Существуют вещества, с которыми мы знакомы с самого раннего детства. К ним относится и иод. Практически всем памятны малоприятные ощущения, связанные с «прижиганием иодом» царапин и ссадин. Однако широко известная бурая жидкость в действительности не сам иод, а всего лишь слабый (обычно 10% и менее) его раствор в спирте. Иод в чистом виде Д это твердое темно-серое кристаллическое вещество с металлическим блеском, почти в два раза тяжелее алюминия. Иод обладает замечательным свойством: при нагревании он, не плавясь, переходит в газообразное состояние (возгоняется или сублимируется) . Это-то свойство иода и способствовало его открытию. Обычно считают, что иод впервые выделил в 1811 г. французский промышленник и химик-любитель Бернар Куртуа из г. Дижона. Он обнаружил, что щелок, получаемый из золы морских водорослей, сильно разъедает медный котел, используемый для этой цели. Заинтересовавшись, Б. Куртуа начал экспериментировать и убедился, что при пропускании хлора через раствор щелока выделяется неизвестное ранее вещество в виде тяжелых темно-фиолетовых паров. Именно цвету паров иод и обязан своим названием (от греческого слова ιοειδης Д цвета фиалки, фиолетовый). Первое сообщение об открытии в природе неизвестного ранее вещества было опубликовано в 1813 г. Однако Б. Куртуа не дал сколько-нибудь удовлетворительной характеристики открытому им веществу и даже не определил, является ли оно простым веществом или соединением. Элементарную природу иода независимо друг от друга установили французский ученый Ж. Л. Гей-Люссак и англичанин Гемфри Дэви. Кроме того, Ж. Л. Гей-Люссак получил и исследовал многие производные иода. Б. Куртуа же открытие нового элемента не принесло удачи Д его предприятие вскоре потерпело крах, и он умер в безвестности и нищете. Лишь много лет спустя именем Б. Куртуа в Дижоне была названа улица, на которой он жил. За прошедшие более чем полтора века мы узнали много нового об иоде, его свойствах и соединениях. Накопленные сведения позволяют утверждать, что этот элемент вправе претендовать на самое серьезное к себе отношение со стороны химиков, инженеров, конструкторов, а также медиков и физиологов. Иод очень редкий элемент. Его среднее содержание в земной коре составляет около одной стотысячной процента. Вместе с тем невозможно назвать вешество, в котором современные методы анализа не открыли бы присутствия хотя бы незначительных следов иода. «Иод вездесущий», Д писал о нем академик А. Е. Ферсман, один из основателей современной геохимии. Иод не образует самостоятельных месторождений. Это типичный представитель рассеянных элементов (к ним также относятся германий, гафний, рении и др.). В горных породах содержание иода измеряется миллионными долями процента. Больше иода в воде, особенно морской, сравнительно много в почвах и растениях. Морские водоросли, например, способны накапливать иод до десятых долей процента (от массы золы), Нa земной поверхности иод распределен чрезвычайно неравномерно: больше его в низинах, у морских побережий, очень мало в горах, арктических странах. В пустынях его концентрация возрастает, а в Южной Америке (пустыня Атакама) встречаются даже залежи селитры со значительным (до 1%) содержанием иода. В попутных буровых водах, получаемых в больших количествах при добыче нефти, также присутствует иод. По одной из теорий нефть образовалась из отмерших морских микроорганизмов и водорослей, а в них концентрация иода повышена. Несмотря на то что содержание иода в буровых водах невелико (в среднем 0,005%), наличие больших запасов сырья делает извлечение иода из него экономически выгодным.
Особую роль играет иод в жизни животных и человека. Давно уже было отмечено, что в живых организмах содержание его выше, чем в окружающей среде. Добавление небольших доз иода в корм скоту увеличивает удой молока у коров, рост шерсти у овец, повышает яйценоскость кур, благотворно влияет на откорм свиней. В организме человека иод входит в состав белка тиреоглобулина, содержащегося в щитовидной железе. Он абсолютно незаменим при синтезе гормонов, вырабатываемых этой железой. Недостаток иода вызывает у взрослых людей зобную болезнь. Если же человека лишить необходимого количества иода в раннем возрасте, то развивается страшная болезнь Д кретинизм. Она приводит к сильному, до идиотизма, расстройству интеллекта, резкому нарушению деятельности органов чувств Д от потери осязания до полной глухонемоты. Жизнь человека без иода немыслима. В местностях, где содержание иода в почве и воздухе понижено, что, в частности, характерно для горных районов, дефицит его восполняется употреблением в пищу иодированной поваренной соли. Иод в виде спиртовой йодной настойки хорошо всем известен как антисептическое (обеззараживающее) и кровоостанавливающее средство. Аналогично используется и одно из его производных Д йодоформ. Вместе с тем в больших количествах иод очень ядовит, его пары сильно раздражают слизистые оболочки. При отравлении парами иода появляется кашель, насморк, слезотечение, возникают опухоли в области околоушной впадины, головные боли, чувство временного оглушения. Дальнейшее пребывание в такой атмосфере смертельно опасно для человека.
Длительное время после своего открытия иод находил очень ограниченное применение в практике. Однако происходящая в последние десятилетия научно-техническая революция привлекла внимание ученых и к этому редкому элементу. Особенно способствовал этому бурный прогресс и деле использования атомной энергии и освоения космического пространства. Применение иода основано на особенностях его химических свойств. Как известно, иод относится к семейству галогенов, включающем также фтор, хлор, бром и астат. Все галогены реакционноспособны (можно даже сказать агрессивны) и легко образуют соединения с огромным количеством веществ. Но иодиды значительно менее устойчивы, чем соответствующие фториды, хлориды или бромиды. Сочетание этих двух качеств Д высокой реакционной способности с относительно малой прочностью соединений Д позволяет использовать иод в так называемых транспортных химических реакциях (от английского слова to transport Д перевозить, переносить). Процессы, основанные на этих реакциях, широко применяются в химической технологии. Суть их сводится к следующему: какое-либо исходное вещество с примесями в одном аппарате (или одной зоне аппарата) реагирует с промежуточным реагентом, образуя летучее или подвижное соединение, которое, переместившись в другой аппарат (другую зону аппарата), разлагается вновь на исходное и промежуточное вещество. Этот промежуточный реагент практически не расходуется, а служит лишь для переноса вещества и многократно используется в процессе. Подобрав соответствующие условия, можно добиться, что примеси основного вещества не будут вступать в реакцию и продукт, получаемый разложением промежуточного соединения, будет в десятки и сотни раз чище исходного.
Еще на самых ранних этапах развития ядерной энергетики внимание конструкторов привлекли два редких металла Д цирконий и гафний, обладающие рядом ценных для этой области качеств. Трудность состояла в том, что получаемые металлы отличались невысокой степенью чистоты, а их высокие температуры плавления (около 2000°С) и химическая стойкость делали очистку циркония и гафния сложной технической проблемой. И вот тут-то на помощь инженерам и пришел иод. Он оказался отличным «перевозчиком» для осуществления транспортных реакций. Иод хорошо реагирует с большинством металлов, образуя соединения, достаточно устойчивые в газообразном состоянии, но сравнительно легко разлагающиеся при повышенной температуре (например, на раскаленной металлической нити). Так родился метод иодидного рафинирования металлов. В настоящее время получение металлов и полупроводниковых материалов особой чистоты становится все более важным для радиоэлектроники, ядерной энергетики и аэрокосмической техники. Метод иодидного рафинирования вносит существенный вклад в решение этой сложной задачи. Достигаемая этим способом степень очистки настолько высока, что термины «иодидный металл» и «чистый металл», часто используют как синонимы. Иодидный метод в ряде случаев позволяет решать и противоположную задачу Д получать некоторые вещества с точно определенными и равномерно распределенными примесями. Такие материалы тоже бывают необходимы для нужд современной техники.
Иод помогает нам получать редкие металлы высокой чистоты. Но, оказывается, он сумел существенно облегчить работу и создателям космических ракет. Всякий космический корабль задолго до старта должен «пережить» на земле все то, что ему предстоит встретить в космосе. На стендах и испытательных полигонах проверяют его стойкость к различным излучениям, перегрузкам, вибрации... Однако момент, когда корабль на космической скорости врывается в атмосферу, смоделировать необычайно трудно. В считанные мгновения температура обшивки повышается на сотни градусов Д происходит тепловой удар. Создать такие условия при испытаниях очень сложно. Нагревание корпуса с помощью нагревательных элементов длится десятки секунд Д это долго; строить нечто вроде огромных печей, накалять их до требуемой температуры и в несколько секунд перемещать космический корабль Д технически трудно и дорого. Остается еще один способ передачи теплоты Д излучением. При этом количество испускаемой теплоты растет пропорционально четвертой степени температуры излучающего тела. Обычная электрическая лампа накаливания работает при температуре вольфрамовой нити около 2000°С. Но ведь температура плавления вольфрама почти 3400°С? Почему бы нам не повысить температуру хотя бы до 3000°С? Оказывается, при повышении температуры нити от 1700 до 2500°С испарение вольфрама с ее поверхности увеличивается в миллион раз, а при температуре около 3300°С становится даже в миллиард раз больше! Мы действительно можем получить значительно большую мощность излучения от обычной электрической лампы, но ее колба очень быстро потемнеет от осевшего вольфрама, а нить перегорит. Как же сделать лампу достаточно мощной, но более долговечной? И опять инженеров выручил иод. Колбу лампы сделали из кварцевого стекла и уменьшили в размерах, а внутрь внесли небольшое количество иода. Такая лампа может работать сотни часов при температуре нити накала 2700°С. Испарившийся вольфрам на стенках колбы реагирует с иодом, образуя иодид вольфрама. Иодид испаряется со стенок и устремляется к раскаленной нити, где разлагается на вольфрам и свободный иод. Итак, вольфрам возвращен на место, а иод снова может вступать в соединение. Узнаете? Ведь это знакомая нам транспортная реакция! С помощью батарей из таких ламп создатели космических аппаратов могут теперь легко воспроизвести режим теплового удара в земных условиях. Йодные лампы нашли и другое применение Д они используются для сварки и пайки металлов и стекла. Ведь стальной лист толщиной 1 мм нагревается йодной лампой за 90 с до 1500°С! Особенно удобно сваривать ими трубы, помещая лампы внутри свариваемых отрезков. Все шире применяются йодные лампы., для освещения больших площадей и стадионов. И еще одна новая область, куда проникает иод, Д это воздействие человека на погоду. Кристаллы иодида серебра, распыляемые над облаками, искусственно вызывают дождь. Природный иод весь состоит лишь из одного стабильного изотопа с атомной массой 127. Зато искусственно получено еще свыше двадцати изотопов иода Д почти рекордное число. Все они радиоактивны и занимают диапазон массовых чисел от 117 до 139. Некоторые изотопы иода сыграли существенную роль в развитии физиологии и медицины. Химические свойства стабильных и радиоактивных изотопов одного и того же элемента практически одинаковы. Поэтому и поведение их в ходе биохимических процессов совершенно однотипно (некоторое исключение составляют лишь изотопы водорода). В то же время присутствие и накопление радиоактивных изотопов непосредственно в организме значительно легче обнаруживается с помощью специальной аппаратуры по их радиоактивному излучению. Благодаря применению радиоактивных изотопов иода удалось окончательно оценить его значение для развития: живых организмов. Именно использование изотопов позволило установить, что главным потребителем иода в организме человека является щитовидная железа. Исследования подтвердили, что при некоторых заболеваниях, способность к поглощению иода щитовидной железой резко меняется. Регистрация этих изменений по излучению радиоактивных изотопов иода привела к созданию надежных методик диагностики этих заболеваний. Использование изотопов иода облегчило обнаружение некоторых видов опухолей, в частности, опухолей мозга. Эти изотопы, применяются и при лечении ряда онкологических болезней.  Как мы видим, иод становится вездесущим не только в природе, но и в практике. Старые способы извлечения иода из золы морских водорослей уже не удовлетворяют потребностей промышленности. Основным сырьем для получения иода в нашей стране являются буровые воды нефтяных промыслов. Для их переработки еще в годы первых пятилеток были построены заводы в Азербайджане (Сураханах и Нефтечале). Здесь был использован угольный метод, предложенный в 1930 г. советским инженером Б. П. Денисовичем. В больших бассейнах буровые воды упариваются под действием солнечных лучей и концентрация иода в них повышается в 2Д2,5 раза. После этого свободный иод вытесняется хлором и собирается (адсорбируется) с помощью активированного угля. Вместо угля иногда используют крахмал или синтетические смолы. Сейчас все шире внедряется другой способ извлечения иода Д воздушный (впервые предложен П. И. Каминским в 1931 г.). Он основан на высокой летучести иода. В этом методе иод не поглощается углем, а выдувается из раствора струей воздуха. Пары иода затем выделяются из полученной газовой смеси. В настоящее время на нефтяных промыслах Азербайджана действуют десятки скважин, из которых получают не нефть, а исключительно иодно-бромные воды. Из этих рассолов извлекают не только кристаллический иод и жидкий бром, но и ряд других ценных химических продуктов. Производство иода в СССР непрерывно расширяется, а его технология совершенствуется. За последние десятилетия сфера применения иода значительно расширилась. Ныне он используется в самых передовых областях техники. Однако и до сих пор иод не открыл нам всех своих тайн. Не исключено, что в будущем этот замечательный элемент займет еще более значительное место в нашей жизни.

Рис. Принципиальная схема получения иода воздушным способом. 1 Д Бочки с перерабатываемым раствором; 2 Д распределительный щит; 4Д ложное дно, 5 Д камера для поглощения иода; 6 Д сборник; 7 Д воздуходувки.