아이오딘

요오드(Iodine)

비금속이며, 흑색에 가까운 결정성 고체로서 의약품, 유기화합물 합성, 염료 제조, 분석화학, 사진에 쓰인다.

실온에서 고체상태의 아이오딘은 짙은 보라색 증기로 승화하여 눈·코·목을 자극한다. 알코올에 녹고 물에 약간 녹아 갈색 용액이 되며, 사염화탄소와 이황화탄소에 녹으면 보라색 용액이 된다.

천연에서는 화합물 형태로만 산출된다. 아이오딘은 아이오딘 이온(I^－) 상태로 해수에 50㎎/t 정도로 포함되어 있으며, 많은 천연 소금물에서 상당한 양이 발견된다. 아이오딘은 보통 동·식물에는 소량만이 존재하지만 해초에는 매우 풍부하게 들어 있다(바닷말). 암석에 미량원소로 분포되어 있으나 별개의 광물을 형성할 정도로 농집되어 있지는 않다.

상업적으로 제조하기 위한 많은 양의 아이오딘은 고체상태의 아이오딘산염 특히 아이오딘산칼슘(Ca(IO₃)₂)으로 존재하는 칠레 초석이나 질산염 퇴적물에서 얻는다. 해초에서 초석을 생산하던 프랑스 제조업자 베르나르 쿠르투아가 1811년 해초의 재에서 수용성 물질을 추출하는 과정에서 아이오딘을 발견했다. 그 이후 프랑스·영국·일본 등에서는 해초에서 아이오딘을 추출했다.

아이오딘은 인체의 필수 미량성분으로 몸에 평균적으로 14㎎ 정도 들어 있으며 대부분은 갑상선에 들어 있다. 갑상선은 인체의 모든 세포가 정상적으로 신진대사를 할 수 있도록 유지시키는 필수적인 아이오딘을 포함하고 있는 호르몬, 특히 티록신을 분비한다. 음식물로 아이오딘을 충분히 섭취하지 못하는 지역인 알프스 산맥과 북아메리카의 5대호에서는 염화소듐에 10ppm 정도의 아이오딘화소듐을 첨가한 소금으로 아이오딘을 섭취한다. 아이오딘 결핍증은 드물지만 갑상선종과 점액 수종이 생긴다.

고농도의 아이오딘은 독성이 있으며 피부와 세포 조직에 심한 손상을 입힌다. 묽은 알코올 용액(아이오딘 팅크제)이나 수용액은 국부소독제로 사용된다.

화합물에서 아이오딘의 산화수는 보통 －1(아이오딘화물), ＋5(아이오딘산염), ＋7(과아이오딘산염)이다. 아이오딘은 대부분의 금속 및 약간의 비금속과 쉽게 결합하여 아이오딘화물을 만든다. 아이오딘 이온은 강한 환원제로 쉽게 전자 하나를 방출한다. 아이오딘 이온은 무색이지만, 아이오딘화물 용액에서 아이오딘화물은 공기 중의 산소에 의해 산화되어 아이오딘으로 유리되므로 갈색 용액이 된다.

53 iodine (I) enhanced Bohr model

아이오딘 원자 2개로 이루어진 분자(I₂)는 아이오딘화물과 결합하여 다아이오딘화물(전형적인 반응식 I₂＋I^－ → I₃^－)을 생성한다. 따라서 수용성 아이오딘화물이 녹아 있는 용액에서 아이오딘는 보다 잘 녹는다. 아이오딘화수소(HI)의 수용액인 아이오딘화수소산은 강산으로, 금속 또는 금속의 산화물, 수산화물, 탄산염과 반응하여 아이오딘화물을 만든다.

산성도가 중간 정도인 아이오딘산(HIO₃)에서 아이오딘의 산화수는 ＋5이며, 이 산은 쉽게 탈수되어 흰색을 띠는 고체상태의 오산화아이오딘(I₂O₅)이 된다. 과아이오딘산염은 메타과아이오딘산포타슘(KIO₄) 또는 파라과아이오딘산은(Ag₅IO₆) 등의 형태로 얻어지며, 이것은 중심 원자인 아이오딘이 매우 크기 때문에 많은 수의 산소 원자가 결합할 수 있기 때문이다.

천연에서 산출되는 아이오딘의 동위원소는 안정한 아이오딘-127(¹²⁷I)이다. 예외적으로 용도가 다양한 동위원소인 아이오딘-131(¹³¹I)은 방사성 동위원소로 반감기는 8일이다. 이 동위원소는 의학에서 갑상선의 기능을 탐지하는 데, 갑상선종과 갑상선암을 치료하는 데, 뇌와 간에서의 종양의 위치를 찾는 데 사용된다. 또한 물질대사에서 화합물의 경로를 추적하는 연구에도 사용된다.

몇 가지 아이오딘 화합물은 진단 방사선학에서 비교 매개물질로 쓰인다. 소량의 아이오딘이 녹아 있는 수용액에 녹말을 가하면 청흑색을 띤다.