4.5.5 碘化学

4.5.5 碘化学

4.5.5.1 概述

碘(iodine,I)是53号元素,位于元素周期表第五周期的第七主族。碘有37种同位素,其中127 I是唯一的稳定同位素。在放射性同位素中,123 I、125 I、131 I比较重要。它们的主要辐射特性列于表4.10。

表4.10 123 I、125 I和131 I的主要粒子能量分支比

图示

在裂变反应中,131 I有较大的产额(2.82%),可作为反应堆事故或核爆后环境监测的信号核素。由于131 I是β-、γ放射体,其在医学上常常用于制备放射性核素诊断和治疗药物。

4.5.5.2 单质碘的性质

单质碘是紫黑色的片状晶体,微热即升华,在水中的溶解度极低,但当水中存在KI时,可形成图示图示,碘的溶解度会大大增加,其溶液呈棕色。碘易溶于CCl4、CHCl3、CS2、苯和酒精等有机溶剂中,也易定量吸附在活性炭、硅胶等吸附剂上。

4.5.5.3 碘的化合物

碘的钠盐和钾盐是可溶性的,而AgI、HgI、PdI等是难溶性的。AgI不仅难溶于水,且难溶于稀酸和氨水,这一性质可用于放射性碘的分析和测定中。

4.5.5.4 碘的水溶液化学

碘的化学性质较活泼,其化合价有-1、0、+1、+3、+5和+7价。单质碘是卤族元素中最弱的氧化剂,与还原剂如Na HSO 3、NH 2 OH·HCl等作用或在碱性条件下与H 2 O 2作用,可被还原为I-离子。单质碘在碱性溶液(p H>9)中会发生歧化反应:I-在强酸介质中,容易被空气或NaNO2氧化:

图示(https://www.daowen.com)

图示

在酸性溶液中,I-与IO3-会发生反应生成I2

图示

低价态的碘都可被强氧化剂如次氯酸钠氧化至+7,再被还原剂如NH 2 OH·HCl等还原到I-。此过程可保证放射性碘和碘载体同位素交换完全。

4.5.5.5 碘的分析测定

(1)浓集分离

空气中放射碘的采样可使用以活性炭、浸渗了Br和TEDT的活性炭及浸渗了银的沸石为填料的滤膜,它们对碘的取样效率几乎为100%。

一般样品中,放射性碘的浓度低,且有其他核素干扰,须经放化分离后方可测量。样品预处理时必须防止碘的挥发损失。放射性碘常用的浓集和分离方法有共沉淀法、溶剂萃取法和离子交换法等。

(2)测定方法

131 I。由于131 I能放出较强的β、γ射线,因此环境中高浓度的131 I(如核事故释放)可直接用γ谱仪测定。一般低浓度样品须经放化分离,然后进行β测量。

125 I。125 I只能释放出低能X和γ射线,宜用NaI(Tl)X射线谱仪测定X射线,或用γ闪烁计数器来测定其含量。