Yodo

El yodo o iodo[1] es un elemento químico de número atómico 53 situado en el grupo de los halógenos (grupo 17) de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es I (del griego ιώδης, iodes, "violeta"). Es un no metal debido a que no es un buen conductor del calor ni de la electricidad.

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53		 I
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
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Información general
Nombre, símbolo, número Yodo o iodo, I, 53
Serie química Halógenos
Grupo, período, bloque Elementos del grupo 17, 5, p
Masa atómica 126,90447 u
Configuración electrónica [Kr] 4d10 5s2 5p5
Electrones por nivel 2, 8, 18, 18, 7 (imagen)
Apariencia Gris violáceo (Sólido)
Violeta (Gas)
Propiedades atómicas
Radio medio 140 pm
Electronegatividad 2,66 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc) 115 pm (radio de Bohr)
Radio covalente 133,87 pm
Radio de van der Waals 198 pm
Estado(s) de oxidación -1, 1, 3, 5, 7
Óxido Ácido fuerte
1.ª energía de ionización 1008,4 kJ/mol
2.ª energía de ionización 1845,9 kJ/mol
3.ª energía de ionización 3180 kJ/mol
Líneas espectrales
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 4930 kg/m3
Punto de fusión 386,85 K (114 °C)
Punto de ebullición 457,4 K (184 °C)
Entalpía de vaporización 20,752 kJ/mol
Entalpía de fusión 7,824 kJ/mol
Varios
Estructura cristalina Ortorrómbica
Calor específico 145 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 8,0 × 10-8 S/m
Conductividad térmica 0,449 W/(K·m)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del yodo o iodo
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
127I100 %Estable con 74 neutrones
129ITrazas1,57 × 107 aβ-0,194129Xe
131ISintético8,02070 dβ-0,971131Xe
Peligrosidad
SGA
NFPA 704

0
3
2
COR
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

Este elemento puede encontrarse en forma molecular como yodo diatómico.

Es un oligoelemento y se emplea principalmente en medicina, fotografía y como colorante. Químicamente, el yodo es el halógeno menos reactivo y electronegativo. Como con todos los otros halógenos (miembros del Grupo XVII en la tabla periódica), el yodo forma moléculas diatómicas y por ello forma el diyodo de fórmula molecular I2.

Historia
Muestra de yodo.

El yodo fue descubierto en 1811 por el químico francés y el fabricante de salitre Bernard Courtois en las cenizas de algas marinas. Fue nombrado por Gay Lussac en una publicación del 1 de agosto de 1814,[2] a partir del iodes del griego clásico (con reflejos violetas) debido al color de su vapor cuando se calienta.

Características principales
El yodo en estado gaseoso tiene una coloración violeta.

Al igual que todos los halógenos, forma un gran número de moléculas con otros elementos, pero es el menos reactivo de los elementos del grupo, y tiene ciertas características metálicas. Puede presentar diversos estados de oxidación: −1, +1, +3, +5, +7. Reacciona con el mercurio y el azufre.

Compuestos
Cloruro de yodo.
  • El yodo diatómico (I2) en una disolución de yoduro (I-) forma poliyoduros como el triyoduro, I3-, o el pentayoduro, I5-. También forma compuestos con otros haluros, por ejemplo el IF8-.
  • En disolución acuosa puede presentar diferentes estados de oxidación. Los más representativos son el -1, con los yoduros, el +5 formando yodatos, y el +7, peryodatos (oxidante fuerte).
  • El yoduro de hidrógeno (HI), se puede obtener por síntesis directa con yodo molecular e hidrógeno molecular, o bien con yodo molecular y un reductor.
  • Los yodatos (IO3- pueden obtenerse a partir de yodo molecular con un oxidante fuerte).
  • Algunos yoduros de metales pueden obtenerse por síntesis directa, por ejemplo: Fe + I2 → FeI2. Y a partir de este pueden obtenerse otros por sustitución.

Isótopos

Hay 37 isótopos de yodo, pero solo el I-127 es estable. El radioisótopo artificial yodo-131 (un emisor beta y gamma)[3] con un periodo de semidesintegración de 8 días se ha empleado en el tratamiento de cáncer y otras patologías de la glándula tiroidea. El yodo-129 (con un periodo de semidesintegración de unos 16 millones de años) se puede producir a partir del xenón-129 en la atmósfera terrestre, o también a través del decaimiento del uranio-238. Como el uranio-238 se produce durante cierto número de actividades relacionadas con la energía nuclear, su presencia (la relación 129I/I) puede indicar el tipo de actividad desarrollada en un determinado lugar. Por esta razón, el yodo-129 se empleó en los estudios de agua de lluvia en el seguimiento del accidente de Chernóbil. También se ha empleado como trazador en el agua superficial y como indicador de la dispersión de residuos en el medio ambiente. Otras aplicaciones pueden estar impedidas por la producción de yodo-129 en la litosfera a través de un número de mecanismos de decaimiento.

En muchos aspectos el yodo-129 es similar al cloro-36. Es un halógeno soluble, relativamente no reactivo, existe principalmente como anión no solvatado, y se produce por reacciones in situ termonucleares y cosmogénicas. En estudios hidrológicos, las concentraciones de yodo-129 se dan generalmente como la relación de yodo-129 frente al yodo total (prácticamente todo yodo-127). Como en el caso de la relación 36Cl/Cl, las relaciones 129I/I en la naturaleza son bastante pequeñas, 10−14 a 10−10 (el pico termonuclear de 129I/I durante las décadas 1960 y 1970 alcanzó unos valores de 10−7). El yodo-129 se diferencia del cloro-36 en que su periodo de semidesintegración es mayor (16 frente a 0,3 millones de años), es altamente biofílico y se encuentra en múltiples formas iónicas (generalmente I- y yodatos) que tienen distinto comportamiento químico.

Función biológica

El iodo es un elemento químico esencial. La glándula tiroides fabrica las hormonas tiroxina y triyodotironina, que contienen yodo. El déficit en yodo produce bocio y mixedema.

Las hormonas tiroideas juegan un papel muy básico en la biología, actuando sobre la transcripción genética para regular la tasa metabólica basal. La deficiencia total de hormonas tiroideas puede reducir la tasa metabólica basal hasta un 50 %, mientras que en la producción excesiva de hormonas tiroideas pueden incrementar el metabolismo basal hasta un 100 %. La T4 actúa como un precursor de la T3, la cual es (con algunas excepciones menores) la hormona biológicamente activa, la acción de dichas hormonas es indispensable para el crecimiento y maduración del sistema nervioso central en la etapa prenatal y los primeros años de vida del ser humano, además de su crecimiento y desarrollo somático ulterior.

En el caso de que se produzca déficit de yodo durante la infancia, se puede originar cretinismo, en donde se produce un retraso mental y físico. Es requerido como elemento traza para la mayoría de los organismos vivientes.


Estructura de la tiroxina

Ingesta dietética recomendada

La Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) recomienda 150 microgramos de yodo por día tanto para hombres como mujeres. Esto es necesario para la producción propia de hormonas tiroideas. Las fuentes naturales de yodo incluyen productos del mar, como las algas y algunos peces, así como plantas que crecen en suelos ricos en yodo.[4][5] Una de las algas más ricas en yodo es el alga parda, mientras que el bacalao, la lubina, el abadejo y la perca de mar son ricos en este mineral.[5] La sal para el consumo diario es frecuentemente fortificada con yodo y se conoce como sal yodada.

Deficiencia de yodo

En áreas donde hay poco yodo en la dieta (alejados del mar) la deficiencia de yodo puede causar hipotiroidismo, cuyos síntomas incluyen fatiga extrema, bocio, retardo mental, depresión, ganancia de peso, disminución del metabolismo basal y disminución de la temperatura basal (hipotermia). En mujeres embarazadas puede producir abortos y deformidades fetales, así como retardo mental posterior en los niños.[6] Existen dos enfermedades causadas por la deficiencia de yodo severa, estas son el cretinismo y el bocio.

  • Cretinismo: condición asociada a la deficiencia de yodo. Existen dos tipos de cretinismo: Cretinismo neurológico, en el que se observa retardo mental, retardo del crecimiento corporal, rigidez muscular, convulsiones y sordera. Cretinismo Mixedematoso: (puede observarse en zonas africanas), se caracteriza por enanismo, poco desarrollo mental, mixedema y estrabismo.
  • Bocio: la ausencia o disminución de hormonas tiroideas en la sangre, conduce a una elevación en los niveles de TSH, la cual estimula a la tiroides, causando aumento en la proliferación celular y vascularización, lo que da como resultado un agrandamiento de la glándula o hipertrofia llamada bocio.

Exceso de yodo

Puede deberse a una alteración inmunológica que conduce a una producción excesiva de hormonas tiroideas, las cuales no permiten el funcionamiento fisiológico de la glándula tiroides, o también por un consumo excesivo de yodo a través de alimentos ricos en yodo como las algas o suplementos dietéticos utilizados para promover la pérdida de peso que son altos en yodo. Los síntomas incluyen: aumento de la tasa metabólica basal, apetito voraz, sed, pérdida de peso, debilidad general, intolerancia al calor, nerviosismo, problemas cardíacos, entre otros.

Precauciones

El yodo elemental (I2) es tóxico si se toma por vía oral sin diluir. La dosis letal para un ser humano adulto es de 30 mg/kg, que es de aproximadamente 2,1 a 2,4 gramos para un ser humano que pese entre 70 y 80 kg (incluso si los experimentos con ratas demostraron que estos animales podrían sobrevivir después de ingerir una dosis de 14 000 mg/kg). El exceso de yodo puede ser más citotóxico en presencia de deficiencia de selenio.[7] La suplementación con yodo en poblaciones con deficiencia de selenio es, en teoría, problemática, en parte por esta razón.[8] La toxicidad se deriva de sus propiedades oxidantes, a través de las cuales desnaturaliza las proteínas (incluidas las enzimas).[9]

El yodo es corrosivo, es necesario tener cuidado cuando se maneja yodo, pues el contacto directo con la piel puede causar lesiones. El yodo elemental es un irritante de la piel. El contacto directo con la piel puede causar daños y los cristales de yodo sólidos deben manipularse con cuidado. Las soluciones con alta concentración de yodo elemental, como la tintura de yodo y la solución de Lugol, son capaces de causar daño tisular si se utilizan en limpiezas prolongadas o antisepsia. De manera similar, la povidona yodada (nombre comercial Betadina) líquida atrapada contra la piel provocó quemaduras químicas en algunos casos informados.[10]

El vapor de yodo es muy irritante para los ojos. Al mínimo contacto dar unas dosis de colirio al ojo afectado. También es peligroso para las membranas mucosas. La concentración de yodo en el aire[11] no debe exceder 1 mg/m³. Cuando es mezclado con amoníaco, puede formar triyoduro de nitrógeno (triyodoamina) el cual es extremadamente sensible y capaz de explosionar inesperadamente.

Exposición ocupacional

Las personas pueden estar expuestas al yodo en el lugar de trabajo por inhalación, ingestión, contacto con la piel y contacto con los ojos. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) de los Estados Unidos ha establecido el límite legal (límite de exposición permisible) para la exposición al yodo en el lugar de trabajo en 0,1 ppm (1 mg/m3) durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de los Estados Unidos ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 0,1 ppm (1 mg/m3) durante una jornada laboral de 8 horas. A niveles de 2 ppm, el yodo es calificado como "inmediatamente peligroso para la vida y la salud".[12]

Reacciones alérgicas

Algunas personas desarrollan hipersensibilidad a los productos y alimentos que contienen yodo. Las aplicaciones de tintura de yodo o Betadine pueden causar erupciones, a veces graves.[13] el uso parenteral de agentes de contraste a base de yodo (ver arriba) puede causar reacciones que van desde un sarpullido leve hasta anafilaxia fatal. Tales reacciones han llevado a la idea errónea (muy extendida, incluso entre los médicos) de que algunas personas son alérgicas al yodo mismo; incluso las alergias a los mariscos ricos en yodo se han interpretado de esa manera.[14] De hecho, nunca ha habido un informe confirmado de una verdadera alergia al yodo, y una alergia al yodo elemental oa las sales de yoduro simple es teóricamente imposible. Las reacciones de hipersensibilidad a productos y alimentos que contienen yodo aparentemente están relacionadas con sus otros componentes moleculares;[15] por lo tanto, una persona que ha demostrado ser alérgica a un alimento o producto que contiene yodo puede no tener una reacción alérgica a otro. Los pacientes con diversas alergias alimentarias (mariscos, huevo, leche, etc.) no tienen un mayor riesgo de hipersensibilidad a un medio de contraste.[16][15] Al igual que con todos los medicamentos, se debe cuestionar y consultar el historial de alergias del paciente antes de administrar cualquiera que contenga yodo.[17]

Estado en la lista I de la DEA de EE. UU.

El fósforo puede reducir el yodo elemental a ácido yodhídrico, que es un reactivo eficaz para reducir la efedrina o la pseudoefedrina a metanfetamina.[18] Por esta razón, el yodo fue designado por la Drug Enforcement Administration de los Estados Unidos como Lista de sustancias químicas de la DEA, la lista I de sustancias químicas precursoras bajo el Código de Regulaciones Federales 21 CFR 1310.02.[19]

Abundancia y obtención

El yodo se presenta en la corteza terrestre con una concentración de 0,14 ppm, mientras que en el agua de mar su abundancia es de 0,052 ppm.

El yodo se obtiene a partir de los yoduros, I-, presentes en el agua de mar y en algas, o en forma de yodatos, IO3- a partir de los nitratos del salitre (separándolos previamente de estos). El primer método para la separación del yodo del salitre fue descubierto por el chileno Pedro Gamboni, en su oficina salitrera Sebastopol, ubicada en la Región de Tarapacá.

  • En el caso de partir de yodatos, una parte de estos se reducen a yoduros, y los yoduros obtenidos se hacen reaccionar con el resto de yodatos, obteniéndose yodo:
IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O
  • Cuando se parte de yoduros, estos se oxidan con cloro y el yodo obtenido se separa mediante filtración. Se puede purificar reduciéndolo y haciéndolo oxidarse con cloro.
2I- + Cl2 → I2 + 2Cl-

El yodo se puede preparar de forma ultrapura haciendo reaccionar yoduro de potasio, KI, con sulfato de cobre, CuSO4.

Producción mundial en 2019, en toneladas por año
1.ChileBandera de Chile Chile20 200
2.JapónBandera de Japón Japón9100
3.Bandera de Turkmenistán Turkmenistán600
4.AzerbaiyánBandera de Azerbaiyán Azerbaiyán190
5.IndonesiaBandera de Indonesia Indonesia40
6.Rusia Rusia2

Véase también

Referencias
  1. «Nombres y símbolos en español acordados por la RAC, la RAE, la RSEQ y la Fundéu». 18 de junio de 2018. Consultado el 5 de marzo de 2020.
  2. M. Gay-Lussac, A memoir on Iodine, The Annals of philosophy, 1814, vol. 5, p. 101-109.
  3. «Nuclide Safety Data Sheet». Consultado el 26 de octubre de 2010.
  4. International Council for the Control of Iodine Definiciency Disorders - Sources of iodine
  5. MedlinePlus Medical Encyclopedia: Iodine in diet
  6. Valores de referencia de energía y nutrientes de la población venezolana. Caracas. Ministerio de Salud y Desarrollo Social. Instituto Nacional de Nutrición, 2000
  7. Smyth, P. P. (2003). «Role of iodine in antioxidant defence in thyroid and breast disease (Papel del yodo en la defensa antioxidante en enfermedades de la tiroides y la mama)». Biofactors 19: 121-30. PMID 14757962. S2CID 7803619. doi:10.1002/biof.5520190304.
  9. Yerkes, Christine (2007). «Lecture 29: Protein Structure and Denaturation». chem.uiuc.edu. University of Illinois. Consultado el 23 de octubre de 2016.
  10. Lowe, D. O.; Knowles, S. R.; Weber, Elizabeth A.; Railton, C. J.; Shear, N. H. (2006). «Povidone-iodine-induced burn: case report and review of the literature (Quemadura inducida por povidona yodada: informe de caso y revisión de la literatura)». Pharmacotherapy 26 (11): 1641-5. PMID 17064209. S2CID 25708713. doi:10.1592/phco.26.11.1641.
  11. Efectos sobre la Salud humana
  12. «CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Iodine». cdc.gov. Consultado el 6 de noviembre de 2015.
  13. DermNet New Zealand Trust, Iodine
  14. Boehm, yo (2008). «Seafood allergy and radiocontrast media: Are physicians propagating a myth? (Alergia a los mariscos y medios de radiocontraste: ¿Están los médicos propagando un mito?)». Am J Med 121: E19. PMID 18691465. doi:10.1016/j.amjmed.2008.03.035.
  15. Departamento de Radiología e Imágenes Biomédicas de la UCSF, seguridad del paciente/contraste/alergia al yodo Alergia al yodo y administración de contraste
  16. Lombardo P, Nairz K, Boehm I (2019). «Patients' safety and the "iodine allergy" – How should we manage patients with iodine allergy before they receive an iodinated contrast medium? (Seguridad de los pacientes y "alergia al yodo" – ¿Cómo debemos manejar a los pacientes con alergia al yodo antes de recibir un medio de contraste yodado?». Eur J Radiol 116 (7): 150-151. PMID 31153557. S2CID 164898934. doi:10.1016/j.ejrad.2019.05.002.
  17. Katelaris, Constance (2009). «'Iodine Allergy' label is misleading (La etiqueta 'Alergia al yodo' es engañosa)». Australian Prescriber (en inglés) 32 (5): 125-128. doi:10.18773/austprescr.2009.061.
  18. Skinner, H.F. (1990). «Methamphetamine synthesis via hydriodic acid/red phosphorus reduction of ephedrine (Síntesis de metanfetamina a través de la reducción de efedrina con ácido yodhídrico/fósforo rojo)». Forensic Science International 48 (2): 123-134. doi:10.1016/0379-0738(90)90104-7.
  19. «PARTE 1310 - Sección 1310.02 Sustancias cubiertas» (en inglés). Archivado desde el original el 17 de octubre de 2017. Consultado el 5 de diciembre de 2019.

Bibliografía
  • Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc (2001), Food and Nutrition Board (FNB), Institute of Medicine (IOM)
  • International Council for the Control of Iodine Definiciency Disorders - Sources of iodine
  • MedlinePlus Medical Encyclopedia: Iodine in diet
  • Valores de referencia de energía y nutrientes de la población venezolana. Caracas. Ministerio de Salud y Desarrollo Social. Instituto Nacional de Nutrición, 2000.

Enlaces externos


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