачи йода для перспективного электроракетного двигателя (ЭРД), испытания которого проведут в конце июня, сообщил пресс-центр ПАО «РКК «Энергия».

«Наземные испытания двигательной установки разработчики проведут уже в конце июня», — сообщил один из руководителей проекта, инженер-конструктор Павел Щербина, слова которого приводит пресс-центр.

«На 2022 год запланирован эксперимент «Островский», названный так в честь автора идеи. Предполагается первую часть эксперимента провести на борту МКС, а вторую — с использованием грузового корабля «Прогресс». После отстыковки корабль будет еще месяц находиться на орбите для испытаний новых, работающих на йоде электроракетных двигателей», — сообщили в «Энергии».

В корпорации пояснили, что идею использовать «чистый» реактивный йод в качестве так называемого рабочего тела двигателя — вещества, необходимого для получения импульса тяги — предложил в конце 1990-х старший научный сотрудник «Энергии» Валерий Островский. В 2006 году он получил первые патенты. Научно-исследовательская работа по этому направлению началась в 2012 году по инициативе Бориса Соколова, выдающегося отечественного двигателиста, заслуженного ветерана «Энергии».

«Первые испытания на штатном плазменном двигателе показали принципиальную возможность использования йода: двигатель, оборудованный дополнительным газораспределительным устройством, запускался на ксеноне, а йод поддерживал разряд. Затем конструкторы приступили к разработке системы подачи йода, которая и была в итоге запатентована», — отметили в корпорации.

Преимущество двигателя с использованием йода заключается, прежде всего, в его экономичности. В существующих ЭРД в качестве рабочего тела традиционно используется ксенон, который значительно дороже йода. Кроме того, система подачи и хранения ксенона достаточно сложная и громоздкая, что значительно увеличивает габариты и массу двигательной установки.

«Еще один важный момент — количества производимого ксенона недостаточно для решения перспективных задач космонавтики, например, полетов на Луну», — отметили в «Энергии». Тогда как йод хорошо хранится в твердом состоянии и может быть легко превращен в газ без применения многоступенчатой системы понижения давления. При ресурсных испытаниях возможна также рециркуляция йода. В результате стоимость наземной отработки такого ЭРД в десятки раз ниже, при этом параметры двигателей на йоде как минимум не уступают аналогичным характеристикам ЭРД на ксеноне.

В «Энергии» заявляют, что такой двигатель может использоваться как маршевый или для коррекции орбиты, например, на спутниках связи, а также при решении транспортных задач дальнего космоса.

Глоссарий. Химия

Ио́д (тривиальное (общеупотребительное) название — йод; от др.-греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — элемент 17-й группы перйодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), пятого перйода, с атомным номером 53. Обозначается символом I (лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество йод (CAS-номер: 7553-56-2) при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Молекула вещества двухатомна (формула I2).

Читайте также:  Когда кишечник «ведёт себя плохо»

История

йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент. Название и обозначение Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰώδης, ιώο-ειδης (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века. В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

Физические свойства

йод при обычных условиях — твердое чёрно-серое вещество с металлическим блеском и специфическим запахом. Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например в бензоле — в отличие от бурого раствора в полярном спирте. йод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. При нагревании при атмосферном давлении он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Химические свойства

йод относится к группе галогенов. Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4). Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. 1. С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды: Hg + I2 = HgI2 2. С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород: I2 + H2 = 2HI 3. Атомарный йод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S , Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I — : I2 + H2S = S + 2HI 4. При растворении в воде йод частично реагирует с ней: I2 + H2O ↔ HI + HIO, pKс=15.99

№53 Йод


История открытия:

Йод был открыт в 1811 г. парижским фабрикантом селитры, по имени Куртуа в соде, приготовленной из золы прибрежных растений. В 1813 г. Гей-Люссак исследовал новое вещество и дал ему название по фиолетовой окраске паров — иод. Оно произведено от греческого слова — темно-синий, фиалковый. Затем, когда было установлено его сходство с хлором, Дэви предложил именовать элемент иодином (аналогичное хлорином); это название принято в Англии и США до сих пор.

Читайте также:  Лечение рака желудка в Германии, клиники, цены, отзывы, онкология

Получение:

Главным источником получения иода в СССР служат подземные буровые воды, которые содержат до 10 — 50 мг/л иода. Соединения иода также имеются в морской воде, но в столь малых количествах, что непосредственное выделение их из воды очень затруднительно. Однако существуют некоторые водоросли, которые накапливают иод в своих тканях. Зола этих водорослей служит сырьем для получения иода. Иод встречается также в виде солей калия — иодата КIO3 и периодата КIO4, сопутствующих залежам нитрата натрия (селитры) в Чили и Боливии.
Йод может быть получен аналогично хлору окислением HI различными окислителями. В промышленности его обычно получают из иодидов, действуя на их растворы хлором. Таким образом, получение иода основано на окислении его ионов, причем в качестве окислителя применяется хлор.

Физические свойства:

Иод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. При нагревании под атмосферным давлением он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пар фиолетового цвета; при охлаждении пары иода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки иода от нелетучих примесей. Мало растворим в воде, хорошо во многих органических растворителях.

Химические свойства:

Свободный йод проявляет чрезвычайно высокую химическую активность. Он вступает во взаимодействие почти со всеми простыми веществами. Особенно быстро и с выделением большого количества теплоты протекают реакции соединения йода с металлами.
С водородом реагирует только при достаточно сильном нагревании и не полностью, так как начинает идти обратная реакция — разложение иодоводорода:
H2 + I2 = 2HI — 53,1 кДж
Растворяется в растворах иодидов, образуя неустойчивые комплексы. Со щелочами диспропорционирует, образуя иодиды и гипоиодиты. Азотной кислотой окисляется до иодной кислоты.
Если к желтоватому водному раствора йода добавить сероводородной воды (водный раствор H2S), то жидкость обесцвечивается и становится мутной от выделившейся серы:
H2S + I2 = S + 2HI

В соединениях проявляет степени окисления -1, +1, +3, +5, +7.

Важнейшие соединения:

Йодоводород, газ, очень похож по своим свойствам на хлороводород, но отличается более выраженными восстановительными свойствами. Очень хорошо растворим в воде (425:1), концентрированный раствор йодоводорода дымит вследствие выделения HI, образующего с водяными парами туман.
В водном растворе принадлежит к числу наиболее сильных кислот.
Иодоводород уже при комнатной температуре постепенно окисляется кислородом воздуха, причем под действием света реакция сильно ускоряется:
4HI + O2 = 2I2 + 2H2O
Восстановительные свойства иодоводорода заметно проявляются при взаимодействии с концентрированной серной кислотой, которая при этом восстанавливается до свободной серы или даже до H2S. Поэтому HI невозможно получить действием серной кислоты на иодиды. Обычно иодоводород получают действием воды на соединения иода с фосфором — РI3. Последний подвергается при этом полному гидролизу, образуя фосфористую кислоту и йодоводород:
РI3 + ЗН2О = Н3РО3 + 3HI
Раствор иодоводорода (вплоть до 50%-ной концентрации) можно также получить, пропуская H2S в водную суспензию иода.
Иодиды , соли иодоводородной кислоты. Иодид калия применяют в медицине — в частности, при заболеваниях эндокринной системы, фотореактивы.
Иодноватистая кислота — HOI является амфотерным соединением, у которого основные свойства несколько преобладают над кислотными. Может быть получена в растворе взаимодействием йода с водой
I2 + Н2О = НI + НОI
Иодноватая кислота — НIO3 может быть получена окислением йодной воды хлором:
I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl
Бесцветные кристаллы, вполне устойчивые при комнатной температуре. Сильная кислота, энергичный окислитель. Соли — иодаты, сильные окислители в кислой среде.
Оксид йода(V) , иодноватый ангидрид, может быть получен при осторожном нагревании НIO3 до 200°С, порошок. При нагревании выше 300°С распадается на иод и кислород, проявляет окислительные свойства, в частности используется для поглощения CO в анализе:
5СО + I2O5 = I2 + 5CO2
Иодная кислота — HIO4 и ее соли (периодаты) хорошо изучены. Сама кислота может быть получена действием НСlO4 на иод: 2НСIО4 + I2=2НIO4 + Сl2
или электролизом раствора НIO3: НIO32О = Н2 (катод) + НIO4 (анод)
Из раствора иодная кислота выделяется в виде бесцветных кристаллов, имеющих состав НIO4 ·2Н2О. Этот гидрат следует рассматривать как пятиосновную кислоту H5IO6 (ортоиодную), так как в нем все пять атомов водорода могут замещаться металлами с образованием солей (например, Ag5IO6). Иодная кислота — слабая, но более сильный окислитель, чем НСlO4.
Оксид иода (VII) I2О7 не получен.
Фториды йода, IF5, IF7 — жидкости, гидролизуются водой, фторирующие агенты.
Хлориды йода, ICl, ICl3 — крист. вещества, в растворах хлоридов растворяются с образованием комплексов [ICl2] — и [ICl4] — , иодирующие агенты.

Читайте также:  Можно ли при язве желудка шоколад и другие сладости

Применение:

Иод широко применяются в химической промышленности (иодидное рафинирование Zr и Ti), для синтеза полуповодниковых материалов.
Иод и его соединения используются в аналитической химии (иодометрия) В медицине в виде так называемой йодной тинктуры (10% раствор иода в этиловом спирте), антисептического и кровоостанавливающего средства. Соединения иода для профилактики (иодирование продуктов) и лечения заболеваний щитовидной железы, там же используются радиоактивные изотопы 125 I, 131 I, 132 I .
Мировое производство (без СССР) — около 10 тыс. т/год (1976).
ПДК около 1 мг/м 3 .

Ссылка на основную публикацию
Свищ на десне у ребенка фото, лечение в домашних условиях, причины патологии
Что делать, если у ребенка образовался свищ на десне молочного зуба: способы лечения в домашних условиях Свищ – это заболевание...
Свекла при беременности чем полезна, можно ли пить сок из свеклы
Свекла при беременности: польза и вред, правила употребления Польза для беременных Потенциальный вред и противопоказания Как употреблять правильно? Секреты выбора...
Свекла при диабете Журнал Сахарок — все о диабете
Можно или нет кушать свеклу людям при диабете 2 типа Сахарный диабет (СД) – это достаточно серьезный недуг, который требует...
Свищ на десне фото, лечение в домашних условиях и удаление в стоматологии, последствия
Свищ в десне. Сколько можно так ходить? Зуб под коронкой металлокерамика. Сразу после установки немного поболел, а потом на десне...
Adblock detector