Iodio (I) ed acqua

In che modo ed in quale forme lo iodio reagisce con l'acqua?

Lo iodio è estremamente reattivo, anche se è meno estremo per lo iodio che per gli alogeni. Lo iodio non può essere trovato come elemento, ma piuttosto in forma di molecole I₂ e di ioni I-, o come iodato (sale iodinico contenente l'anione IO₃^-).
Quando lo iodio viene aggiunto all'acqua si verificano le seguenti reazioni:

I₂(l) + H₂O(l) -> OI^-(aq) + 2H⁺(aq) + I^-(aq)

Le molecole I₂ e le molecole d'acqua reagiscono per formare sostanze come ipoiodite (OI^-). La reazione può svilupparsi verso entrambi i sensi per l'equilibrio, a seconda del pH della soluzione.
Lo iodio può trovarsi anche in forma di  I₃^-(aq), HIO(aq), IO^-(aq) e HIO₃(aq). Lo iodio può legarsi a diverse sostanze, come per esempio altri alogeni. I composti che si formano si comportano in maniera diversa quando entrano in contatto con l'acqua.

Solubilità dei composti di iodio in acqua

La solubilità dello iodio è determinata da temperatura (20°C) e pressione (1 bar), ed è relativamente bassa. Lo iodio è meglio solubile in soluzioni di iodio. Si presenta il seguente meccanismo di reazione:

I₂ + I^- -> [I₃]-

Quando lo iodio finisce in acque superficiali, può fuggire come gas di iodio. La maggior parte dei composti di iodio sono velocemente solubili in acqua o alcool. Lo iodio inorganico è altamente solubile in acqua.

Perchè lo iodio è presente in acqua?

Lo iodio finisce nelle acque superficiali naturalmente attraverso le piogge e l'evaporazione dell'acqua. In alcuni casi può anche finire nell'acqua freatica. Altre possibilità includono l'azione corrosiva delle rocce contenenti iodio e l'attività vulcanica (vulcani subacquei compresi). In natura lo iodio può essere trovato in quantità ragionevolmente elevate, ma soltanto in forma di composti. Le attività umane aggiungono iodio all'ambiente. Lo iodio è usato per diversi scopi, come raggi X a iodio, che sono applicati ai pazienti in dosi elevate (fino a 200 g) poi sono espulsi attraverso l'urina. Questi ed altri medicinali possono finire nell'acqua freatica attraverso scarico di acqua reflua. Lo iodio è usato per la pulizia e per la disinfezione delle ferite ed è aggiunto al sapone per il viso ed alle bende. I meccanismi di disinfezione dello iodio si attribuiscono al rilascio dell'ossigeno dalle molecole d'acqua.
Le industrie chimiche producono vernice e prodotti chimici per la fotografia, batterie, lubrificanti ed altri prodotti che contengono lo iodio. Lo iodio radioattivo è usato nelle medicine, per esempio per il trattamento del cancro alla tiroide. Può essere liberato durante incidenti nucleari. Lo iodio spesso finisce nell'acqua superficiale dagli impianti di trattamento per l'acqua reflua, anche in forma di isotopi radioattivi. Lo iodio è trattenuto dal fango per il 2-25%. Il residuo rimane in acqua, inducente gli effluenti a contenere fra 1 e 16  μg/L. Elevate concentrazioni di iodio possono essere presenti nei pressi di discariche di prodotti chimici.

Quali sono gli effetti ambientali dello iodio nell'acqua?

Lo iodio è considerato pericolo per acqua di categoria 1. Ciò significa che è soltanto leggermente nocivo una volta dissolto in acqua. Tuttavia, reazioni con metalli alcalini, alluminio, mercurio, fluoro o terpentine possono far aumentare il rischio.
I rischi ambientali possono differire fra le sostanze dello iodio.
Il valore LD50 per i ratti (assorbimento orale) è pari a circa 14.000 mg/kg.
L'impatto ambientale il più comunemente noto dello iodio radioattivo fu l'esplosione del reattore nucleare a Chernobyl nel 1986. L'isotopo 131I dello iodio è stato liberato in grandi quantità. L'isotopo ha un periodo di decadimento di 8 giorni e può essere assunto dalle mucche e da altro bestiame, entrando quindi nei rifornimenti idrici e nel latte. In Ucraina lo iodio radioattivo nell'acqua che scorre causa ancora problemi. La maggior parte dei fiumi fluiscono verso sud. L'alta marea elimina la radioattività del continente. Normalmente, gli esseri umani non entrano quasi mai in contatto con lo iodio radioattivo, a meno che non esista un motivo legato al lavoro o qualche tipo di trattamento medico.

Per ulteriori informazioni su Chernobyl, consulta la nostra pagina sui disastri ambientali,

Quali sono gli effetti sulla salute dello iodio presente in acqua?

Lo iodio gioca un ruolo importante nella produzione degli ormoni della tiroide. Il corpo umano solitamente contiene 1-15 mg di tale sostanza. La maggior parte è concentrata nella ghiandola tiroide. Viene consigliata una assunzione giornaliera compresa tra 150 e 200 μg che viene normalmente raggiunta mangiano sale da cucina, alla quale viene aggiunto iodio.
L'assunzione giornaliera di iodio differisce enormemente tra diverse persone in tutto il mondo, in quanto le persone che mangiano elevate quantità di pesce assumono quantità di iodio più elevate, normalmente comprese tra 50 μg e 10 mg al giorno.
Lo iodio può influenzare negativamente anche la ghiandola tiroide, fenomeno solitamente associato all'iperattività. Le persone sensibili possono solitamente sviluppare disordini quali bronchiti, disturbi del sonno, eruzioni cutanee ecc. in seguito a lunga esposizione a iodio. Il contatto della pelle con iodio concentrato può causare pigmentazione, i fumi di iodio causano irritazione ai polmoni.
Come elemento puro lo iodio è tossico, anche quantità inferiori ai 2 g possono essere letali. In soluzioni alcoliche una quantità di soli 30 ml può essere letale. La iodina è relativamente innocua in confronto. Comunque esperimenti su topi hanno messo in evidenza che possono influenzare la fertilità femminile.
I bambini reagiscono violentemente a maggiore o minore assunzione di iodio, in quanto la ghiandola tiroide è il via di sviluppo.

Qual tecnologie per la depurazione possono essere applicate per la rimozione dello iodio dall'acqua?

Lo iodio può essere rimosso dall'acqua utilizzando il carbone attivo.
Lo iodio è spesso usato per la purificazione dell'acqua, principalmente per la disinfezione dell'acqua potabile. Pastiglie di iodio possono essere aggiunte direttamente all'acqua. Lo iodio può essere rigenerato, e questo viene spesso effettuato per motivi economici.

Bibiliografia e altri elementi e loro interazione con l'acqua