Iod

Iod (standardsprachlich JodTheodor C. H. Cole: Wörterbuch der Chemie / Dictionary of Chemistry. Springer-Verlag, 2018, ISBN 978-3-662-56331-1, S. 314.) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol I (vor der internationalen Elementsymboleinführung war es J) und der Ordnungszahl 53. Im Periodensystem steht es in der 7. Hauptgruppe bzw. der 17. IUPAC-Gruppe und gehört somit zu den Halogenen. Der Name leitet sich von ab. Beim Erhitzen entstehende Dämpfe sind charakteristisch violett.

Ältere Bezeichnungen sind Jodium, Jodina und Jodine.Eduard Reich: Lehrbuch der Chemie für Studenten und praktische Ärzte. Band 1, 1858.

Iod ist bei Raumtemperatur ein Feststoff, der schlecht wasserlöslich, aber gut löslich in wässriger Kaliumiodid-Lösung (siehe dazu: Lugolsche Lösung) und sehr gut löslich in Ethanol und anderen organischen Lösungsmitteln ist.

In der Alltagssprache ist Jod die gebräuchliche Schreibweise, auch in der älteren chemischen und überwiegend in der aktuellen medizinischen Fachliteratur. Die Schreibweise Iod wird im Duden mit dem Hinweis auf Jod aufgeführt und auf die Fachsprachlichkeit hingewiesen.Duden, Die deutsche Rechtschreibung. 24. Auflage. 2006. Das Elementsymbol I wird bereits seit 1970 in der IUPAC-Publikationiupac.org in der chemischen Fachliteratur benutzt, in der älteren deutschsprachigen Literatur findet man durchgängig die veraltete Elementbezeichnung J.Wolfgang Liebscher: Nomenklatur der Anorganischen Chemie. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-3-527-62545-1, S. XXV ()

Iod ist ein unentbehrlicher Bestandteil des tierischen und somit menschlichen Organismus und wird mit der Nahrung aufgenommen. Am höchsten ist die Konzentration beim Menschen in der Schilddrüse und wird dort in den Hormonen Thyroxin und Triiodthyronin und als Diiodtyrosin genutzt. Jodmangel im Trinkwasser und der Nahrung ist in der Regel für das Auftreten des Kropfs verantwortlich. Als Vorbeugung wird der wöchentlich ein- bis mehrmalige Verzehr von Seefisch sowie die Verwendung von sogenanntem Jodsalz (Speisesalz mit Natrium- oder Kaliumiodat versetzt) empfohlen. Durch diese individuelle Jodprophylaxe und die Iodierung von Futtermitteln wird in Deutschland der Mangel an Iod in den Böden teilweise ausgeglichen. Es konnte vorübergehend erreicht werden, dass in der Gesamtjodversorgung der Bevölkerung die Vorgaben der WHO knapp eingehalten wurden. Stand 2020 weist die Jodversorgung laut Bundesinstitut für Risikobewertung eine rückläufige Tendenz auf und ist nicht optimal.

Geschichte Die Iodmangel-Krankheit Struma ist schon seit langer Zeit in der Menschheit verbreitet. Chinesischer Überlieferung nach ist seit 2700 v. Chr. bekannt, dass iodhaltiger Seetang gegen Struma wirkt und wurde im Shennong ben cao jing wahrscheinlich um 300 v. Chr. schriftlich erwähnt.Chen-Hsen Lee, Jen-Hwey Chiu: Goiter disease in traditional Chinese medicine: Modern insight into ancient wisdom. In: Journal of the Chinese Medical Association. Band 84, Nr. 6, 2021, S. 577–579, . Auch in Europa wurden teilweise iodhaltige Substanzen gegen Struma genutzt, so nennt Pedanios Dioskurides neben anderen Dingen auch potentiell iodhaltige MuschelschalenAsfandyar Khan Niazi, Sanjay Kalra, Awais Irfan, Aliya Islam: Thyroidology over the ages. In: Indian Journal of Endocrinology and Metabolism. Band 15, Supplement 2, 2011, S. 121–126, ., in der Schule von Salerno war ein Pulver aus getrockneten und verbrannten Schwämmen als Heilmittel gegen Struma bekannt.Maurizio Bifulco, Paolo Cavallo: Thyroidology in the Medieval Medical School of Salerno. In: Thyroid, Band 16, Nr. 1, 2007, S. 39–40, .

Pottasche (Kaliumcarbonat) war im 19. Jahrhundert ein wichtiger Ausgangsstoff für die Herstellung von Salpeter, einem zentralen Bestandteil des Schwarzpulvers. Als dieses während der Napoleonischen Kriege knapp wurde, verwendete der französische Salpetersieder Bernard Courtois Soda, das schon seit dem 17. Jahrhundert in der Bretagne und Normandie aus der Asche von Braunalgen (Kelp) gewonnen wurde.Lucile Mesnildrey, Céline Jacob, Katia Frangoudes, Mélanie Reunavot, Marie Lesueur: Seaweed industry in France. Report des Projekts netalgae. In: Les publications du Pôle halieutique. Agrocampus ouest, 2012, Nr. 9 (online). Im Jahr 1811 reinigte er Töpfe mit konzentrierter Schwefelsäure und bemerkte dabei, dass diese mit der Asche reagierte und sich eine violette Wolke bildete, die sich an kalten Oberflächen als graphitfarbene Kristalle niederschlug. Er begann, die Substanz eingehender zu untersuchen und entdeckte unter anderem, dass bei der Reaktion mit Ammoniak ein leicht explosives Pulver (Iodstickstoff) entsteht. Für weitere Untersuchungen wandte er sich an die Chemiker Charles-Bernard Desormes und Nicolas Clément, die weitere Eigenschaften der neuen Substanz entdeckten. Auch Joseph Louis Gay-Lussac und Humphry Davy führten Untersuchungen mit der unbekannten Substanz durch. Die Ergebnisse wurden 1813 direkt nacheinander in den Annales de Chimie veröffentlicht. B. Courtois: Découte d’une substance nouvelle dans le Vareck. In: Annales de Chimie. Band 88, 1813, S. 304–310, (). Joseph Louis Gay-Lussac: Sur un nouvel acide formé avec la sustance découverte par M. Courtois. In: Annales de Chimie. Band 88, 1813, S. 311–318, (). Joseph Louis Gay-Lussac: Sur la combinaison de l’iode avec l’oxigene. In: Annales de Chimie. Band 88, 1813, S. 319–321, (). Humphry Davy: Sur la nouvelle substance découverte par M. Courtois, dans le sel de Vareck. In: Annales de Chimie. Band 88, 1813, S. 322–329, (). Als Namen für das neue Element schlug Gay-Lussac zunächst auf Grund der violetten Farbe Iode vor, was Davy zu Iodine in Analogie zu Chlorine änderte.James L. Marshall and Virginia R. Marshall: History of Iodine. In: Tatsuo Kaiho (Hrsg.): Iodine Chemistry and Applications. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-46629-2, S. 197–206.Patricia A. Swain: Bernard Courtois (1777-1838), Famed for Discovering Iodine (1811), and his Life in Paris from 1798. In: Bulletin for the History of Chemistry. Band 30, Nr. 2, 2005, S. 103–111, .

Bald darauf vermutete der Schweizer Arzt Jean-Francois Coindet einen Zusammenhang zwischen Struma und einem Mangel an Iod. Daraufhin behandelte er Patienten mit einer Iodtinktur mit einer täglichen Dosis von anfangs 165 mg Iod und beobachtete ein schnelles Verkleinern und sogar ein Verschwinden der Struma nach 8–10 Wochen. 1821 hatte er nach eigener Schätzung 1000 Patienten behandelt. Coindets Behandlung rief bei anderen Medizinern jedoch auch Befürchtungen hervor, das Iod giftig sein könnte und es entwickelte sich eine lang anhaltende Debatte über die Chancen und Risiken der Iodtherapie. 1831 entwickelte der französische Chemiker Jean Baptiste Boussingault die Idee, iodiertes Salz als Prophylaxe gegen Struma zu nutzen. Endgültig bewies 1851 Adolphe Chatin den Zusammenhang zwischen Struma und einem geringen Iodgehalt in der Umwelt. Daraufhin begannen die Behörden in verschiedenen französischen Gebieten mit vielen Struma-Fällen, Iodtabletten und iodiertes Salz auszugeben.Michael B. Zimmermann: Research on Iodine Deficiency and Goiter in the 19th and Early 20th Centuries. In: The Journal of Nutrition. Band 138, Nr. 11, 2008, S. 2060–2063, .J. Woody Sistrunk and Frits van der Haar: A History of Iodine Deficiency Disorder Eradication Efforts. In: Elizabeth N. Pearce (Hrsg.): Iodine Deficiency Disorders and Their Elimination. Springer, 2017, ISBN 978-3-319-49505-7, S. 4–5.

1873 entdeckte Casimir Davaine die antiseptische Wirkung von Iod.C. Davaine: Recherches relatives à l’action des substances dites antiseptiques sur le virus charbonneux. In: Comptes Rendus. Band 77, 1873, S. 821–825 ().

Im Deutschen wurde lange Zeit Jod als Name des Elements verwendet. Die offizielle Schreibweise wurde 1975 von einer Kommission der Gesellschaft Deutscher Chemiker, der Schweizerischen Chemischen Gesellschaft und der Gesellschaft Österreichischer Chemiker geändert und an die international übliche Schreibweise Iod angepasst. Dementsprechend wurde auch das Elementsymbol von J auf I geändert.W. Klemm: Vorwort zur deutschen Fassung der zweiten Ausgabe. Veröffentlicht in: International Union of Pure and Applied Chemistry (Hrsg.): Nomenklatur der Anorganischen Chemie. Deutsche Ausgabe der Empfehlungen 1990. Wiley-VCH, 1993, ISBN 978-3-527-60319-0, S. XXIV-XXVII.

Vorkommen Iod ist abgesehen von Astat wesentlich seltener als die übrigen Halogene. In der Natur ist es weit verbreitet, jedoch nur in Form seiner Verbindungen, zum Beispiel angereichert (0,02–1 %) im Chilesalpeter, hauptsächlich in Form von Natriumiodat (NaIO3), aber auch Natriumperiodat (NaIO4) und Lautarit (Ca(IO3)2). In geringen Spuren ist es in Böden und Gesteinen nachweisbar. Im Durchschnitt enthält 1000 Gramm wasserfreier Feinboden aus dem deutschen Raum etwa 2,5 Milligramm Iod.Europäischer FOREGS-Atlas, 2005 (Forum of the European Geological Surveys Directors, Text/PDF, Karte; PDF; 446 kB). Der Iodgehalt des Bodens ist wesentlich für die Versorgung der Bevölkerung mit natürlichem Iod. Als Iodwasserstoff kommt es in geringsten Mengen in vulkanischen Gasen vor.

Lösliche Iodverbindungen wie Alkali- und Erdalkaliiodide werden während der Verwitterung von Gesteinen durch Regenwasser freigesetzt oder zerfallen bei höheren Temperaturen. So gelangen sie ins Grundwasser und schließlich in die Meere. Einige Mineralwässer enthalten Iod. Die Mineralquelle von Woodhall Spa in Lincolnshire (England) bringt Wasser hervor, das durch Iod braun gefärbt ist. Im Meerwasser liegt die Menge an Iod bei 0,05 Milligramm pro Liter. Es kommt dort in Form von Iodid (I−) und Iodat (IO3−) in einer Konzentration von etwa 500 nmol/L vor. Die Verteilung variiert in Oberflächenwasser im Allgemeinen von 0–200 nmol I−/L.V. Truesdale, A. Bale, E. Woodward: The meridional distribution of dissolved iodine in near-surface waters of the atlantic ocean. In: Progress in Oceanography. 45 (3), 2000, S. 387–400, doi:10.1016/S0079-6611(00)00009-4.

In der Erdatmosphäre ist Iod in Form von organischen Verbindungen oder anorganisch in Form von Iodoxid (IO), Iodnitrat oder höheren Oxiden zu finden. Für die Stratosphäre gibt es wenig Informationen und eine obere Grenze von 0,1 ppt für anorganisches Iod.A. Butz u. a.: Constraints on inorganic gaseous iodine in the tropical upper troposphere and stratosphere inferred from balloon-borne solar occultation observations. In: Atmospheric Chemistry and Physics. 9 (18), 2009, S. 7229–7242, (PDF). Über Algenfeldern an Küsten wurden hohe Konzentrationen von mehr als 10 ppt IO nachgewiesenK. Seitz u. a.: The spatial distribution of the reactive iodine species IO from simultaneous active and passive DOAS observations. In: Atmospheric Chemistry and Physics. 10 (5), 2010, S. 2117–2128, (PDF). und auch auf dem tropischen Atlantik wurde das Iodoxid-Radikal nachgewiesen.Katie A. Read u. a.: Extensive halogen-mediated ozone destruction over the tropical Atlantic Ocean. In: Nature. 453 (7199), 2008, S. 1232–1235, doi:10.1038/nature07035.