આયોડિન (રસાયણ) : આવર્તક કોષ્ટકના 17 મા (અગાઉના VII अ) સમૂહના હેલોજન કુટુંબનું રાસાયણિક અધાતુ તત્વ. સંજ્ઞા I. ૫. ક્રમાંક 53. ૫. ભાર 126.90. ફ્લૉરીન, ક્લોરિન, બ્રોમીન અને ઍસ્ટેટીન તેના સહસભ્યો છે.
1811 માં પોટૅશિયમ નાઇટ્રેટના ઉત્પાદનમાં કૂર્ત્વાએ આયોડિન મેળવ્યું. દરિયાઈ શેવાળની રાખને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની માવજત આપતાં કાળાશ પડતો અવક્ષેપ મળ્યો, જે અશુદ્ધ આયોડિન હતું. આને ગરમ કરતાં જાંબલી બાષ્પ મળી, જેને ઠારતાં કાળાશ પડતા ચળકતા સ્ફટિકો મળ્યા. ડેવીના વિદ્યુતવિભાજનના પ્રયોગ દ્વારા આ નવા તત્વની શોધને સમર્થન મળ્યું. બાષ્પના જાંબલી રંગ ઉપરથી 1813 માં ગેલ્યુસેકે આ રાસાયણિક તત્વનું નામ આયોડિન આપ્યું.
આયોડિન સક્રિય હોવાને કારણે મુક્ત અવસ્થામાં તે મળતું નથી. વૈપુલ્યની દૃષ્ટિએ બ્રહ્માંડમાં તેનું સ્થાન ચૂંવાળીસમું, પૃથ્વીના પોપડામાં સોળમું અને દરિયાના દ્રાવ્ય ક્ષારોમાં સત્તરમું (વાયુઓ સિવાય) છે. કુદરતમાં તે ખડકો, ભૂગર્ભ, ખારાં પાણી વગેરેમાં વ્યાપક રીતે મળી આવતું હોવા છતાં તેનું પ્રમાણ અલ્પ હોઈ કોઈ એક ખનિજ રૂપે તે કેન્દ્રિત થયેલું જોવા મળતું નથી. આયોડાઇડ રૂપે દરિયાનાં પાણીમાં તેનું પ્રમાણ 1,000 કિ.ગ્રામે 5૦ મિ.ગ્રામ જેટલું અલ્પ હોય છે. દરિયામાં થતી વનસ્પતિ, માછલીનું તેલ, વાદળી વગેરેમાં તેનું પ્રમાણ 1 કિ.ગ્રામે 1મિ.ગ્રામ જેટલું હોય છે. મનુષ્યશરીરમાં 14 મિ.ગ્રામ આયોડિન હોય છે.
ઉત્પાદનની દૃષ્ટિએ દરિયાઈ શેવાળ (laminaria, શુષ્ક પદાર્થમાં ૦.5 % આયોડિન), તેલના કૂવામાંથી મળતું બ્રાઇન (ખારું પાણી. દસ લાખ ભાગે 100 ભાગ આયોડિન) અને ચિલીમાં મળતું સોડિયમ નાઇટ્રેટ (૦.2 % કૅલ્શિયમ-સોડિયમ આયોડેટ) અગત્યનાં છે. કુદરતમાં મળતા આયોડાઇડ(I–)નું ઉપચયન (oxidation) અને આયોડેટ નું I માં અપચયન પછી I–નું ઉપચયન એમ બે પ્રક્રિયાઓ મુખ્ય છે.
1. ફ્રાંસ, રશિયા અને જાપાનમાં આલ્જિનિક ઍસિડ બનાવવામાં વપરાતી દરિયાઈ શેવાળને બાળીને રાખ (kelp) મેળવાય છે; જેમાં સોડિયમ આયોડાઇડ હોય છે. આને મૅંગેનીઝ ડાયૉક્સાઇડ અને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ સાથે ગરમ કરતાં આયોડિન છૂટું પડે છે :
2NaI + MnO2 + 3H2SO4 → ૨NaHSO4 + MnSO4 + 2H2O + I2
આમ, આયોડિન આલ્જિનિક ઍસિડના ઉદ્યોગમાં ગૌણ પેદાશ છે.
2 . સોડિયમ નાઇટ્રેટને સ્ફટિકીકરણથી શુદ્ધ કરતાં આયોડેટની અશુદ્ધિ માતૃદ્રાવણમાં રહે છે. આનું પ્રમાણ 8થી 15 ગ્રામ/લિટર થાય ત્યારે તેની સોડિયમ બાયસલ્ફાઇટ કે સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરતાં આયોડિન મુક્ત થાય છે. વિશ્વની આયોડિનની માંગનો 5૦ % ભાગ આ રીતે મેળવાય છે :
IO3– + → I– +
IO3–+ 5I– + 6H+ → 3I2 + 3H2O
3. આયોડિનયુક્ત બ્રાઇનમાં ક્લોરિન પસાર કરતાં આયોડિન મુક્ત થાય છે
2I– + Cl2 → I2 + 2Cl–
ઊર્ધ્વીકરણ દ્વારા આયોડિનનું શુદ્ધીકરણ કરવામાં આવે છે. ગુણધર્મો (ભૌતિક) : કાળાશ પડતી ચળકતી વિષમલંબાક્ષ (rhombic) પતરીઓરૂપ સ્ફટિકો, ગ. બિં. 113.60 સે., ઉ. બિં. 185.20 સે., વિ. ઘ. 4.94 (200 સે.), વિદ્યુતઋણતા (પાઉલિંગ પ્રમાણે) 2.66, ઇલેક્ટ્રૉનબંધુતા (eV) 3.13 (અથવા 295.3 કિ.જૂ./મોલ), આયનીકરણ પોટૅન્શિયલ (eV) 1૦.45 (અથવા 1,008.7 કિ.જૂ./મોલ), સહસંયોજક ત્રિજ્યા (–1) 1.39 Å, આયૉનિક ત્રિજ્યા (I) 22૦ પિમી. 2.22 Å), ઇલેક્ટ્રૉનવિન્યાસ, (Kr)4d1૦5s25p5. હૅલોજન કુટુંબમાં પાણીમાં સૌથી ઓછું દ્રાવ્ય (૦.33 ગ્રામ/લિટર 250 સે.), પણ આયોડાઇડની હાજરીમાં પૉલિઆયોડાઇડ (I2 + I– → I–3) બનવાને કારણે જલદ્રાવ્યતા વધે છે અને તપખીરી રંગનું દ્રાવણ મળે છે. આલ્કોહૉલ, ઈથર વગેરે પણ લાલ કે તપખીરી દ્રાવણ આપે છે. વધુ દ્રાવ્યતા અનં રંગનું કારણ વિદ્યુતભાર – સ્થાનાન્તર-સંકીર્ણ (charge transfer complex) માનવામાં આવે છે. કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ તથા કાર્બન-ડાઇસલ્ફાઇડમાં આયોડિન જાંબલી દ્રાવણ (I2ને કારણે) આપે છે. સ્ટાર્ચનું દ્રાવણ આયોડિન સાથે વાદળી રંગ આપે છે. આ કસોટી 4 લાખ ભાગે 1 ભાગ આયોડિનને પણ પારખી શકે છે. સામાન્ય તાપમાને પણ આયોડિનની બાષ્પ બને છે; જે આંખ, નાક અને ગળા ઉપર દાહક અસર કરે છે. (દસ લાખ ભાગે એક ભાગથી વધુ આયોડિન હોય તેવી હવાનો લાંબો સમય ઉપયોગ સ્વાસ્થ્ય માટે જોખમરૂપ છે.)
ગુણધર્મો (રાસાયણિક) : બીજાં હૅલોજનની સરખામણીમાં આયોડિન ઓછું સક્રિય હોવા છતાં સામાન્ય રીતે ઘણાંખરાં તત્વો સાથે તેની સીધી પ્રક્રિયા થાય છે. ઉમદા વાયુઓ, કેટલીક ઉમદા ધાતુઓ તથા કાર્બન અને નાઇટ્રોજન આમાં અપવાદ છે. સંયોજનોમાં આયોડિન I– (આયોડાઇડ), +1, +3 +5(આયોડેટ) અને +7(પરઆયોડેટ) ઉપચયન-અવસ્થા (oxidation state) દર્શાવે છે. ઑક્સિજન-સંયોજનોમાં +5 અવસ્થા સૌથી વધુ સ્થાયી છે. ક્લોરિન અને બ્રોમીન વડે તે વિસ્થાપિત થાય છે :
2NaI + Cl2 → 2NaCl + I2
(H2O) (H2O)
પાણી સાથે નીચે પ્રમાણે પ્રક્રિયા થાય છે :
I2 + H2O ⇄ H+ + I– ± HOI
અધાતુઓ તથા ધાતુઓ સાથે આયોડાઇડ આપે છે.
Ni + I2 → NiI2
2P + 3I2 → 2PI3
આયોડિનના અપચયન (reduction) માટે પ્રબળ અપચાયકો જરૂરી છે. (આયોડિન ઉપચાયક છે.)
H2S + I2 → 2HI + S
Na2S2O3 + I2 ⇄ 2NaI + Na2S4O6
આયોડિનનું નાઇટ્રિક ઍસિડ વડે ઉપચયન થતાં આયોડિક ઍસિડ મળે છે :
I2 + 1૦HNO3 → 2HlO3 + 1૦NO2 + 4H2O
આયોડિક ઍસિડ પ્રબળ ઑક્સિડેશનકર્તા છે. તેને 2૦૦0 સે. તાપમાને ગરમ કરતાં ઘન I2O5 મળે છે.
પરઆયોડેટ : મેટા-પરઆયોડેટ (KIO4) કે પૅરા-પરઆયોડેટ (Ag5IO6) રૂપે રજૂ કરી શકાય. આયોડિન-પરમાણુનો વ્યાસ મોટો હોઈ તે વધુ ઑક્સિજન-પરમાણુઓને પોતાની આસપાસ સરળતાથી ગોઠવી શકે છે. આનો અનુરૂપ ઑક્સાઇડ I2O7 અતિશય અસ્થિર છે.
આયોડિન બીજાં હૅલોજન સાથે સંયોજાઈ આંતર હૅલોજન (inter-halogen) સંયોજનો બનાવે છે; દા.ત., ICl3.
આયોડિનની કાર્બનિક સંયોજનો સાથેની લાક્ષણિક પ્રક્રિયાઓ ત્રણ પ્રકારની છે : (i) ઍરોમૅટિક સંયોજનો સાથેની ઍરાઇલ આયોડાઇડ આપતી ઇલેક્ટ્રૉન-આકર્ષક પ્રક્રિયા, (ii) કાર્બોનિલ સમૂહની નજદીકના કાર્બનનું આયોડિનીકરણ, (iii) અસંતૃપ્ત સંયોજનના દ્વિબંધ સાથેની આયોડિનની યોગશીલ પ્રક્રિયા. (i) અને (ii) પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોજન આયોડાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે. તે અપચાયક હોઈ, પ્રક્રિયામાં રુકાવટ કરે છે. માટે તેને દૂર કરવો જરૂરી છે.
હાઇડ્રોજન આયોડાઇડ HI પ્રબળ ઍસિડ છે, જે ધાતુ તથા તેમના ઑક્સાઇડ, હાઇડ્રૉક્સાઇડ તથા કાર્બોનેટ સાથે પ્રક્રિયા કરતાં ધાતુના આયોડાઇડ મળે છે. આયોડાઇડ આયન તીવ્ર અપચાયક ગુણો ધરાવે છે. પોટૅશિયમ આયોડાઇડ KI, સિલ્વર આયોડાઇડ AgI, પોટૅશિયમ આયોડેટ KIO3 અને સોડિયમ મેટા-પરઆયોડેટ NaIO4 આયોડિનનાં અગત્યનાં સંયોજનો છે.
ઉપયોગો : ટિંકચર ઑવ્ આયોડિન ચેપનાશક તરીકે તથા નિર્જીવીકરણ (sterilisation) માટે; આયોડિન-ક્વાટર્ઝ ફોટોગ્રાફી માટેના વિશિષ્ટ દીવામાં, રંગકો(દા.ત., ઇરિથ્રોસીન)ની બનાવટમાં (ખાદ્યરંગકો તથા ફોટોગ્રાફી માટેના રંગકો); ફોટોગ્રાફીમાં, કાર્બ-આયોડિન સંયોજનો X-કિરણો પ્રત્યે શરીરના આંતરિક અવયવોને અપારદર્શક બનાવવા માટે, આયોડિમિતિમાં પ્રક્રિયક તરીકે; સિલ્વર આયોડાઇડના કણો કૃત્રિમ વર્ષા માટે પાણીનાં બિન્દુઓને જામવા માટે કેન્દ્રક (nucleus) તરીકે અને નિકલ આયોડાઇડ NiI2 અને ટાઇટેનિયમ આયોડાઇડ ઉદ્દીપક તરીકે ઉપયોગી છે.
આયોડિનનો સમસ્થાનિક I-127 સ્થાયી છે. બાવીસ સંશ્લેષિત સમસ્થાનિકોમાં I-131 અગત્યનો છે. તેનું અર્ધ આયુ લગભગ 8 દિવસ છે.
જ. ચં. વોરા