Iodin

Iodin atau yodium adalah sebuah unsur kimia dengan lambang I dan nomor atom 53. Menjadi unsur halogen stabil terberat, ia merupakan padatan nonlogam semi-berkilau pada kondisi standar yang melebur membentuk cairan berwarna lembayung tua pada suhu 114 °C (237 °F), dan mendidih menjadi gas berwarna lembayung pada 184 °C (363 °F). Unsur ini ditemukan oleh kimiawan Prancis Bernard Courtois pada tahun 1811 dan diberi nama dua tahun kemudian oleh Joseph L. Gay-Lussac, dari bahasa Yunani Kuno Ιώδης 'berwarna lembayung'.

53I Iodin
Kristal iodin
Garis spektrum iodin
Sifat umum
Pengucapan	/iodin/
Penampilan	padatan abu-abu metalik berkilau, cairan hitam/ungu, gas berwarna ungu
Iodin dalam tabel periodik
53I Hidrogen Helium Lithium Berilium Boron Karbon Nitrogen Oksigen Fluor Neon Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Sulfur Clor Argon Potasium Kalsium Skandium Titanium Vanadium Chromium Mangan Besi Cobalt Nikel Tembaga Seng Gallium Germanium Arsen Selen Bromin Kripton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Br ↑ I ↓ At telurium ← iodin → xenon Lihat bagan navigasi yang diperbesar
Nomor atom (Z)	53
Golongan	golongan 17 (halogen)
Periode	periode 5
Blok	blok-p
Kategori unsur	nonlogam diatomik
Berat atom standar (Ar)	126,90447±0,00003 126,90±0,01 (diringkas)
Konfigurasi elektron	[Kr] 4d10 5s2 5p5
Elektron per kelopak	2, 8, 18, 18, 7
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)	padat
Titik lebur	(I2) 386,85 K ​(113,7 °C, ​236,66 °F)
Titik didih	(I2) 457,4 K ​(184,3 °C, ​363,7 °F)
Kepadatan mendekati s.k.	4,933 g/cm3
Titik tripel	386,65 K, ​12,1 kPa
Titik kritis	819 K, 11,7 MPa
Kalor peleburan	(I2) 15,52 kJ/mol
Kalor penguapan	(I2) 41,57 kJ/mol
Kapasitas kalor molar	(I2) 54,44 J/(mol·K)
Tekanan uap (rombus) P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T (K) 260 282 309 342 381 457
Sifat atom
Bilangan oksidasi	−1, +1, +3, +4, +5, +6, +7 (oksida asam kuat)
Elektronegativitas	Skala Pauling: 2,66
Energi ionisasi	ke-1: 1008,4 kJ/mol ke-2: 1845,9 kJ/mol ke-3: 3180 kJ/mol
Jari-jari atom	empiris: 140 pm
Jari-jari kovalen	139±3 pm
Jari-jari van der Waals	198 pm
Lain-lain
Kelimpahan alami	primordial
Struktur kristal	​ortorombus berpusat muka
Konduktivitas termal	0,449 W/(m·K)
Resistivitas listrik	1,3×107 Ω·m (suhu 0 °C)
Arah magnet	diamagnetik
Suseptibilitas magnetik molar	−88,7×10−6 cm3/mol (298 K)
Modulus curah	7,7 GPa
Nomor CAS	7553-56-2
Sejarah
Penemuan dan isolasi pertama	B. Courtois (1811)
Isotop iodin yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) Mode peluruhan Pro­duk 123I sintetis 13 jam ε, γ 123Te 124I sintetis 4,176 hri ε 124Te 125I sintetis 59,40 hri ε 125Te 127I 100% stabil 129I renik 1,57×107 thn β− 129Xe 131I sintetis 8,02070 hri β−, γ 131Xe 135I sintetis 6,57 jam β− 135Xe

Iodin terjadi dalam banyak keadaan oksidasi, meliputi iodida (I⁻), iodat (IO−3), dan berbagai anion periodat. Ia adalah halogen stabil yang paling tidak melimpah, menjadi unsur paling melimpah ke-61. Sebagai nutrisi mineral esensial terberat, iodin diperlukan untuk sintesis hormon tiroid. Kekurangan iodin mempengaruhi sekitar dua miliar orang dan merupakan penyebab utama kecacatan intelektual yang dapat dicegah.

Produsen iodin yang dominan saat ini adalah Chili dan Jepang. Karena nomor atomnya yang tinggi dan kemudahannya menempel pada senyawa organik, ia juga disukai sebagai bahan radiokontras yang tidak beracun. Karena kekhususan serapannya oleh tubuh manusia, isotop radioaktif iodin juga dapat digunakan untuk mengobati kanker tiroid. Iodin juga digunakan sebagai katalis dalam produksi industri dari asam asetat dan beberapa polimer.

Unsur ini terdapat dalam Daftar Obat Esensial Organisasi Kesehatan Dunia.

Sejarah

Pada tahun 1811, iodin ditemukan oleh kimiawan Prancis Bernard Courtois, yang berasal dari produsen kalium nitrat (sebuah komponen bubuk mesiu yang penting). Pada saat Perang Napoleon, kalium nitrat sangat diminati di Prancis. Kalium nitrat yang diproduksi dari lapisan nitrat membutuhkan natrium karbonat, yang dapat diisolasi dari rumput laut yang dikumpulkan di pantai Normandy dan Brittany. Untuk mengisolasi natrium karbonat, rumput laut dibakar dan abunya dicuci dengan air. Limbah yang tersisa dihancurkan dengan menambahkan asam sulfat. Courtois pernah menambahkan asam sulfat secara berlebihan dan awan uap berwarna ungu mulai muncul. Dia mencatat bahwa uap tersebut mengkristal pada permukaan yang dingin, membuat kristal gelap. Courtois menduga bahwa materi ini merupakan unsur baru namun dia kekurangan dana untuk melakukan penelitian lebih jauh.

Courtois memberikan sampel kepada temannya, Charles B. Desormes (1777–1838) dan Nicolas Clément (1779–1841), untuk melanjutkan penelitian. Dia juga memberikan sebagian zat tersebut kepada kimiawan Joseph L. Gay-Lussac (1778–1850), dan kepada fisikawan André-Marie Ampère (1775–1836). Pada 29 November 1813, Desormes dan Clément mengumumkan penemuan Courtois. Mereka menjelaskan zat tersebut pada pertemuan Imperial Institute of France. Pada 6 Desember, Gay-Lussac mengumumkan bahwa zat baru itu bisa berupa sebuah unsur atau sebuah senyawa oksigen. Gay-Lussac menyarankan nama "iode", dari bahasa Yunani Kuno ἰοειδής (ioeidēs, "lembayung"), karena warna uap iodin. Ampère telah memberikan beberapa sampelnya kepada kimiawan Inggris Humphry Davy (1778–1829), yang bereksperimen pada zat tersebut dan mencatat kemiripannya dengan klorin. Davy mengirim sebuah surat tertanggal 10 Desember kepada Royal Society of London yang menyatakan bahwa dia telah mengidentifikasi sebuah unsur baru. Beberapa argumen meletus antara Davy dan Gay-Lussac mengenai siapa yang pertama kali mengidentifikasi iodin, tetapi kedua ilmuwan tersebut mengakui Courtois sebagai orang pertama yang mengisolasi unsur tersebut.

Pada tahun 1873 peneliti medis Prancis Casimir J. Davaine (1812–1882) menemukan tindakan antiseptik iodin. Antonio Grossich (1849–1926), seorang ahli bedah kelahiran Istria, termasuk orang pertama yang menggunakan sterilisasi bidang operasi. Pada tahun 1908, dia memperkenalkan tingtur iodin sebagai cara untuk mensterilkan kulit manusia dengan cepat di bidang bedah.

Pada tabel periodik awal, iodin sering diberi lambang J, dari Jod, nama unsur ini dalam bahasa Jerman.

Sifat

Uap iodin dalam sebuah labu.

Iodin adalah halogen keempat, menjadi anggota golongan 17 dalam tabel periodik, di bawah fluorin, klorin, dan bromin; ia adalah anggota stabil yang paling berat di golongannya. (Halogen kelima dan keenam, astatin dan tenesin yang radioaktif, tidak dipelajari dengan baik karena biaya mereka yang tinggi dan tidak dapat diakses dalam jumlah besar, tetapi tampaknya menunjukkan berbagai sifat yang tidak biasa untuk golongan mereka karena adanya efek relativistik.) Iodin memiliki konfigurasi elektron [Kr]4d¹⁰5s²5p⁵, dengan tujuh elektron di kulit kelima dan terluar sebagai elektron valensinya. Seperti halogen lainnya, ia kekurangan satu elektron pendek dari oktet penuh sehingga ia merupakan agen pengoksidasi, bereaksi dengan banyak unsur untuk melengkapi kulit terluarnya, meskipun sesuai dengan tren periodik, ia adalah agen pengoksidasi terlemah di antara halogen stabil: ia memiliki keelektronegatifan terendah di antara mereka, hanya 2,66 pada skala Pauling (bandingkan dengan fluorin, klorin, dan bromin masing-masing pada 3,98, 3,16, dan 2,96; astatin melanjutkan tren ini dengan keelektronegatifan 2,2). Oleh karena itu, iodin elemental membentuk molekul diatomik dengan rumus kimia I₂, di mana dua atom iodin berbagi sepasang elektron untuk mencapai oktet yang stabil untuk diri mereka sendiri; pada suhu tinggi, molekul diatomik ini secara reversibel memisahkan sepasang atom iodin. Demikian pula, anion iodida, I⁻, adalah zat pereduksi terkuat di antara halogen stabil, yang paling mudah dioksidasi kembali menjadi I₂ diatomik. (Astatin melangkah lebih jauh, menjadi tidak stabil sebagai At⁻ dan mudah teroksidasi menjadi At⁰ atau At⁺.)

Semakin ke bawah golongan, warna halogen akan menjadi semakin gelap: fluorin berwarna kuning sangat pucat, klorin berwarna kuning kehijauan, bromin berwarna cokelat kemerahan, dan iodin berwarna lembayung.

Iodin elemental sedikit larut dalam air, dengan satu gram akan larut dalam 3450 ml pada suhu 20 °C dan 1280 ml pada suhu 50 °C; kalium iodida dapat ditambahkan untuk meningkatkan kelarutan melalui pembentukan ion triiodida, di antara poliiodida lainnya. Pelarut nonpolar seperti heksana dan karbon tetraklorida memberikan kelarutan yang lebih tinggi. Larutan polar, seperti larutan berair, berwarna cokelat, mencerminkan peran pelarut ini sebagai basa Lewis; di sisi lain, larutan nonpolar berwarna ungu, warna uap iodin. Kompleks transfer muatan (kompleks CT) akan terbentuk ketika iodin dilarutkan dalam pelarut polar, sehingga mengubah warnanya. Iodin akan berwarna lembayung ketika dilarutkan dalam karbon tetraklorida dan hidrokarbon jenuh tetapi akan berwarna cokelat tua dalam alkohol dan amina, pelarut yang membentuk aduk transfer muatan.

Kompleks transfer muatan I₂•PPh₃ dalam CH₂Cl₂. Dari kiri ke kanan: (1) I₂ dilarutkan dalam diklorometana – tanpa kompleks CT. (2) Beberapa detik setelah kelebihan PPh₃ ditambahkan – kompleks CT mulai terbentuk. (3) Satu menit kemudian setelah kelebihan PPh₃ ditambahkan, kompleks CT [Ph₃PI]⁺I⁻ telah terbentuk. (4) Segera setelah kelebihan I₂ ditambahkan, yang mengandung [Ph₃PI]⁺[I₃]⁻.

Titik lebur dan titik didih iodin adalah yang tertinggi di antara semua halogen, sesuai dengan tren yang meningkat ke bawah golongan, karena iodin memiliki awan elektron terbesar yang paling mudah terpolarisasi di antara mereka, sehingga molekulnya memiliki interaksi van der Waals yang paling kuat di antara semua halogen. Demikian pula, iodin adalah halogen yang paling tidak volatil, meskipun padatannya masih dapat diamati mengeluarkan uap lembayung. Karena sifat ini, iodin biasanya digunakan untuk mendemonstrasikan sublimasi langsung dari padat menjadi gas, yang menimbulkan kesalahpahaman bahwa iodin tidak melebur dalam tekanan atmosfer. Karena ia memiliki jari-jari atom terbesar di antara semua halogen, iodin memiliki energi ionisasi pertama terendah, afinitas elektron terendah, elektronegativitas terendah, dan reaktivitas terendah di antara mereka.

Struktur iodin padat

Ikatan antarhalogen pada diiodin adalah yang terlemah dari semua halogen. Dengan demikian, 1% sampel gas iodin pada tekanan atmosfer akan terdisosiasi menjadi atom iodin pada suhu 575 °C. Suhu yang lebih besar dari 750 °C diperlukan agar fluorin, klorin, dan bromin terdisosiasi pada tingkat yang sama. Sebagian besar ikatan dengan iodin lebih lemah daripada ikatan analog dengan halogen yang lebih ringan. Iodin gas terdiri dari molekul I₂ dengan panjang ikatan I–I sebesar 266,6 pm. Ikatan I–I adalah salah satu ikatan tunggal terpanjang yang diketahui. Ikatan ini bahkan akan lebih panjang (271,5 pm) dalam iodin kristalin ortorombus padat, yang memiliki struktur kristal yang sama dengan klorin dan bromin. (Rekor ini dipegang oleh tetangga iodin, xenon: panjang ikatan Xe–Xe adalah 308,71 pm.) Dengan demikian, dalam molekul iodin, interaksi elektronik yang signifikan terjadi dengan dua tetangga terdekat berikutnya dari setiap atom, dan interaksi ini menimbulkan, dalam iodin curah, penampilan mengilap dan sifat semikonduktor. Iodin adalah semikonduktor dua dimensi dengan celah pita sebesar 1,3 eV (125 kJ/mol): ia adalah semikonduktor dalam bidang lapisan kristalnya dan insulator dalam arah tegak lurus.

Isotop

Artikel utama: Isotop iodin

Dari tiga puluh tujuh isotop iodin yang diketahui, hanya satu yang terdapat di alam, iodin-127. Isotop lainnya bersifat radioaktif dan memiliki waktu paruh yang terlalu pendek untuk menjadi primordial. Dengan demikian, iodin adalah unsur monoisotop dan mononuklida serta berat atomnya diketahui dengan sangat presisi, karena merupakan konstanta alam.

Isotop radioaktif iodin yang berumur paling panjang adalah iodin-129, yang memiliki waktu paruh 15,7 juta tahun, meluruh melalui peluruhan beta menjadi xenon-129 yang stabil. Beberapa iodin-129 terbentuk bersama dengan iodin-127 sebelum pembentukan Tata Surya, tetapi sekarang telah benar-benar meluruh, menjadikannya radionuklida yang telah punah yang masih berguna dalam menentukan usia sejarah Tata Surya awal atau air tanah yang sangat tua, karena mobilitasnya di lingkungan. Keberadaannya sebelumnya dapat ditentukan dari kelebihan anaknya, xenon-129. Sejumlah kecil iodin-129 masih ada hingga sekarang, karena ia juga merupakan nuklida kosmogenik, terbentuk dari spalasi sinar kosmik xenon atmosfer: ia membentuk sekitar 10⁻¹⁴ hingga 10⁻¹⁰ dari semua iodin terestrial. Ia juga terjadi dari uji coba nuklir di udara terbuka, tetapi tidak berbahaya karena waktu paruhnya yang sangat panjang, yang terpanjang dari semua produk fisi. Pada puncak pengujian termonuklir pada tahun 1960-an dan 1970-an, iodin-129 hanya membentuk sekitar 10⁻⁷ dari semua iodin terestrial. Keadaan tereksitasi dari iodin-127 dan iodin-129 sering digunakan dalam spektroskopi Mössbauer.

Radioisotop iodin lainnya memiliki waktu paruh yang jauh lebih pendek, tidak lebih dari beberapa hari. Beberapa di antaranya memiliki aplikasi medis yang melibatkan kelenjar tiroid, tempat iodin yang masuk ke dalam tubuh disimpan dan dipekatkan. Iodin-123 memiliki waktu paruh 13 jam dan meluruh melalui penangkapan elektron menjadi telurium-123, memancarkan radiasi gama; ia digunakan dalam pencitraan kedokteran nuklir, meliputi pemindaian tomografi terkomputasi emisi foton tunggal (SPECT) dan tomografi terkomputasi sinar-X (X-Ray CT). Iodin-125 memiliki waktu paruh 59 hari, meluruh melalui penangkapan elektron menjadi telurium-125 dan memancarkan radiasi gama berenergi rendah; ia merupakan radioisotop iodin dengan umur terpanjang kedua, dan telah digunakan dalam pengujian biologis, pencitraan kedokteran nuklir, dan dalam terapi radiasi sebagai brakiterapi untuk mengobati sejumlah kondisi, meliputi kanker prostat, melanoma uvea, dan tumor otak. Yang terakhir, iodin-131, dengan waktu paruh 8 hari, meluruh melalui peluruhan beta menjadi keadaan tereksitasi dari xenon-131 yang kemudian berubah menjadi keadaan dasarnya dengan memancarkan radiasi gama. Ia adalah produk fisi yang umum sehingga hadir dalam tingkat yang tinggi dalam luruhan nuklir. Ia kemudian dapat diserap melalui makanan yang terkontaminasi, dan juga akan menumpuk pada kelenjar tiroid. Karena ia meluruh, ia dapat menyebabkan kerusakan pada kelenjar tiroid. Risiko utama dari paparan iodin-131 tingkat tinggi adalah kemungkinan terjadinya kanker tiroid radiogenik di kemudian hari. Risiko lain meliputi kemungkinan pertumbuhan nonkanker dan tiroiditis.

Cara perlindungan yang biasa terhadap efek negatif iodin-131 adalah dengan menjenuhkan kelenjar tiroid dengan iodin-127 yang stabil dalam bentuk tablet kalium iodida, diminum setiap hari untuk profilaksis yang optimal. Namun, iodin-131 juga dapat digunakan untuk tujuan pengobatan dalam terapi radiasi karena alasan ini, ketika penghancuran jaringan diinginkan setelah penyerapan iodin oleh jaringan itu. Iodin-131 juga digunakan sebagai pelacak radioaktif.

Kimia dan senyawa

Energi ikatan halogen (kJ/mol)

X	XX	HX	BX3	AlX3	CX4
F	159	574	645	582	456
Cl	243	428	444	427	327
Br	193	363	368	360	272
I	151	294	272	285	239

Iodin cukup bersifat reaktif, tetapi kurang reaktif dibandingkan halogen lainnya. Misalnya, gas klorin dapat menghalogenasi karbon monoksida, nitrogen monoksida, dan belerang dioksida (masing-masing menjadi fosgen, nitrosil klorida, dan sulfuril klorida), sementara iodin tidak akan melakukannya. Selain itu, iodinasi logam cenderung menghasilkan keadaan oksidasi yang lebih rendah daripada klorinasi atau brominasi; misalnya, logam renium dapat bereaksi dengan klorin membentuk renium heksaklorida, tetapi dengan bromin hanya membentuk renium pentabromida dan iodin hanya dapat menghasilkan renium tetraiodida. Namun, dengan cara yang sama, karena iodin memiliki energi ionisasi terendah di antara para halogen dan merupakan yang paling mudah teroksidasi, ia memiliki sifat kimia kationik yang lebih signifikan dan keadaan oksidasinya yang lebih tinggi agak lebih stabil daripada bromin dan klorin, misalnya dalam iodin heptafluorida.

Kompleks transfer muatan

Molekul iodin, I₂, dapat larut dalam CCl₄ dan hidrokarbon alifatik menghasilkan larutan berwarna lembayung terang. Dalam pelarut ini, pita serapan maksimum terjadi pada daerah 520 – 540 nm dan ditetapkan untuk transisi π^* menjadi σ^*. Ketika I₂ bereaksi dengan basa Lewis dalam pelarut ini, pergeseran biru pada puncak I₂ akan terlihat dan puncak baru (230 – 330 nm) akan muncul yang disebabkan oleh pembentukan aduk, yang disebut sebagai kompleks transfer muatan.

Hidrogen iodida

Senyawa iodin yang paling sederhana adalah hidrogen iodida, HI. Ia adalah gas nirwarna yang bereaksi dengan oksigen menghasilkan air dan iodin. Meskipun berguna dalam reaksi iodinasi di laboratorium, ia tidak memiliki kegunaan industri skala besar, tidak seperti hidrogen halida lainnya. Secara komersial, ia biasanya dibuat dengan mereaksikan iodin dengan hidrogen sulfida atau hidrazina:

2 I₂ + N₂H₄ H₂O⟶ 4 HI + N₂

Pada suhu kamar, hidrogen iodida adalah gas nirwarna, seperti semua hidrogen halida selain hidrogen fluorida, karena hidrogen tidak dapat membentuk ikatan hidrogen yang kuat dengan atom iodin yang besar dan hanya sedikit elektronegatif. Ia melebur pada suhu −51,0 °C dan mendidih pada suhu −35,1 °C. Ia adalah sebuah senyawa endotermik yang dapat terdisosiasi secara eksotermik pada suhu kamar, meskipun prosesnya sangat lambat kecuali jika terdapat katalis: reaksi antara hidrogen dan iodin pada suhu kamar untuk menghasilkan hidrogen iodida tidak akan berlanjut hingga selesai. Energi disosiasi ikatan H–I juga merupakan yang terkecil dari semua hidrogen halida, pada 295 kJ/mol.

Hidrogen iodida berair dikenal sebagai asam iodida, yang merupakan asam kuat. Hidrogen iodida sangat larut dalam air: satu liter air akan melarutkan 425 liter hidrogen iodida, dan larutan jenuh hanya memiliki empat molekul air per molekul hidrogen iodida. Apa yang disebut dengan asam iodida "pekat" komersial biasanya mengandung sekitar 48–57% massa HI; larutan ini akan membentuk azeotrop dengan titik didih 126,7 °C pada 56,7 g HI per 100 g larutan. Dengan demikian, asam iodida tidak dapat dipekatkan melewati titik ini melalui penguapan air.

Tidak seperti hidrogen fluorida, hidrogen iodida cair anhidrat sulit untuk digunakan sebagai pelarut, karena titik didihnya rendah, kisaran cairannya kecil, permitivitasnya rendah, serta tidak terdisosiasi menjadi ion H₂I⁺ dan HI−2 – namun, ion HI−2 jauh lebih tidak stabil daripada ion bifluorida (HF−2) karena ikatan hidrogen yang sangat lemah antara hidrogen dan iodin, meskipun garamnya dengan kation yang sangat besar dan terpolarisasi lemah seperti Cs⁺ dan NR+4 (R = Me, Et, Buⁿ) mungkin masih dapat diisolasi. Hidrogen iodida anhidrat adalah pelarut yang buruk, hanya mampu melarutkan senyawa molekul kecil seperti nitrosil klorida dan fenol, atau garam dengan energi kisi yang sangat rendah seperti tetraalkilamonium halida.

Senyawa iodin biner lainnya

Kecuali gas mulia, hampir semua unsur pada tabel periodik hingga einsteinium (EsI₃ telah diketahui) diketahui membentuk senyawa biner dengan iodin. Hingga tahun 1990, nitrogen triiodida hanya dikenal sebagai sebuah aduk amonia. NI₃ bebas amonia ditemukan dapat diisolasi pada suhu –196 °C tetapi akan terdekomposisi secara spontan pada suhu 0 °C. Untuk alasan termodinamika terkait elektronegativitas unsur, belerang dan selenium iodida netral yang stabil pada suhu kamar juga tidak ada, meskipun S₂I₂ dan SI₂ masing-masing stabil hingga suhu 183 dan 9 K. Hingga tahun 2022, tidak ada selenium iodida biner netral yang telah diidentifikasi secara jelas (pada suhu berapa pun). Kation poliatomik belerang- dan selenium-iodin (misalnya [S₂I₄²⁺][AsF₆^–]₂ dan [Se₂I₄²⁺][Sb₂F₁₁^–]₂) telah dibuat dan dikarakterisasi secara kristalografi.

Mengingat ukuran anion iodida yang besar dan daya oksidasi iodin yang lemah, keadaan oksidasi yang tinggi sulit dicapai dalam iodida biner, dengan maksimum yang diketahui berada pada pentaiodida niobium, tantalum, dan protaktinium. Iodida dapat dibuat dengan mereaksikan suatu unsur atau oksida, hidroksida, atau karbonatnya dengan asam iodida, dan kemudian didehidrasi dengan suhu agak tinggi serta dikombinasikan dengan tekanan rendah atau gas hidrogen iodida anhidrat. Metode ini bekerja paling baik bila produk iodida stabil terhadap hidrolisis; jika tidak, kemungkinannya meliputi iodinasi oksidatif suhu tinggi dari unsur tersebut dengan iodin atau hidrogen iodida, iodinasi suhu tinggi dari oksida atau halida logam lainnya oleh iodida, halida logam yang volatil, karbon tetraiodida, atau sebuah iodida organik. Sebagai contoh, molibdenum(IV) oksida bereaksi dengan aluminium(III) iodida pada suhu 230 °C menghasilkan molibdenum(II) iodida. Contoh yang melibatkan pertukaran halogen diberikan di bawah ini, melibatkan reaksi tantalum(V) klorida dengan aluminium(III) iodida berlebih pada suhu 400 °C menghasilkan tantalum(V) iodida:

${\ce {3TaCl5 + {\underset {(kelebihan)}{5AlI3}}-> 3TaI5 + 5AlCl3}}$

Iodida yang lebih rendah dapat diproduksi baik melalui dekomposisi atau disproporsionasi termal, atau dengan mereduksi iodida yang lebih tinggi dengan hidrogen atau logam, misalnya:

${\ce {TaI5{}+Ta->[{\text{gradien termal}}][{\ce {630^{\circ }C\ ->\ 575^{\circ }C}}]Ta6I14}}$

Sebagian besar iodida logam dengan logam dalam keadaan oksidasi rendah (+1 hingga +3) bersifat ionik. Nonlogam cenderung membentuk molekul iodida kovalen, seperti halnya logam dalam keadaan oksidasi tinggi, mulai dari +3 ke atas. Iodida ionik dan kovalen dikenal untuk logam dalam keadaan oksidasi +3 (misalnya, skandium iodida hampir bersifat ionik, tetapi aluminium iodida tidak). Iodida ionik MI_n cenderung memiliki titik lebur dan titik didih terendah di antara halida MX_n dari unsur yang sama, karena gaya tarik-menarik elektrostatik antara kation dan anion dalam anion iodida besar merupakan yang paling lemah. Sebaliknya, iodida kovalen cenderung memiliki titik lebur dan titik didih tertinggi di antara halida dari unsur yang sama, karena iodin adalah halogen yang paling dapat dipolarisasi dan, memiliki elektron paling banyak di antara mereka, sehingga dapat berkontribusi paling besar pada gaya van der Waals. Secara alami, pengecualiannya ialah pada iodida perantara di mana satu tren memberi jalan ke yang lain. Demikian pula, kelarutan iodida yang didominasi ionik (misalnya kalium dan kalsium) dalam air adalah yang terbesar di antara halida ionik dari unsur tersebut, sedangkan kelarutan iodida kovalen (misalnya perak) adalah yang terendah dari unsur tersebut. Secara khusus, perak iodida sangat tidak larut dalam air dan pembentukannya sering digunakan sebagai uji kualitatif untuk iodin.

Iodin halida

Halogen membentuk banyak senyawa antarhalogen diamagnetik biner dengan stoikiometri XY, XY₃, XY₅, dan XY₇ (di mana X lebih berat dari Y), dan tak terkecuali iodin. Iodin membentuk seluruh tiga kemungkinan antarhalogen diatomik, sebuah trifluorida dan triklorida, sebuah pentafluorida dan, yang tidak biasa di antara para halogen, sebuah heptafluorida. Sejumlah turunan kationik dan anionik juga dikarakterisasi, seperti senyawa ICl+2 berwarna merah anggur atau jingga cerah dan senyawa I₂Cl⁺ berwarna cokelat tua atau hitam keunguan. Selain itu, beberapa pseudohalida juga dikenal, seperti sianogen iodida (ICN), iodin tiosianat (ISCN), dan iodin azida (IN₃).

Iodin monoklorida

Iodin monofluorida (IF) bersifat tidak stabil pada suhu kamar dan akan terdisproporsionasi secara sangat cepat dan ireversibel menjadi iodin dan iodin pentafluorida, sehingga ia tidak dapat diperoleh dalam bentuk murni. Ia dapat disintesis dari reaksi iodin dengan gas fluorin dalam triklorofluorometana pada suhu −45 °C, dengan iodin trifluorida dalam triklorofluorometana pada suhu −78 °C, atau dengan perak(I) fluorida pada suhu 0 °C. Sebaliknya, iodin monoklorida (ICl) dan iodin monobromida (IBr) cukup stabil. ICl, senyawa berwarna merah-cokelat yang volatil, ditemukan secara terpisah oleh Joseph L. Gay-Lussac dan Humphry Davy pada tahun 1813–1814 tidak lama setelah penemuan klorin dan iodin, dan ia meniru perilaku halogen bromin dengan sangat baik sehingga membuat Justus von Liebig mengira bahwa bromin (yang dia temukan) adalah iodin monoklorida. Iodin monoklorida dan iodin monobromida dapat dibuat secara sederhana dengan mereaksikan iodin dengan klorin atau bromin pada suhu kamar dan dimurnikan dengan kristalisasi fraksional. Keduanya cukup reaktif dan bahkan dapat menyerang platina dan emas, meski bukan boron, karbon, kadmium, timbal, zirkonium, niobium, molibdenum, dan wolfram. Reaksi mereka dengan senyawa organik bergantung pada kondisi. Uap iodin klorida cenderung mengklorinasi fenol dan asam salisilat, karena ketika iodin klorida mengalami disosiasi homolitik, klorin dan iodin akan diproduksi dan klorin menjadi yang lebih reaktif. Namun, iodin klorida dalam larutan tetraklorometana menghasilkan iodinasi sebagai reaksi utama, karena sekarang terjadi fisi heterolitik ikatan I–Cl dan I⁺ menyerang fenol sebagai elektrofil. Namun, iodin monobromida cenderung membrominasi fenol bahkan dalam larutan tetraklorometana karena ia cenderung berdisosiasi menjadi unsur-unsurnya dalam larutan, dan bromin lebih reaktif daripada iodin. Ketika cair, iodin monoklorida dan iodin monobromida akan berdisosiasi menjadi anion I₂X⁺ dan IX−2 (X = Cl, Br); dengan demikian, mereka adalah konduktor listrik yang signifikan dan dapat digunakan sebagai pelarut pengion.

Iodin trifluorida (IF₃) adalah padatan berwarna kuning tidak stabil yang terurai di atas suhu −28 °C, sehingga hanya sedikit yang diketahui darinya. Ia sulit untuk diproduksi karena gas fluorin cenderung mengoksidasi iodin hingga ke pentafluorida; diperlukan reaksi pada suhu rendah dengan xenon difluorida. Iodin triklorida, yang eksis dalam keadaan padat sebagai dimer planar I₂Cl₆, adalah padatan berwarna kuning cerah, disintesis dengan mereaksikan iodin dengan klorin cair pada suhu −80 °C; kehati-hatian diperlukan selama pemurniannya karena ia mudah berdisosiasi menjadi iodin monoklorida dan klorin, sehingga ia dapat bertindak sebagai zat klorinasi yang kuat. Iodin triklorida cair dapat menghantarkan listrik, kemungkinan menunjukkan disosiasi menjadi ion ICl+2 dan ICl−4.

Iodin pentafluorida (IF₅), cairan tidak berwarna dan volatil, adalah iodin fluorida yang paling stabil secara termodinamika, dan dapat dibuat dengan mereaksikan iodin dengan gas fluorin pada suhu kamar. Ia adalah sebuah agen fluorinasi, tetapi cukup ringan untuk disimpan dalam peralatan kaca. Sekali lagi, sedikit konduktivitas listrik hadir dalam keadaan cairnya karena ia berdisosiasi menjadi IF+4 dan IF−6. Iodin heptafluorida (IF₇) berstruktur bipiramida pentagon adalah sebuah agen fluorinasi yang sangat kuat, hanya di bawah klorin trifluorida, klorin pentafluorida, dan bromin pentafluorida di antara semua antarhalogen: ia bereaksi dengan hampir semua unsur bahkan pada suhu rendah, memfluorinasi kaca Pyrex untuk membentuk iodin(VII) oksifluorida (IOF₅), dan dapat membakar karbon monoksida.

Iodin oksida dan asam okso

Struktur iodin pentoksida

Iodin oksida adalah halogen oksida yang paling stabil, karena ikatan I–O yang kuat dihasilkan dari perbedaan elektronegativitas yang besar antara iodin dan oksigen, dan mereka telah dikenal sejak lama. Iodin pentoksida (I₂O₅) berwarna putih yang stabil dan bersifat higroskopis telah dikenal sejak pembentukannya pada tahun 1813 oleh Gay-Lussac dan Davy. Ia dibuat paling mudah dengan dehidrasi asam iodat (HIO₃), yang merupakan anhidrida. Ia dengan cepat akan mengoksidasi karbon monoksida sepenuhnya menjadi karbon dioksida pada suhu kamar, sehingga ia merupakan reagen yang berguna dalam menentukan konsentrasi karbon monoksida. Ia juga dapat mengoksidasi nitrogen oksida, etilena, dan hidrogen sulfida. Ia bereaksi dengan belerang trioksida dan peroksodisulfuril difluorida (S₂O₆F₂) untuk membentuk garam kation iodil, [IO₂]⁺, dan direduksi oleh asam sulfat pekat menjadi garam iodosil yang melibatkan [IO]⁺. Ia dapat difluorinasi oleh fluorin, bromin trifluorida, belerang tetrafluorida, atau kloril fluorida, menghasilkan iodin pentafluorida, yang juga bereaksi dengan iodin pentoksida, menghasilkan iodin(V) oksifluorida, IOF₃. Beberapa oksida lain yang kurang stabil telah diketahui, khususnya I₄O₉ dan I₂O₄; struktur mereka belum ditentukan, tetapi tebakan yang masuk akal adalah I^III(I^VO₃)₃ dan [IO]⁺[IO₃]⁻, masing-masing.

Potensial reduksi standar untuk spesies I berair

E°(pasangan)	a(H+) = 1 (asam)	E°(pasangan)	a(OH−) = 1 (basa)
I2/I−	+0,535	I2/I−	+0,535
HOI/I−	+0,987	IO−/I−	+0,48
		IO−3/I−	+0,26
HOI/I2	+1,439	IO−/I2	+0,42
IO−3/I2	+1,195
IO−3/HOI	+1,134	IO−3/IO−	+0,15
IO−4/IO−3	+1,653
H5IO6/IO−3	+1,601	H3IO2−6/IO−3	+0,65

Yang lebih penting adalah empat asam okso: asam hipoiodit (HIO), asam iodit (HIO₂), asam iodat (HIO₃), dan asam periodat (HIO₄ atau H₅IO₆). Ketika iodin larut dalam larutan berair, reaksi berikut akan terjadi:

I2 + H2O	HIO + H+ + I−	Kac = 2,0 × 10−13 mol2 l−2
I2 + 2 OH−	IO− + H2O + I−	Kalk = 30 mol2 l−2

Asam hipoiodit tidak stabil terhadap disproporsionasi. Dengan demikian, ion hipoiodit akan segera membentuk disproporsi untuk menghasilkan iodida dan iodat:

3 IO− 2 I− + IO−3

K = 1020

Asam iodit dan iodit bahkan kurang stabil dan hanya eksis sebagai zat antara dalam oksidasi iodida menjadi iodat, jika ada. Sejauh ini, iodat merupakan senyawa yang paling penting, yang dapat dibuat dengan mengoksidasi iodida logam alkali dengan oksigen pada suhu 600 °C dan tekanan tinggi, atau dengan mengoksidasi iodin dengan klorat. Tidak seperti klorat, yang terdisproporsi secara sangat lambat untuk membentuk klorida dan perklorat, iodat bersifat stabil terhadap disproporsionasi baik dalam larutan asam maupun basa. Dari sini, garam dari sebagian besar logam dapat diperoleh. Asam iodat paling mudah dibuat melalui oksidasi suspensi iodin berair dengan elektrolisis atau mengasapi asam nitrat. Iodat memiliki kekuatan pengoksidasi terlemah dari semua halat, tetapi bereaksi paling cepat.

Banyak periodat yang telah diketahui, tidak hanya IO−4 tetrahedron yang diperkirakan, tetapi juga IO3−5 piramida persegi, ortoperiodat oktahedron IO5−6, [IO₃(OH)₃]²⁻, [I₂O₈(OH₂)]⁴⁻, dan I₂O4−9. Mereka biasanya dibuat melalui oksidasi natrium iodat secara elektrokimia (dengan timbal(IV) oksida sebagai anoda) atau dengan gas klorin:

IO−3 + 6 OH⁻ → IO5−6 + 3 H₂O + 2 e⁻

IO−3 + 6 OH⁻ + Cl₂ → IO5−6 + 2 Cl⁻ + 3 H₂O

Mereka adalah agen pengoksidasi yang kuat secara termodinamika dan kinetik, dengan cepat mengoksidasi Mn²⁺ menjadi MnO−4, dan membelah glikol, α-diketon, α-ketol, α-aminoalkohol, dan α-diamina. Ortoperiodat dapat menstabilkan keadaan oksidasi tinggi di antara semua logam karena muatan negatifnya yang sangat tinggi, yaitu −5. Asam ortoperiodat, H₅IO₆, bersifat stabil, dan akan mengalami dehidrasi pada suhu 100 °C dalam ruang hampa menjadi asam metaperiodat, HIO₄. Langkah lebih jauh tidak akan menghasilkan iodin heptoksida (I₂O₇) yang bahkan tidak eksis, melainkan iodin pentoksida dan oksigen. Asam periodat dapat diprotonasi oleh asam sulfat untuk menghasilkan kation I(OH)+6, isoelektronik menjadi Te(OH)₆ dan Sb(OH)−6, serta menghasilkan garam dengan bisulfat dan sulfat.

Senyawa poliiodin

Ketika iodin dilarutkan dalam asam kuat, seperti asam sulfat berasap, larutan paramagnetik berwarna biru cerah termasuk kation I+2 akan terbentuk. Garam padat dari kation diiodin dapat diperoleh dengan mengoksidasi iodin dengan antimon pentafluorida:

2 I₂ + 5 SbF₅ SO₂⟶20 °C 2 I₂Sb₂F₁₁ + SbF₃

Garam I₂Sb₂F₁₁ berwarna biru tua, dan analog tantalum berwarna biru I₂Ta₂F₁₁ juga dikenal. Panjang ikatan I–I pada I₂ adalah 267 pm, sedangkan pada I+2 hanya 256 pm karena elektron yang hilang pada I+2 telah dipindahkan dari orbital antiikatan, membuat ikatan menjadi lebih kuat tetapi lebih pendek. Dalam larutan asam fluorosulfat, I+2 berwarna biru tua secara reversibel berdimerisasi di bawah suhu −60 °C, membentuk persegi panjang berwarna merah yang diamagnetik I2+4. Kation poliiodin lainnya tidak dikarakterisasi dengan baik, termasuk I+3 berwarna cokelat tua atau hitam yang bengkok dan C_2h berwarna hijau yang sentrosimetris atau I+5 berwarna hitam, yang dikenal dalam garam AsF−6 dan AlCl−4, dan garam lainnya.

Satu-satunya anion poliiodida yang penting dalam larutan berair adalah triiodida linear, I−3. Pembentukannya menjelaskan mengapa kelarutan iodin dalam air dapat ditingkatkan dengan penambahan larutan kalium iodida:

I₂ + I⁻ I−3 (K_eq = ~700 pada suhu 20 °C)

Banyak poliiodida lain dapat ditemukan ketika larutan yang mengandung iodin dan iodida mengkristal, seperti I−5, I−9, I2−4, dan I2−8, di mana garamnya dengan kation besar dan terpolarisasi lemah seperti Cs⁺ dapat diisolasi.

Senyawa organoiodin

Artikel utama: Kimia organoiodin

Struktur zat pengoksidasi asam 2-iodoksibenzoat

Senyawa organiodin telah mendasar dalam pengembangan sintesis organik, seperti dalam eliminasi amina Hofmann, sintesis eter Williamson, reaksi penggandengan Wurtz, dan dalam reagen Grignard.

Ikatan karbon–iodin adalah gugus fungsi umum yang membentuk bagian dari kimia organik inti; secara formal, senyawa ini dapat dianggap sebagai turunan organik dari anion iodida. Senyawa organoiodin yang paling sederhana, alkil iodida, dapat disintesis melalui reaksi alkohol dengan fosforus triiodida; ini kemudian dapat digunakan dalam reaksi substitusi nukleofilik, atau untuk membuat reagen Grignard. Ikatan C–I merupakan yang terlemah dari semua ikatan karbon–halogen karena perbedaan keelektronegatifan yang sangat kecil antara karbon (2,55) dan iodin (2,66). Dengan demikian, iodida adalah gugus pergi terbaik di antara para halogen, sedemikian rupa sehingga banyak senyawa organoiodin berubah menjadi kuning ketika disimpan dari waktu ke waktu karena dekomposisi menjadi iodin elemental; mereka umumnya digunakan dalam sintesis organik, karena pembentukan dan pembelahan ikatan C–I yang mudah. Mereka juga secara signifikan lebih padat daripada senyawa organohalogen lainnya berkat berat atom iodin yang tinggi. Beberapa zat pengoksidasi organik seperti iodana mengandung iodin dalam keadaan oksidasi lebih tinggi dari −1, seperti asam 2-iodoksibenzoat, sebuah reagen umum untuk oksidasi alkohol menjadi aldehida, dan iodobenzena diklorida (PhICl₂), digunakan untuk klorinasi alkena dan alkuna selektif. Salah satu penggunaan senyawa organoiodin yang lebih terkenal adalah apa yang disebut dengan uji iodoform, di mana iodoform (CHI₃) dihasilkan oleh iodinasi menyeluruh dari metil keton (atau senyawa lain yang dapat dioksidasi menjadi metil keton), sebagai berikut:

Beberapa kelemahan penggunaan senyawa organoiodin dibandingkan dengan senyawa organoklorin atau organobromin adalah biaya dan toksisitas yang lebih besar dari turunan iodin, karena iodin memiliki harga tinggi dan senyawa organoiodin merupakan zat alkilasi yang lebih kuat. Sebagai contoh, iodoasetamida dan asam iodoasetat dapat mendenaturasi protein dengan mengalkilasi residu sisteina secara ireversibel dan mencegah pembentukan kembali ikatan disulfida.

Pertukaran halogen untuk menghasilkan iodoalkana melalui reaksi Finkelstein sedikit diperumit oleh fakta bahwa iodida merupakan gugus pergi yang lebih baik daripada klorida atau bromida. Perbedaannya cukup kecil sehingga reaksi ini dapat didorong hingga selesai dengan mengeksploitasi perbedaan kelarutan garam halida, atau dengan menggunakan kelebihan garam halida. Dalam reaksi Finkelstein klasik, sebuah alkil klorida atau alkil bromida diubah menjadi sebuah alkil iodida melalui perlakuan dengan larutan natrium iodida dalam aseton. Natrium iodida dapat larut dalam aseton, sedangkan natrium klorida dan natrium bromida tidak. Reaksi ini didorong menuju produk dengan aksi massa karena adanya pengendapan garam yang tidak larut.

Keterjadian dan produksi

Iodin adalah halogen stabil yang paling tidak melimpah, membentuk hanya 0,46 bagian per juta batuan kerak Bumi (bandingkan: fluorin 544 ppm, klorin 126 ppm, bromin 2,5 ppm). Di antara 84 unsur yang terdapat dalam jumlah yang signifikan (unsur 1–42, 44–60, 62–83, 90 dan 92), ia menempati urutan ke-61 dalam kelimpahan. Mineral iodida langka, dan sebagian besar endapan yang cukup terkonsentrasi untuk ekstraksi ekonomis adalah mineral iodat. Contohnya ialah lautarit, Ca(IO₃)₂, dan dietzeit, 7Ca(IO₃)₂·8CaCrO₄. Mereka adalah mineral yang muncul sebagai pengotor kecil pada kalise, ditemukan di Chili, yang produk utamanya adalah natrium nitrat. Secara total, mereka dapat mengandung setidaknya 0,02% dan paling banyak 1% iodin berdasarkan massa. Natrium iodat diekstraksi dari kalise dan direduksi menjadi iodida oleh natrium bisulfit. Larutan ini kemudian direaksikan dengan iodat yang baru diekstraksi, menyebabkan komproporsionasi menjadi iodin, yang dapat disaring.

Kalise adalah sumber iodin utama pada abad ke-19 dan terus menjadi penting hingga saat ini, menggantikan kelp (yang tidak lagi menjadi sumber yang layak secara ekonomi), tetapi pada akhir abad ke-20 air garam mulai muncul sebagai sumber yang sebanding. Ladang gas Minami Kanto Jepang di sebelah timur Tokyo dan ladang gas Cekungan Anadarko Amerika di barat laut Oklahoma adalah dua sumber terbesar. Air garam lebih panas dari 60 °C dari kedalaman sumbernya. Air garam pertama-tama dimurnikan dan diasamkan menggunakan asam sulfat, kemudian iodida yang ada dioksidasi menjadi iodin dengan klorin. Larutan iodin akan dihasilkan, tetapi encer dan harus dipekatkan. Udara dihembuskan ke dalam larutan untuk menguapkan iodin, yang dialirkan ke menara pengabsorb, tempat di mana belerang dioksida mereduksi iodin. Hidrogen iodida (HI) direaksikan dengan klorin untuk mengendapkan iodin. Setelah penyaringan dan pemurnian, iodin siap dikemas.

2 HI + Cl₂ → I₂↑ + 2 HCl

I₂ + 2 H₂O + SO₂ → 2 HI + H₂SO₄

2 HI + Cl₂ → I₂↓ + 2 HCl

Sumber-sumber ini memastikan bahwa Chili dan Jepang adalah produsen iodin terbesar saat ini. Secara alternatif, air garam dapat direaksikan dengan perak nitrat untuk mengendapkan iodin sebagai perak iodida, yang kemudian didekomposisi melalui reaksi dengan besi untuk membentuk logam perak dan larutan besi(II) iodida. Iodin kemudian dapat dibebaskan melalui penggantian dengan klorin.

Aplikasi

Sekitar setengah dari semua iodin yang dihasilkan masuk ke dalam berbagai senyawa organoiodin, 15% lainnya tetap sebagai unsur murni, 15% lainnya digunakan untuk membentuk kalium iodida, dan 15% lainnya untuk senyawa iodin anorganik lainnya. Penggunaan utama senyawa iodin adalah katalis, suplemen pakan ternak, stabilisator, pewarna dan pigmen, farmasi, sanitasi (dari tingtur iodin), dan fotografi; kegunaan kecil meliputi penghambatan asbut, penyemaian awan, dan berbagai kegunaan dalam kimia analitis.

Analisis kimia

Pengujian benih untuk pati dengan larutan iodin

Anion iodida dan iodat sering digunakan untuk analisis volumetrik kuantitatif, misalnya dalam iodometri. Iodin dan pati membentuk kompleks biru, dan reaksi ini sering digunakan untuk menguji pati atau iodin dan sebagai indikator dalam iodometri. Uji iodin untuk pati masih digunakan untuk mendeteksi uang kertas palsu yang dicetak di atas kertas yang mengandung pati.

Bilangan iodin adalah massa iodin dalam gram yang dikonsumsi oleh 100 gram dari suatu zat kimia, biasanya lemak atau minyak. Bilangan iodin sering digunakan untuk menentukan jumlah ketidakjenuhan dalam asam lemak. Ketidakjenuhan ini berupa ikatan ganda yang bereaksi dengan senyawa iodin.

Kalium tetraiodomerkurat(II), K₂HgI₄, juga dikenal sebagai reagen Nessler. Ia sering digunakan sebagai uji titik sensitif untuk amonia. Demikian pula, reagen Mayer (larutan kalium tetraiodomerkurat(II)) digunakan sebagai reagen pengendap untuk menguji alkaloid. Larutan iodin alkali encer digunakan dalam uji iodoform untuk metil keton.

Spektroskopi

Spektrum molekul iodin, I₂, (tidak hanya) terdiri dari puluhan ribu garis spektrum tajam dalam rentang panjang gelombang 500–700 nm. Oleh karena itu, ia menjadi referensi panjang gelombang yang umum digunakan (standar sekunder). Melalui pengukuran dengan teknik spektroskopi bebas Doppler sambil memfokuskan pada salah satu garis ini, struktur hiperhalus dari molekul iodin akan menampakkan diri. Sebuah garis akan diselesaikan sedemikian rupa sehingga 15 komponen (dari bilangan kuantum rotasi genap, J_genap), atau 21 komponen (dari bilangan kuantum rotasi ganjil, J_ganjil) dapat diukur.

Sesium iodida dan natrium iodida yang didoping talium digunakan dalam sintilator kristal untuk mendeteksi sinar gama. Ia memiliki efisiensi dan spektroskopi dispersif energi dimungkinkan, tetapi resolusinya agak buruk.

Propulsi wahana antariksa

Sistem propulsi yang menggunakan iodin sebagai propelan dapat dibangun lebih padu, dengan massa (dan biaya) yang lebih sedikit, dan beroperasi lebih efisien daripada pendorong ion terkisi yang digunakan untuk menggerakkan wahana antariksa sebelumnya, seperti prob Hayabusa Jepang, satelit GOCE ESA, atau misi DART NASA, yang semuanya menggunakan xenon sebagai massa reaksi. Berat atom iodin hanya 3,3% lebih kecil dari xenon, sedangkan dua energi ionisasi pertamanya rata-rata 12% lebih sedikit; bersama-sama, dua alasan ini menjadikan ion iodin sebagai pengganti yang menjanjikan.

Penggunaan iodin harus memungkinkan penerapan teknologi dorong ion yang lebih luas, terutama dengan kendaraan antariksa berskala lebih kecil. Menurut Badan Antariksa Eropa, "Inovasi kecil namun berpotensi mengganggu ini dapat membantu membersihkan langit dari sampah antariksa, dengan memungkinkan satelit kecil untuk menghancurkan diri mereka sendiri dengan murah dan mudah di akhir misi mereka, dengan mengarahkan diri mereka ke atmosfer tempat mereka akan terbakar."

Pada awal 2021, kelompok ThrustMe Prancis melakukan demonstrasi dalam-orbit dari pendorong ion bertenaga listrik untuk wahana antariksa, di mana iodin digunakan sebagai pengganti xenon sebagai sumber plasma, untuk menghasilkan daya dorong dengan mempercepat ion dengan medan elektrostatis.

Obat-obatan

Artikel utama: Iodin (penggunaan medis)

Iodin elemental

Iodin elemental digunakan sebagai antiseptik baik sebagai unsur, atau sebagai anion triiodida I₃⁻ yang larut dalam air yang dihasilkan in situ dengan menambahkan iodida ke iodin elemental yang kurang larut dalam air (reaksi kimia balik membuat beberapa iodin elemental bebas dapat tersedia untuk antisepsis). Iodin elemental juga dapat digunakan untuk mengobati kekurangan iodin.

Sebagai alternatif, iodin dapat dihasilkan dari iodofor, yang mengandung kompleks iodin dengan zat pelarut (ion iodida dapat dianggap sebagai iodofor dalam larutan air triiodida). Contoh pembuatan tersebut meliputi:

• Tingtur iodin: iodin dalam etanol, atau iodin dan natrium iodida dalam campuran etanol dan air.
• Iodin Lugol: iodin dan iodida dalam air saja, sebagian besar membentuk triiodida. Tidak seperti tingtur iodin, iodin Lugol memiliki jumlah komponen iodin bebas (I₂) yang diminimalkan.
• Iodin povidon (sebuah iodofor).
• Iodin-V: iodin (I₂) dan asam fulvat membentuk senyawa klatrat (molekul iodin akan "dikurung" oleh asam fulvat di dalam kompleks inang-tamu ini). Sebuah kompleks kristalin yang larut dalam air, berbentuk padat dan bersifat stabil. Tidak seperti iodofor lainnya, Iodin-V hanya mengandung iodin dalam bentuk molekul (I₂).

Tindakan antimikroba iodin bekerja dengan cepat dan dapat bekerja pada konsentrasi rendah, sehingga ia digunakan di ruang operasi. Cara kerjanya yang spesifik tidak diketahui. Ia akan menembus ke dalam mikroorganisme dan menyerang asam amino tertentu (seperti sisteina dan metionina), nukleotida, dan asam lemak, yang pada akhirnya mengakibatkan kematian sel. Ia juga memiliki tindakan antivirus, tetapi virus dan parvovirus kurang sensitif dibandingkan virus yang diselimuti lipid. Iodin mungkin dapat menyerang protein permukaan virus yang diselimuti, dan mungkin juga dapat mengacaukan asam lemak membran dengan bereaksi dengan ikatan karbon tak jenuh.

Formulasi lainnya

Sebelum munculnya agen pengelat organik, garam iodida diberikan secara oral dalam pengobatan keracunan timbal atau raksa, seperti yang dipopulerkan oleh Louis Melsens dan banyak dokter pada abad ke-19 dan awal abad ke-20.

Dalam pengobatan, larutan jenuh kalium iodida digunakan untuk mengobati tirotoksikosis akut. Ia juga digunakan untuk memblokir penyerapan iodin-131 di kelenjar tiroid (lihat bagian isotop di atas), ketika isotop ini digunakan sebagai bagian dari radiofarmasi (seperti iobenguan) yang tidak ditargetkan ke jaringan tiroid atau bertipe tiroid.

Iodin-131 (biasanya sebagai iodida) adalah komponen dari luruhan nuklir, dan sangat berbahaya karena kecenderungan kelenjar tiroid untuk mengonsentrasikan iodin yang tertelan dan menahannya untuk waktu yang lebih lama dari waktu paruh radiologis isotop ini selama delapan hari. Untuk alasan ini, orang yang berisiko terpapar iodin radioaktif lingkungan (iodin-131) dalam luruhan dapat diinstruksikan untuk mengonsumsi tablet kalium iodida nonradioaktif. Dosis umum orang dewasa adalah satu tablet 130 mg per 24 jam, memasok 100 mg (100.000 mikrogram) iodin ionik. (Dosis iodin harian umum untuk kesehatan normal adalah 100 mikrogram; lihat "Asupan Diet" di bawah.) Menelan iodin nonradioaktif dalam dosis besar ini akan meminimalkan penyerapan iodin radioaktif oleh kelenjar tiroid.

Asam diatrizoat, sebuah agen radiokontras yang mengandung iodin

Sebagai unsur dengan kerapatan elektron dan nomor atom tinggi, iodin mengabsorb sinar-X lebih lemah dari 33,3 keV karena efek fotolistrik dari elektron terdalam. Senyawa organoiodin digunakan melalui injeksi intravena sebagai agen radiokontras sinar-X. Aplikasi ini sering digabungkan dengan teknik sinar-X tingkat lanjut seperti angiografi dan pemindaian CT. Saat ini, semua agen radiokontras yang larut dalam air bergantung pada senyawa yang mengandung iodin.

Lainnya

Artikel utama: Bilangan iodin

Produksi etilenadiamina dihidroiodida, yang disediakan sebagai suplemen nutrisi untuk ternak, mengonsumsi sebagian besar iodin yang tersedia. Penggunaan signifikan lainnya adalah sebagai katalis untuk produksi asam asetat melalui proses Monsanto dan Cativa. Dalam teknologi ini, yang mendukung permintaan dunia akan asam asetat, asam iodida mengubah bahan baku metanol menjadi metil iodida, yang mengalami karbonilasi. Hidrolisis asetil iodida yang dihasilkan akan meregenerasi asam iodida dan menghasilkan asam asetat.

Iodida anorganik memiliki kegunaan khusus. Titanium, zirkonium, hafnium, dan torium dimurnikan melalui proses van Arkel–de Boer, yang melibatkan pembentukan tetraiodida reversibel dari unsur-unsur ini. Perak iodida adalah bahan utama dari film gulung tradisional. Ribuan kilogram perak iodida digunakan setiap tahunnya untuk penyemaian awan untuk menginduksi hujan.

Senyawa organoiodin eritrosin adalah zat pewarna makanan yang penting. Perfluoroalkil iodida adalah prekursor dari beberapa surfaktan penting, seperti asam perfluorooktanasulfonat.

Reaksi jam iodin (di mana iodin juga berfungsi sebagai uji pati, membentuk kompleks berwarna biru tua), adalah percobaan demonstrasi pendidikan populer dan contoh dari sebuah reaksi yang tampaknya berosilasi (hanya konsentrasi dari produk antara yang berosilasi).

Meskipun iodin memiliki peran luas pada banyak spesies, agen yang mengandungnya dapat memberikan efek yang berbeda berbeda pada spesies yang berbeda dalam sistem pertanian. Pertumbuhan semua galur Fusarium verticillioides secara signifikan dihambat oleh fungistatik yang mengandung iodin (AJ1629-34EC) pada konsentrasi yang tidak membahayakan tanaman. Ini mungkin merupakan perawatan pertanian antijamur yang kurang beracun karena bahan kimianya yang relatif alami.

¹²⁵I digunakan sebagai radiolabel dalam menyelidiki ligan mana yang menuju ke reseptor pengenalan pola tumbuhan (PRR) mana.

Peran biologis

Artikel utama: Iodin dalam biologi

Sistem tiroid dari hormon tiroid T₃ dan T₄

Perbandingan kandungan iodin dalam urine di Prancis (dalam mikrogram/hari), untuk beberapa wilayah dan departemen (tingkat rata-rata iodin urine, diukur dalam mikrogram per liter pada akhir abad ke-20 (1980 hingga 2000))

Iodin adalah sebuah unsur esensial bagi kehidupan dan, dengan nomor atom Z = 53, merupakan unsur terberat yang umumnya dibutuhkan oleh organisme hidup. (Lantanum dan lantanida lainnya, serta wolfram dengan Z = 74 dan uranium dengan Z = 92, digunakan oleh beberapa mikroorganisme.) Ia diperlukan untuk sintesis hormon tiroid pengatur pertumbuhan tiroksina dan triiodotironina (masing-masing T₄ dan T₃, dinamai menurut jumlah atom iodinnya). Kekurangan iodin akan menyebabkan penurunan produksi T₃ dan T₄ seiring dengan pembesaran jaringan tiroid dalam upaya untuk mendapatkan lebih banyak iodin, menyebabkan penyakit yang dikenal sebagai gondok sederhana. Bentuk utama hormon tiroid dalam darah adalah tiroksina (T₄), yang memiliki waktu paruh lebih lama daripada T₃. Pada manusia, rasio T₄ terhadap T₃ yang dilepaskan ke dalam darah adalah antara 14:1 dan 20:1. T₄ diubah menjadi T₃ aktif (tiga sampai empat kali lebih kuat dari T₄) di dalam sel melalui deiodinase (5'-iodinase). Mereka akan diproses lebih lanjut melalui dekarboksilasi dan deiodinasi untuk menghasilkan iodotironamina (T₁a) dan tironamina (T₀a'). Ketiga isoform deiodinase adalah enzim yang mengandung selenium; dengan demikian, selenium diet sangatlah penting untuk produksi T₃.

Iodin menyumbang 65% dari berat molekul T₄ dan 59% dari T₃. 15 hingga 20 mg iodin terkonsentrasi di jaringan tiroid dan hormon, tetapi 70% dari semua yodium dalam tubuh ditemukan di jaringan lain, termasuk kelenjar susu, mata, mukosa lambung, timus janin, cairan serebro-spinal dan pleksus koroid, dinding arteri, leher rahim, dan kelenjar ludah. Selama kehamilan, plasenta mampu menyimpan dan menumpuk iodin. Di dalam sel-sel jaringan tersebut, iodida masuk langsung melalui simporter natrium-iodida (NIS). Aksi iodin dalam jaringan susu berhubungan dengan perkembangan janin dan neonatus, tetapi di jaringan lain, (setidaknya) sebagian tidak diketahui.

Asupan diet

Tingkat asupan harian yang direkomendasikan oleh Akademi Kedokteran Nasional Amerika Serikat adalah antara 110 dan 130 µg untuk bayi hingga 12 bulan, 90 µg untuk anak hingga 8 tahun, 130 µg untuk anak hingga 13 tahun, 150 µg untuk orang dewasa, 220 µg untuk ibu hamil, dan 290 µg untuk ibu menyusui. Batas Atas Asupan (UL) untuk orang dewasa adalah 1.100 μg/hari. Batas atas ini dinilai dengan menganalisis efek suplementasi pada hormon perangsang tiroid.

Kelenjar tiroid membutuhkan tidak lebih dari 70 μg/hari untuk menyintesis jumlah T4 dan T3 harian yang diperlukan. Tingkat kecukupan harian yang direkomendasikan lebih tinggi dari iodin tampaknya diperlukan untuk fungsi optimal dari sejumlah sistem tubuh, meliputi laktasi, mukosa lambung, kelenjar liur, sel otak, pleksus koroid, timus, dan dinding arteri.

Sumber iodin makanan alami meliputi makanan laut, seperti ikan, rumput laut (seperti kelp) dan kerang-kerangan, produk susu dan telur selama hewan menerima cukup iodin, dan tumbuhan yang tumbuh di tanah yang kaya iodin. Garam beriodin diperkaya dengan iodin dalam bentuk natrium iodida atau kalium iodat.

Pada tahun 2000, rata-rata asupan iodin dari makanan di Amerika Serikat adalah 240 hingga 300 μg/hari untuk pria dan 190 hingga 210 μg/hari untuk wanita. Populasi umum A.S. memiliki nutrisi iodin yang memadai, dengan wanita usia subur dan wanita hamil memiliki kemungkinan risiko kekurangan yang ringan. Di Jepang, konsumsi dianggap jauh lebih tinggi, berkisar antara 5.280 μg/hari hingga 13.800 μg/hari dari makanan rumput laut atau kelp kombu, seringkali dalam bentuk ekstrak kombu umami untuk kaldu sup dan keripik kentang. Namun, studi baru menunjukkan bahwa konsumsi iodin di Jepang mendekati 1.000–3.000 μg/hari. UL dewasa di Jepang terakhir direvisi menjadi 3.000 µg/hari pada tahun 2015.

Setelah program fortifikasi iodin seperti iodisasi garam telah dilaksanakan, beberapa kasus hipertiroidisme yang diinduksi iodin telah teramati (disebut fenomena Jod-Basedow). Kondisi ini tampaknya terjadi terutama pada orang di atas 40 tahun, dan risikonya tampak lebih tinggi ketika kekurangan iodin dirasa parah dan peningkatan awal asupan iodin dirasa tinggi.

Kekurangan iodin

Artikel utama: Kekurangan iodin

Di daerah di mana terdapat sedikit iodin dalam makanan, biasanya daerah pedalaman terpencil dan iklim khatulistiwa semi-arid di mana tidak ada makanan laut yang dimakan, kekurangan iodin akan menimbulkan hipotiroidisme, gejalanya adalah kelelahan ekstrem, gondok, penurunan mental, depresi, berat badan naik, dan suhu tubuh basal yang rendah. Kekurangan iodin adalah penyebab utama kecacatan intelektual yang dapat dicegah, hasil yang terjadi terutama ketika bayi atau anak kecil mengalami hipotiroid karena kekurangan unsur tersebut. Penambahan iodin ke dalam garam dapur sebagian besar telah menghilangkan masalah ini di negara-negara kaya, tetapi kekurangan iodin tetap menjadi masalah kesehatan masyarakat yang serius di negara berkembang saat ini. Kekurangan iodin juga menjadi masalah di daerah tertentu di Eropa. Pemrosesan informasi, keterampilan motorik halus, dan pemecahan masalah visual dapat ditingkatkan dengan pemenuhan iodin pada anak-anak dengan kekurangan iodin sedang.

Pencegahan

Toksisitas

Iodin

Bahaya
Piktogram GHS
Keterangan bahaya GHS	{{{value}}}
Pernyataan bahaya GHS	H312, H332, H315, H319, H335, H372, H400
Langkah perlindungan GHS	P261, P273, P280, P305, P351, P338, P314

Iodin elemental (I₂) bersifat racun jika dikonsumsi secara oral tanpa diencerkan. Dosis yang mematikan untuk manusia dewasa adalah 30 mg/kg, yaitu sekitar 2,1–2,4 gram untuk manusia dengan berat 70 hingga 80 kg (bahkan jika percobaan pada tikus menunjukkan bahwa hewan ini dapat bertahan hidup setelah memakan dosis 14000 mg/kg). Kelebihan iodin dapat lebih sitotoksik dengan adanya kekurangan selenium. Suplementasi iodin pada populasi yang kekurangan selenium, secara teori, bermasalah, sebagian karena alasan ini. Toksisitasnya berasal dari sifat pengoksidasinya, yang melaluinya ia dapat mendenaturasi protein (termasuk enzim).

Iodin elemental juga merupakan iritan kulit. Kontak langsung dengan kulit dapat menyebabkan kerusakan, dan kristal iodin padat harus ditangani dengan hati-hati. Larutan dengan konsentrasi iodin elemental yang tinggi, seperti tingtur iodin dan larutan Lugol, dapat menyebabkan kerusakan jaringan jika digunakan dalam pembersihan atau antisepsis yang berkepanjangan; demikian pula, iodin povidon (Betadine) cair yang terperangkap di kulit dapat mengakibatkan luka bakar kimia dalam beberapa kasus yang dilaporkan.

Paparan saat bekerja

Orang dapat terpapar iodin di tempat kerja melalui inhalasi, konsumsi, kontak kulit, dan kontak mata. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA) telah menetapkan batas legal (batas paparan yang diizinkan) untuk paparan iodin di tempat kerja sebesar 0,1 ppm (1 mg/m³) selama 8 jam hari kerja. Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Kerja (NIOSH) telah menetapkan batas paparan yang direkomendasikan (REL) sebesar 0,1 ppm (1 mg/m³) selama 8 jam hari kerja. Pada kadar 2 ppm, iodin langsung berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan.

Reaksi alergi

Beberapa orang mengembangkan hipersensitivitas terhadap produk dan makanan yang mengandung iodin. Aplikasi tingtur iodin atau Betadine dapat menyebabkan ruam, terkadang parah. Penggunaan agen kontras berbasis iodin secara parenteral (lihat di atas) dapat menyebabkan reaksi mulai dari ruam ringan hingga anafilaksis yang fatal. Reaksi semacam itu telah menyebabkan kesalahpahaman (diakui secara luas, bahkan di kalangan dokter) bahwa beberapa orang alergi terhadap iodin itu sendiri; bahkan alergi terhadap makanan laut yang kaya iodin telah ditafsirkan demikian. Faktanya, belum pernah ada laporan yang dikonfirmasi mengenai alergi iodin yang sebenarnya, dan alergi terhadap iodin elemental atau garam iodida sederhana secara teori tidak mungkin terjadi. Reaksi hipersensitivitas terhadap produk dan makanan yang mengandung iodin tampaknya terkait dengan komponen molekuler lainnya; dengan demikian, seseorang yang menunjukkan alergi terhadap satu makanan atau produk yang mengandung iodin mungkin tidak memiliki reaksi alergi terhadap yang lain. Pasien dengan berbagai alergi makanan (kerang, telur, susu, dll.) tidak memiliki peningkatan risiko hipersensitivitas media kontras. Seperti halnya semua obat, riwayat alergi pasien harus ditanyakan dan dikonsultasikan sebelum obat yang mengandung iodin diberikan.

Status Daftar I DEA A.S.

Fosforus dapat mereduksi iodin elemental menjadi asam iodida, yang merupakan reagen yang efektif untuk mereduksi efedrina atau pseudoefedrina menjadi metamfetamina. Untuk alasan ini, iodin ditetapkan oleh Badan Narkotika Amerika Serikat (DEA) sebagai bahan kimia prekursor Daftar I di bawah 21 CFR 1310.02.

Bibliografi

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)