Iedereen is bekend met jodium of jodium. Nadat we onze vinger hebben afgesneden, grijpen we naar een fles jodium, of beter gezegd de alcoholoplossing ervan...
Niettemin is dit element hoogst uniek en moet ieder van ons, ongeacht opleiding of beroep, het meer dan eens herontdekken. De geschiedenis van dit element is ook eigenaardig.

Eerste kennismaking met jodium

Jodium werd in 1811 ontdekt door de Franse scheikundige-technoloog Bernard Courtois (1777-1838), de zoon van de beroemde salpetermaker. Tijdens de jaren van de Grote Franse Revolutie hielp hij zijn vader al ‘het belangrijkste wapenelement uit de ingewanden van de aarde te halen om tirannen te verslaan’, en begon later zelf salpeter te maken.
Salpeter werd destijds verkregen in zogenaamde salpetercontainers, oftewel burts. Dit waren hopen bestaande uit plantaardig en dierlijk afval vermengd met bouwafval, kalksteen en mergel. De tijdens het verval gevormde ammoniak werd door micro-organismen eerst geoxideerd tot stikstofhoudend HN02 en vervolgens tot salpeterzuur HNO3, dat reageerde met calciumcarbonaat en het omzet in nitraat Ca(N03)2. Het werd met heet water uit het mengsel verwijderd en vervolgens werd potas toegevoegd. De reactie was Ca (N0 3) a + K 2 C0 3 → 2KN0 3 + CaCO ↓.
De kaliumnitraatoplossing werd uit het sediment afgevoerd en ingedampt. De resulterende kristallen van kaliumnitraat werden gezuiverd door aanvullende herkristallisatie.
Courtois was geen eenvoudige ambachtsman. Na drie jaar in een apotheek te hebben gewerkt, kreeg hij toestemming om lezingen over scheikunde bij te wonen en te studeren in het laboratorium van de Ecole Polytechnique in Parijs bij de beroemde Fourcroix. Hij paste zijn kennis toe op de studie van zeewieras, waaruit vervolgens frisdrank werd gewonnen. Courtois merkte dat de koperen ketel waarin de asoplossingen werden verdampt, te snel kapot ging. Na verdamping en precipitatie van kristallijne natrium- en kaliumsulfaten bleven hun sulfiden en blijkbaar iets anders in de moederoplossing achter. Door geconcentreerd zwavelzuur aan de oplossing toe te voegen, ontdekte Courtois het vrijkomen van violette dampen. Het is mogelijk dat Courtois’ collega’s en tijdgenoten iets soortgelijks hebben waargenomen, maar hij was het die als eerste overging van observaties naar onderzoek, van onderzoek naar conclusies.

Dit zijn de conclusies (we citeren een artikel geschreven door Courtois): “De moederloog van uit algen afkomstige loog bevat een vrij grote hoeveelheid van een ongewone en merkwaardige substantie. Het is gemakkelijk om te benadrukken. Om dit te doen, volstaat het om zwavelzuur aan de moederoplossing toe te voegen en deze te verwarmen in een retort die op de ontvanger is aangesloten. De nieuwe substantie... slaat neer als een zwart poeder, dat bij verhitting verandert in een prachtige paarse damp. Deze dampen condenseren in de vorm van glanzende kristallijne platen, met een glans die lijkt op die van kristallijn loodsulfide... De verbazingwekkende kleur van de dampen van de nieuwe substantie maakt het mogelijk om deze te onderscheiden van alle tot nu toe bekende stoffen, en andere opmerkelijke eigenschappen worden erin waargenomen, wat de ontdekking ervan het grootste belang geeft.”
In 1813 verscheen de eerste wetenschappelijke publicatie over deze stof; scheikundigen uit verschillende landen begonnen het te bestuderen, waaronder beroemdheden uit de wetenschap als Joseph Gay-Lussac en Humphry Davy. Een jaar later stelden deze wetenschappers de elementaire aard vast van de stof ontdekt door Courtois, en Gay-Lussac noemde het nieuwe element jodium - uit het Grieks - donkerblauw, violet.
Tweede kennismaking: gewone en ongewone eigenschappen.

Jodium is een chemisch element van groep VII periodiek systeem. Atoomnummer - 53. Atoommassa - 126.9044. Halogeen. Van de halogenen die in de natuur voorkomen, is het de zwaarste, tenzij je natuurlijk de radioactieve kortlevende astatine meetelt. Bijna al het natuurlijke jodium bestaat uit atomen van een enkele isotoop met een massagetal van 127. Radioactief jodium - 125 wordt gevormd als gevolg van de spontane splijting van uranium. Van de kunstmatige isotopen van jodium zijn jodium - 131 en jodium - 133 de belangrijkste; ze worden in de geneeskunde gebruikt.
Het elementaire jodiummolecuul bestaat, net als andere halogenen, uit twee atomen. Jodium is het enige halogeen dat onder normale omstandigheden in vaste toestand voorkomt. Mooie donkerblauwe jodiumkristallen lijken het meest op grafiet. Een duidelijke kristallijne structuur, het vermogen om elektrische stroom te geleiden - al deze 'metaalachtige' eigenschappen zijn kenmerkend voor puur jodium.
Maar in tegenstelling tot grafiet en de meeste metalen gaat jodium heel gemakkelijk in een gasvormige toestand. Het is zelfs gemakkelijker om jodium in damp om te zetten dan in vloeistof.
Om jodium te smelten heb je een vrij lage temperatuur nodig: + 113,5 ° C, maar daarnaast is het noodzakelijk dat de partiële druk van jodiumdamp boven de smeltkristallen minimaal één atmosfeer is. Met andere woorden: jodium kan worden gesmolten in een kolf met smalle hals, maar niet in een open laboratoriumschaaltje. In dit geval hoopt de jodiumdamp zich niet op en bij verhitting zal het jodium sublimeren - het zal in een gasvormige toestand overgaan, waarbij de vloeibare toestand wordt omzeild, wat meestal gebeurt wanneer deze stof wordt verwarmd. Overigens is het kookpunt van jodium niet veel hoger dan het smeltpunt, het is slechts 184,35 ° C.
Maar niet alleen het gemak van overdracht naar een gasvormige toestand jodium valt onder andere op. De interactie met water is bijvoorbeeld heel eigenaardig.
Elementair jodium lost niet goed op in water: bij 25°C slechts 0,3395 g/l. Niettemin kun je een veel meer geconcentreerde waterige oplossing van element nr. 53 verkrijgen door dezelfde eenvoudige techniek te gebruiken die artsen gebruiken wanneer ze jodiumtinctuur (3- of 5% oplossing van jodium in alcohol) langer moeten bewaren: zodat de jodiumtinctuur langer bewaard blijft. tinctuur loopt niet uit, voeg er een beetje kaliumjodide KI aan toe. Dezelfde stof helpt ook om jodiumrijke waterige oplossingen te verkrijgen: jodium wordt gemengd met een niet te verdunde oplossing van raliumjodide.
KI-moleculen zijn in staat moleculen van elementair jodium te hechten. Als aan elke kant één molecuul reageert, wordt roodbruin kaliumtrijodide gevormd. Kaliumjodide kan een groter aantal jodiummoleculen toevoegen, wat resulteert in verbindingen met verschillende samenstellingen tot K19. Deze stoffen worden polyjodiden genoemd. Polyjodiden zijn onstabiel en hun oplossing bevat altijd elementair jodium, en in een veel hogere concentratie dan wat kan worden verkregen door directe oplossing van jodium.
In veel organische oplosmiddelen - koolstofdisulfide, kerosine, alcohol, benzeen, ether, chloroform - lost jodium gemakkelijk op. De kleur van niet-waterige jodiumoplossingen is niet constant. De oplossing ervan in koolstofdisulfide is bijvoorbeeld paars en in alcohol bruin. Hoe kunnen we dit verklaren?
Het is duidelijk dat violette oplossingen jodium bevatten in de vorm van moleculen 12. Als het resultaat een oplossing met een andere kleur is, is het logisch om aan te nemen dat er jodiumverbindingen bestaan ​​met het oplosmiddel erin. Niet alle scheikundigen delen dit standpunt echter. Sommigen van hen geloven dat de verschillen in de kleur van jodiumoplossingen worden verklaard door het bestaan ​​van verschillende soorten krachten die de moleculen van het oplosmiddel en de opgeloste substantie verbinden.
Violette oplossingen van jodium geleiden elektriciteit, omdat de moleculen 12 in oplossing gedeeltelijk dissociëren in 1+ en I- ionen. Deze veronderstelling is niet in tegenspraak met de ideeën over de mogelijke valenties van jodium. De belangrijkste valenties zijn: 1" (dergelijke verbindingen worden jodiden genoemd), 5+ (jodaten) en 7+ (periodaten). Maar er zijn ook jodiumverbindingen bekend waarin het de valenties 1+ en 3+ vertoont en de rol speelt van een eenwaardig of driewaardig metaal Er is een jodiumverbinding met zuurstof waarin element nr. 53 achtwaardig is - IO4.
Maar meestal vertoont jodium, zoals het een halogeen betaamt (er bevinden zich zeven elektronen op de buitenste schil van het atoom), een valentie van 1“. Net als andere halogenen is het behoorlijk actief: het reageert direct met de meeste metalen (zelfs edelzilver is alleen bestand tegen jodium bij temperaturen tot 50°C), maar is inferieur aan chloor en broom, om nog maar te zwijgen van fluor. Sommige elementen - koolstof, stikstof, zuurstof, zwavel, selenium - reageren niet rechtstreeks met jodium.

derde bijeenkomst:

Het blijkt dat er minder jodium op aarde is dan lutetium
Jodium is een vrij zeldzaam element. Het clarke (gehalte in de aardkorst in gewichtspercentages) bedraagt ​​slechts 4-10 ~ 5%. Het is minder dan de moeilijkste om elementen van de lanthanidefamilie te verkrijgen: thulium en lutetium.
Jodium heeft één kenmerk waardoor het lijkt op ‘zeldzame aardmetalen’: extreme verspreiding in de natuur. Hoewel jodium verre van het meest voorkomende element is, is het letterlijk overal aanwezig. Zelfs in ogenschijnlijk ultrazuivere bergkristallen worden micro-onzuiverheden van jodium aangetroffen. In transparante calciet bereikt het gehalte aan element nr. 53 5-10 ~ 6%. Jodium wordt aangetroffen in bodem, zee- en rivierwater, plantencellen en dierlijke organismen. Maar er zijn maar heel weinig mineralen die rijk zijn aan jodium. De bekendste daarvan is lautariet Ca(IO 5) 2. Maar er zijn geen industriële afzettingen van lautariet op aarde.
Om jodium te verkrijgen, is het noodzakelijk om natuurlijke oplossingen te concentreren die dit element bevatten, bijvoorbeeld water uit zoutmeren of aanverwant oliewater, of om natuurlijke jodiumconcentratoren te verwerken - zeewier. Een ton gedroogd zeewier (kelp) bevat tot 5 kg jodium, terwijl een ton zeewater slechts 20-30 mg bevat.
Net als de meeste vitale elementen circuleert jodium in de natuur. Omdat veel jodiumverbindingen goed oplosbaar zijn in water, wordt jodium uit stollingsgesteenten uitgeloogd en in de zeeën en oceanen getransporteerd. Zeewater, dat verdampt, tilt massa's elementair jodium de lucht in. Namelijk elementair: verbindingen van element nr. 53 worden in aanwezigheid van kooldioxide gemakkelijk door zuurstof geoxideerd tot 12.
Winden die luchtmassa's van de oceaan naar het vasteland transporteren, voeren ook jodium mee, dat samen met de neerslag op de grond valt en in de bodem, het grondwater en levende organismen terechtkomt. Deze laatste concentreren jodium, maar brengen het, terwijl ze sterven, terug naar de bodem, vanwaar het weer wordt weggespoeld door natuurlijk water, de oceaan binnendringt, verdampt en alles opnieuw begint. Dit is slechts een algemeen diagram waarin alle details en chemische transformaties die onvermijdelijk zijn in verschillende stadia van deze eeuwige rotatie, zijn weggelaten.
En de jodiumcyclus is zeer goed bestudeerd, en dat is niet verrassend: de rol van microkwantiteiten van dit element in het leven van planten, dieren en mensen is te groot...

Jodium vierde introductie: biologische functies van jodium

Ze zijn niet beperkt tot jodiumtinctuur. We zullen niet in detail praten over de rol van jodium in het plantenleven - het is een van de belangrijkste micro-elementen, we zullen ons beperken tot de rol ervan in het menselijk leven;
In 1854 ontdekte de Fransman Chatain, een uitstekend analytisch scheikundige, dat de prevalentie van struma direct afhankelijk is van het jodiumgehalte in de lucht, de bodem en het voedsel dat door mensen wordt geconsumeerd. Collega's protesteerden tegen de conclusies van Chaten; Bovendien erkende de Franse Academie van Wetenschappen ze als schadelijk. Wat de oorsprong van de ziekte betreft, geloofde men toen dat deze door 42 oorzaken kon worden veroorzaakt: jodiumtekort kwam niet voor op deze lijst.
Bijna een halve eeuw ging voorbij voordat het gezag van de Duitse wetenschappers Baumann en Oswald de Franse wetenschappers dwong de fout toe te geven. Uit experimenten van Bauman en Oswald bleek dat de schildklier verrassend veel jodium bevat en jodiumhoudende hormonen produceert. Een tekort aan jodium leidt aanvankelijk slechts tot een lichte vergroting van de schildklier, maar naarmate het vordert, beïnvloedt deze ziekte – endemische struma – vele systemen van het lichaam. Als gevolg hiervan wordt de stofwisseling verstoord en vertraagt ​​de groei. In sommige gevallen kan endemische struma leiden tot doofheid, cretinisme. Deze ziekte komt vaker voor in bergachtige gebieden en op plaatsen ver van de zee.
De wijdverbreide verspreiding van de ziekte kan zelfs aan de hand van kunstwerken worden beoordeeld. Eén van de beste vrouwenportretten van Rubens, “De Strohoed”. De mooie vrouw op het portret heeft een opvallende zwelling in haar nek (een dokter zou meteen zeggen: de schildklier is vergroot). Andromeda uit het schilderij “Perseus en Andromeda” heeft dezelfde symptomen. Tekenen van jodiumtekort zijn ook zichtbaar bij sommige mensen afgebeeld op portretten en schilderijen van Rembrandt, Dürer, Van Dyck...
In ons land, waarvan de meeste regio's ver van de zee liggen, wordt de strijd tegen endemische struma voortdurend gevoerd - voornamelijk door middel van preventie. De eenvoudigste en meest betrouwbare remedie is de toevoeging van microdoses jodide aan keukenzout.
Het is interessant om op te merken dat de geschiedenis van het medicinaal gebruik van jodium eeuwen teruggaat. De genezende eigenschappen van stoffen die jodium bevatten waren al drieduizend jaar bekend voordat dit element werd ontdekt. Chinese code 1567 v.Chr e. beveelt zeewier aan voor de behandeling van struma...
De antiseptische eigenschappen van jodium bij operaties werden voor het eerst gebruikt door de Franse arts Buape. Vreemd genoeg werden de eenvoudigste doseringsvormen van jodium - waterige en alcoholische oplossingen - lange tijd niet gebruikt in de chirurgie, hoewel al in 1865-1866. de grote Russische chirurg N.I. Pirogov gebruikte jodiumtinctuur bij de behandeling van wonden.
De prioriteit van het voorbereiden van het chirurgische veld met jodiumtinctuur wordt ten onrechte toegeschreven aan de Duitse arts Grossich. Ondertussen, in 1904, vier jaar vóór Grossikh, vestigde de Russische militaire arts N.P. Filonchikov in zijn artikel ‘Waterige oplossingen van jodium als antiseptische vloeistof bij operaties’ de aandacht van chirurgen op de enorme voordelen van waterige en alcoholische oplossingen van jodium. juist ter voorbereiding op een operatie.
Het is onnodig om te zeggen dat deze eenvoudige medicijnen tot op de dag van vandaag hun betekenis niet hebben verloren. Het is interessant dat jodiumtinctuur soms ook inwendig wordt voorgeschreven: een paar druppels per kopje melk. Dit kan gunstig zijn voor atherosclerose, maar je moet niet vergeten dat jodium alleen in kleine doses nuttig is en in grote doses giftig is.

Yod vijfde kennismaking - puur utilitair

Niet alleen artsen zijn geïnteresseerd in jodium. Het is nodig voor geologen en botanici, scheikundigen en metallurgen.
Net als andere halogenen vormt jodium talrijke organojoodverbindingen, die zijn opgenomen in de samenstelling van sommige kleurstoffen.
Jodiumverbindingen worden in de fotografie en de filmindustrie gebruikt voor de bereiding van speciale fotografische emulsies en fotografische platen.
Jodium wordt gebruikt als katalysator bij de productie van kunstrubbers.
Ook de productie van ultrazuivere materialen – silicium, titanium, hafnium, zirkonium – is niet compleet zonder dit element. De jodidemethode voor het produceren van zuivere metalen wordt vrij vaak gebruikt.
Jodiumpreparaten worden gebruikt als droog smeermiddel voor het wrijven van oppervlakken van staal en titanium.

Er worden krachtige jodiumgloeilampen vervaardigd. De glazen bol van zo'n lamp is niet gevuld met een inert gas, maar met haarddampen, die zelf licht uitstralen bij hoge temperaturen.
Jodium en zijn verbindingen worden in de laboratoriumpraktijk gebruikt voor analyse en in chemotronapparaten, waarvan de werking gebaseerd is op de redoxreacties van jodium...
Er zit veel werk van geologen, scheikundigen en technologen in het zoeken naar grondstoffen voor jodium en het ontwikkelen van methoden voor de winning van jodium. Tot de jaren 60 van de vorige eeuw waren algen de enige bron van industriële jodiumproductie. In 1868 werd jodium gewonnen uit het productieafval van salpeter, dat jodaat en natriumjodide bevat. Gratis grondstoffen en een eenvoudige methode om jodium te verkrijgen uit salpetermoederoplossingen zorgden voor een wijdverbreide verspreiding van Chileens jodium. Tijdens de Eerste Wereldoorlog stopte de aanvoer van Chileens nitraat en jodium, en al snel begon het gebrek aan jodium de algemene toestand van de farmaceutische industrie in Europa te beïnvloeden. De zoektocht begon naar kosteneffectieve manieren om jodium te verkrijgen. In ons land werd jodium al tijdens de jaren van de Sovjetmacht gewonnen uit het ondergrondse en oliewater van de Kuban, waar het in 1882 werd ontdekt door de Russische chemicus A.L. Potylitsin. Later werden soortgelijke wateren ontdekt in Turkmenistan en Azerbeidzjan. .
Maar het jodiumgehalte in het grondwater en het daarmee samenhangende water afkomstig van de olieproductie is zeer laag. Dit was de grootste moeilijkheid bij het creëren van economisch levensvatbare industriële methoden voor de productie van jodium. Het was noodzakelijk om een ​​“chemisch aas” te vinden dat een vrij sterke verbinding met jodium zou vormen en dit zou concentreren. Aanvankelijk bleek dit "aas" zetmeel te zijn, en vervolgens koper- en zilverzouten, die jodium tot onoplosbare verbindingen bonden. We hebben kerosine geprobeerd - jodium lost er goed in op. Maar al deze methoden bleken duur en soms brandbaar.
In 1930 ontwikkelde de Sovjet-ingenieur V.P. Denisovich de steenkoolmethode voor het extraheren van jodium uit oliewater, en deze methode vormde lange tijd de basis van de Sovjet-jodiumproductie. Tot 40 g jodium opgehoopt in een kilogram steenkool per maand...
Er zijn ook andere methoden geprobeerd. De afgelopen decennia is al gebleken dat jodium selectief wordt gesorbeerd door hoogmoleculaire ionenuitwisselingsharsen. In de jodiumindustrie in de wereld wordt de ionenuitwisselingsmethode nog steeds in beperkte mate gebruikt. Er zijn pogingen ondernomen om het in ons land te gebruiken, maar het lage jodiumgehalte en de onvoldoende selectiviteit van ionenwisselaars voor jodium hebben er nog niet voor gezorgd dat deze, ongetwijfeld veelbelovende methode, de jodiumindustrie radicaal heeft getransformeerd.
Ook geotechnologische methoden voor de winning van jodium zijn veelbelovend. Ze zullen het mogelijk maken jodium te extraheren uit de bijbehorende wateren van olie- en gasvelden zonder deze wateren naar de oppervlakte te pompen. Speciale reagentia die via een put worden ingebracht, zullen jodium ondergronds concentreren, en geen zwakke oplossing, maar een concentraat zal naar de oppervlakte stromen. Dan zal de productie van jodium en het verbruik ervan door de industrie uiteraard sterk toenemen - het complex van eigenschappen dat inherent is aan dit element is er zeer aantrekkelijk voor.
IOD EN MENS. Het menselijk lichaam heeft niet alleen geen grote hoeveelheden jodium nodig, maar handhaaft met verbazingwekkende constantheid een constante concentratie (10~5-10~6%) jodium in het bloed, de zogenaamde jodiumspiegel van het bloed. Van de totale hoeveelheid jodium in het lichaam, die ongeveer 25 mg bedraagt, wordt meer dan de helft aangetroffen in de schildklier. Bijna al het jodium in deze klier maakt deel uit van verschillende derivaten van tyrosine - het schildklierhormoon, en slechts een klein deel ervan, ongeveer 1%, is in de vorm van anorganisch jodium I1-.
Grote doses elementair jodium zijn gevaarlijk: een dosis van 2-3 g is dodelijk. Tegelijkertijd kunnen in de vorm van jodide veel grotere doses oraal worden ingenomen.
Als u met voedsel een aanzienlijke hoeveelheid anorganische jodiumzouten in het lichaam brengt, zal de concentratie in het bloed 1000 keer toenemen, maar na 24 uur zal het jodiumgehalte in het bloed weer normaal worden. Het niveau van de jodiumspiegel voldoet strikt aan de wetten van het interne metabolisme en is praktisch niet afhankelijk van de experimentele omstandigheden.
In de medische praktijk worden organojodiumverbindingen gebruikt voor röntgendiagnostiek. Voldoende zware kernen van jodiumatomen verstrooien röntgenstralen. Wanneer een dergelijk diagnostisch middel in het lichaam wordt ingebracht, worden uitzonderlijk heldere röntgenbeelden van afzonderlijke delen van weefsels en organen verkregen.
ONDER EN KOSMISCHE STRALEN. Academicus V.I. Vernadsky geloofde dat kosmische straling een grote rol speelt bij de vorming van jodium in de aardkorst, die kernreacties in de aardkorst veroorzaakt, dat wil zeggen de transformatie van sommige elementen in andere. Dankzij deze transformaties kunnen zeer kleine hoeveelheden nieuwe atomen, waaronder jodiumatomen, in gesteenten worden gevormd.
Jodium _ SMEERMIDDEL. Slechts 0,6% jodium toegevoegd aan koolwaterstofoliën vermindert de wrijvingsarbeid in lagers gemaakt van roestvrij staal en titanium aanzienlijk. Hiermee kunt u de belasting op wrijvende delen met meer dan 50 keer verhogen.
Jodium EN GLAS. Jodium wordt gebruikt om speciaal polaroidglas te maken. Kristallen van jodiumzouten worden in glas (of plastic) gebracht, die strikt regelmatig worden verdeeld. Trillingen van de lichtstraal kunnen er niet in alle richtingen doorheen. Het resultaat is een soort filter, een zogenaamde polaroid, dat de naderende verblindende lichtstroom omleidt. Dit type glas wordt gebruikt in auto's. Door het combineren van meerdere polaroids of roterende polaroidglazen kunnen uitzonderlijk kleurrijke effecten worden bereikt - dit fenomeen wordt gebruikt in de filmtechnologie en in het theater.
WIST JE DAT:

• Het jodiumgehalte in het bloed van een persoon is afhankelijk van de tijd van het jaar: van september tot januari neemt de jodiumconcentratie in het bloed af, vanaf februari begint een nieuwe stijging en in mei - juni bereikt het jodiumniveau het hoogste niveau. Deze oscillaties hebben een relatief kleine amplitude en hun oorzaken blijven nog steeds een mysterie;
• Voedingsproducten bevatten veel jodium: eieren, melk, vis; er zit veel jodium in zeewier, dat te koop is in de vorm van ingeblikt voedsel, dragees en andere producten;
• de eerste jodiumfabriek in Rusland werd in 1915 gebouwd in Jekaterinoslav (nu Dnepropetrovsk); verkregen jodium uit de as van de Zwarte Zee-alg Phyllophora; tijdens de Eerste Wereldoorlog werd in deze fabriek 200 kg jodium geproduceerd;
• als een onweerswolk wordt "bezaaid" met zilverjodide of loodjodide, worden er in plaats van hagel fijne sneeuwpellets in de wolk gevormd: een wolk bezaaid met dergelijke zouten werpt regen af ​​en is niet schadelijk voor de gewassen.

Jodium is een chemisch element dat iedereen kent. Maar de meeste mensen zijn alleen bekend met de alcoholoplossing, die in de geneeskunde wordt gebruikt. Onlangs wordt er ook vaak gesproken over het tekort aan het lichaam als gevolg van een schildklieraandoening. Weinig mensen kennen de fysische en chemische eigenschappen van jodium. En dit is een vrij uniek element dat wijdverbreid is in de natuur en belangrijk is voor het menselijk leven.

Zelfs in het dagelijks leven kun je de chemische eigenschappen van jodium gebruiken om bijvoorbeeld de aanwezigheid van zetmeel in voedingsmiddelen te bepalen. Bovendien zijn er onlangs veel volksmethoden geadverteerd om dit sporenelement te gebruiken voor de behandeling van vele ziekten. Daarom moet iedereen weten welke eigenschappen hij heeft.

Algemene kenmerken van jodium

Dit is een redelijk actief micro-element dat tot niet-metalen behoort. In het periodiek systeem bevindt het zich in de halogeengroep, samen met chloor, broom en fluor. Jodium wordt aangeduid met het symbool I en heeft een serienummer van 53. Dit micro-element kreeg zijn naam in de 19e eeuw vanwege de paarse kleur van de damp. In het Grieks wordt jodium immers vertaald als ‘violet, violet’.

Zo werd jodium ontdekt. Chemicus Bernard Courtois, werkzaam in een salpeterfabriek, ontdekte deze stof bij toeval. De kat draaide de reageerbuis om met zwavelzuur en deze viel op de as van algen, waaruit vervolgens salpeter werd verkregen. In dit geval kwam een ​​violetkleurig gas vrij. Dit interesseerde Bernard Courtois, en hij begon het nieuwe element te bestuderen. Zo werd jodium begin 19e eeuw bekend. Halverwege de 20e eeuw begonnen scheikundigen dit element ‘jodium’ te noemen, hoewel de oudere benaming nog steeds vaker voorkomt.

Chemische eigenschappen van jodium

Vergelijkingen die de activiteit van chemische reacties van dit element aantonen, vertellen de gemiddelde persoon niets. Alleen degenen die scheikunde begrijpen, begrijpen dat ze worden gebruikt om de chemische eigenschappen ervan te beschrijven. Het is het meest actieve element van alle niet-metalen. Jodium kan met veel andere stoffen reageren en zuren, vloeistoffen en vluchtige verbindingen vormen. Hoewel het van de halogenen het minst actief is.

In het kort kunnen de chemische eigenschappen van jodium worden beschouwd aan de hand van het voorbeeld van zijn reacties. Jodium reageert met verschillende metalen, zelfs bij lichte verhitting, en er worden jodiden gevormd. De bekendste zijn kalium- en natriumjodiden. Het reageert slechts gedeeltelijk met waterstof en combineert helemaal niet met andere elementen. Het is niet compatibel met stikstof, zuurstof, ammoniak of etherische oliën. Maar de bekendste chemische eigenschap van jodium is de reactie met zetmeel. Wanneer ze worden toegevoegd aan stoffen die zetmeel bevatten, worden ze blauw.

Fysieke eigenschappen

Van alle micro-elementen wordt jodium als het meest controversieel beschouwd. De meeste mensen zijn zich niet bewust van de kenmerken ervan. De fysische en chemische eigenschappen van jodium worden op school kort bestudeerd. Dit element wordt voornamelijk verdeeld in de vorm van een isotoop met een massa van 127. Dit is de zwaarste van alle halogenen. Er is ook radioactief jodium 125, dat wordt verkregen door het verval van uranium. In de geneeskunde worden vaker kunstmatige isotopen van dit element met massa's 131 en 133 gebruikt.

Van alle halogenen is jodium de enige die van nature vast is. Het kan worden weergegeven door donkerpaarse of zwarte kristallen of platen met een metaalachtige glans. Ze hebben een lichte karakteristieke geur, geleiden elektriciteit goed en lijken een beetje op grafiet. In deze toestand is dit sporenelement slecht oplosbaar in water, maar gaat zeer gemakkelijk over in een gasvormige toestand. Het kan bij kamertemperatuur veranderen in paarse damp. Deze fysisch-chemische eigenschappen van jodium worden gebruikt om het te verkrijgen. Door het micro-element onder druk te verwarmen en vervolgens af te koelen, wordt het ontdaan van onzuiverheden. Los jodium op in alcohol, glycerine, benzeen, chloroform of koolstofdisulfiden, waardoor bruine of paarse vloeistoffen ontstaan.

Bronnen van jodium

Ondanks het belang van dit sporenelement voor het leven van veel organismen, is jodium vrij moeilijk te detecteren. De aardkorst bevat er minder van dan de zeldzaamste elementen. Maar er wordt nog steeds aangenomen dat jodium wijdverbreid is in de natuur, omdat het bijna overal in kleine hoeveelheden aanwezig is. Het is voornamelijk geconcentreerd in zeewater, algen, bodem en sommige plantaardige en dierlijke organismen.

De chemische eigenschappen van jodium verklaren het feit dat het niet in zuivere vorm wordt aangetroffen, maar alleen in de vorm van verbindingen. Meestal wordt het gewonnen uit zeewieras of uit productieafval van natriumnitraat. Zo wordt jodium gewonnen in Chili en Japan, die toonaangevend zijn in de winning van dit element. Bovendien kan het worden verkregen uit de wateren van sommige zoutmeren of oliewateren.

Jodium komt via voedsel het menselijk lichaam binnen. Het is aanwezig in bodems en planten. Maar in ons land zijn jodiumarme bodems gebruikelijk. Daarom worden meestal jodiumhoudende meststoffen gebruikt. Om ziekten die verband houden met jodiumtekort te voorkomen, wordt het element toegevoegd aan zout en enkele veel voorkomende voedingsmiddelen.

Zijn rol in het leven van het lichaam

Jodium is een van die micro-elementen die betrokken zijn bij veel biologische processen. Het is in veel planten in kleine hoeveelheden aanwezig. Maar in levende organismen is het erg belangrijk. Jodium wordt gebruikt bij de productie van schildklierhormonen door de schildklier. Ze reguleren de vitale processen van het lichaam. Bij gebrek aan jodium wordt de schildklier van een persoon groter en ontstaan ​​er verschillende pathologieën. Ze worden gekenmerkt door verminderde prestaties, zwakte, hoofdpijn, verminderd geheugen en humeur.

Toepassing in de geneeskunde

De meest voorkomende is een 5% alcoholoplossing van jodium. Het wordt gebruikt om de huid rond verwondingen te desinfecteren. Maar dit is een nogal agressief antisepticum, dus recentelijk zijn zachtere oplossingen van jodium met zetmeel gebruikt, bijvoorbeeld Betadine, Yox of Iodinol. De verwarmende eigenschappen van jodium worden vaak gebruikt om spierpijn of gewrichtspathologieën te elimineren; na injecties wordt een jodiumgaas gemaakt.

Industriële toepassingen

Dit micro-element is ook van groot belang in de industrie. Dankzij de bijzondere chemische eigenschappen van jodium kan het in verschillende industrieën worden gebruikt. In de forensische wetenschap wordt het bijvoorbeeld gebruikt om vingerafdrukken op papieren oppervlakken te detecteren. Jodium wordt veel gebruikt als lichtbron in halogeenlampen. Het wordt gebruikt in de fotografie, filmindustrie en metaalverwerking. En onlangs is dit micro-element begonnen te worden gebruikt in LCD-schermen, bij het maken van dimbare glazen, maar ook op het gebied van laser-thermonucleaire fusie.

Gevaar voor de mens

Ondanks het belang van jodium in levensprocessen is het in grote hoeveelheden giftig voor de mens. Slechts 3 g van deze stof leidt tot ernstige schade aan de nieren en het cardiovasculaire systeem. In eerste instantie voelt een persoon zwakte, hoofdpijn, diarree en verhoging van de hartslag. Als u jodiumdamp inademt, treedt irritatie van de slijmvliezen, brandwonden aan de ogen en longoedeem op. Zonder behandeling is jodiumvergiftiging dodelijk.

Sinds zijn jeugd een bekende assistent voor alle kinderen en hun ouders bij krassen, schaafwonden en snijwonden. Het is een snelle en effectieve manier om het wondoppervlak te cauteriseren en te desinfecteren. Het toepassingsgebied van de stof is echter niet alleen beperkt tot de geneeskunde, omdat de chemische eigenschappen van jodium zeer divers zijn. Het doel van ons artikel is om ze in meer detail te leren kennen.

Fysieke kenmerken

De eenvoudige substantie heeft het uiterlijk van donkerpaarse kristallen. Bij verhitting smelt de verbinding niet, vanwege de eigenaardigheden van de interne structuur van het kristalrooster, namelijk de aanwezigheid van moleculen in de knooppunten, maar vormt onmiddellijk paren. Dit is sublimatie of sublimatie. Het wordt verklaard door de zwakke verbinding tussen de moleculen in het kristal, die gemakkelijk van elkaar loskomen - er wordt een gasvormige fase van de substantie gevormd. Het aantal jodium in het periodiek systeem is 53. En de positie ervan tussen andere chemische elementen geeft aan dat het tot niet-metalen behoort. Laten we deze kwestie verder bekijken.

Plaats van het element in het periodiek systeem

Jodium bevindt zich in de vijfde periode, groep VII en vormt samen met fluor, chloor, broom en astatine een subgroep van halogenen. Door de toename van de nucleaire lading en de atoomstraal verzwakken de niet-metallische eigenschappen van halogeenvertegenwoordigers, daarom is jodium minder actief dan chloor of broom, en is de elektronegativiteit ervan ook lager. De atoommassa van jodium is 126,9045. Een eenvoudige substantie wordt weergegeven door diatomische moleculen, net als andere halogenen. Hieronder zullen we de atomaire structuur van het element bekijken.

Kenmerken van de elektronische formule

Vijf energieniveaus en de laatste bijna volledig gevuld met elektronen bevestigen de aanwezigheid van uitgesproken niet-metaaleigenschappen in het element. Net als andere halogenen is jodium een ​​sterk oxidatiemiddel, dat metalen en zwakkere niet-metallische elementen (zwavel, koolstof, stikstof) het elektron ontneemt dat ontbreekt om het vijfde niveau te voltooien.

Jodium is een niet-metaal waarvan de moleculen een gemeenschappelijk paar p-elektronen bevatten die de atomen aan elkaar binden. Hun dichtheid op het overlappunt is het grootst; de totale elektronenwolk verschuift niet naar een van de atomen en bevindt zich in het midden van het molecuul. Er wordt een niet-polaire covalente binding gevormd en het molecuul zelf heeft een lineaire vorm. In de reeks halogenen, van fluor tot astatine, neemt de sterkte van de covalente binding af. Er wordt een afname van de enthalpiewaarde waargenomen, waarvan de ontbinding van de moleculen van het element in atomen afhangt. Welke gevolgen heeft dit voor de chemische eigenschappen van jodium?

Waarom is jodium minder actief dan andere halogenen?

De reactiviteit van niet-metalen wordt bepaald door de aantrekkingskracht van vreemde elektronen op de kern van hun eigen atoom. Hoe kleiner de straal van een atoom, hoe groter de elektrostatische aantrekkingskracht van de negatief geladen deeltjes van andere atomen. Hoe hoger het nummer van de periode waarin een element zich bevindt, hoe meer energieniveaus het zal hebben. Jodium bevindt zich in de vijfde periode en heeft meer energielagen dan broom, chloor en fluor. Dit is de reden waarom het jodiummolecuul atomen bevat met een straal die veel groter is dan die van de eerder genoemde halogenen. Dit is de reden waarom I2-deeltjes elektronen minder sterk aantrekken, wat leidt tot een verzwakking van hun niet-metaalachtige eigenschappen. De interne structuur van een stof heeft onvermijdelijk invloed op de fysieke kenmerken ervan. Laten we specifieke voorbeelden geven.

Sublimatie en oplosbaarheid

Een afname van de wederzijdse aantrekkingskracht van jodiumatomen in zijn molecuul leidt, zoals we eerder zeiden, tot een verzwakking van de sterkte van de covalente niet-polaire binding. Er is een afname van de weerstand van de verbinding tegen hoge temperaturen en een toename van de snelheid van thermische dissociatie van zijn moleculen. Een onderscheidend kenmerk van halogeen: de overgang van een stof bij verhitting van een vaste toestand onmiddellijk naar een gasvormige toestand, d.w.z. sublimatie is het belangrijkste fysieke kenmerk van jodium. De oplosbaarheid ervan in organische oplosmiddelen, zoals koolstofdisulfide, benzeen en ethanol, is hoger dan in water. Er kan dus slechts 0,02 g van de stof oplossen in 100 g water van 20 °C. Deze functie wordt in het laboratorium gebruikt om jodium uit een waterige oplossing te extraheren. Door het te schudden met een kleine hoeveelheid H 2 S kun je de violette kleur van waterstofsulfide waarnemen als gevolg van de overgang van halogeenmoleculen daarin.

Chemische eigenschappen van jodium

Bij interactie met metalen gedraagt ​​het element zich altijd hetzelfde. Het trekt de valentie-elektronen van het metaalatoom aan, die zich ofwel in de laatste energielaag bevinden (s-elementen zoals natrium, calcium, lithium, enz.) of in de voorlaatste laag die bijvoorbeeld d-elektronen bevat. Deze omvatten ijzer, mangaan, koper en andere. Bij deze reacties zal het metaal een reductiemiddel zijn en zal jodium, waarvan de chemische formule I 2 is, een oxidatiemiddel zijn. Daarom is het deze hoge activiteit van een eenvoudige stof die de reden is voor de interactie met veel metalen.

De interactie van jodium met water bij verhitting verdient aandacht. In een alkalische omgeving vindt de reactie plaats met de vorming van een mengsel van jodide en joodzuren. Deze laatste stof vertoont de eigenschappen van een sterk zuur en verandert bij uitdroging in jodiumpentoxide. Als de oplossing wordt aangezuurd, interageren de bovengenoemde reactieproducten met elkaar om de uitgangsstoffen te vormen: vrije moleculen van I2 en water. Deze reactie is van het redoxtype; het vertoont de chemische eigenschappen van jodium als een sterk oxidatiemiddel.

Kwalitatieve reactie op zetmeel

In zowel de anorganische als de organische chemie is er een groep reacties die kunnen worden gebruikt om bepaalde soorten eenvoudige of complexe ionen in interactieproducten te identificeren. Om macromoleculen van een complex koolhydraat - zetmeel - te detecteren, wordt vaak een 5% alcoholoplossing van I 2 gebruikt. Er worden bijvoorbeeld een paar druppels ervan op een stuk rauwe aardappel gedruppeld en de kleur van de oplossing wordt blauw. Hetzelfde effect zien we wanneer de stof in contact komt met welk zetmeelhoudend product dan ook. Deze reactie, waarbij blauw jodium ontstaat, wordt veel gebruikt in de organische chemie om de aanwezigheid van een polymeer in een testmengsel te bevestigen.

De gunstige eigenschappen van het product van de interactie tussen jodium en zetmeel zijn al lang bekend. Het werd gebruikt bij afwezigheid van antimicrobiële geneesmiddelen voor de behandeling van diarree, maagzweren in remissie en ziekten van het ademhalingssysteem. Zetmeelpasta, die ongeveer 1 theelepel jodiumalcoholoplossing per 200 ml water bevat, is wijdverspreid geworden vanwege de lage ingrediëntenkosten en het gemak van bereiding.

Er moet echter aan worden herinnerd dat blauw jodium gecontra-indiceerd is bij de behandeling van jonge kinderen, mensen die lijden aan overgevoeligheid voor jodiumbevattende geneesmiddelen, evenals patiënten met de ziekte van Graves.

Hoe reageren niet-metalen met elkaar?

Onder de elementen van de belangrijkste subgroep van groep VII reageert fluor, het meest actieve niet-metaal met de hoogste oxidatietoestand, met jodium. Het proces vindt plaats in de kou en gaat gepaard met een explosie. I 2 reageert met waterstof onder sterke verwarming, en niet volledig, het reactieproduct - HI - begint te ontleden in de oorspronkelijke stoffen. Jodiumwaterstofzuur is behoorlijk sterk en hoewel de eigenschappen ervan vergelijkbaar zijn met die van chloridezuur, vertoont het nog steeds meer uitgesproken tekenen van een reductiemiddel. Zoals je kunt zien, zijn de chemische eigenschappen van jodium te danken aan het feit dat het tot actieve niet-metalen behoort, maar het element is inferieur wat betreft het oxiderende vermogen tot broom, chloor en, uiteraard, fluor.

De rol van het element in levende organismen

Het hoogste gehalte aan I-ionen wordt aangetroffen in de weefsels van de schildklier, waar ze deel uitmaken van de schildklierstimulerende hormonen: thyroxine en triiodothyronine. Ze reguleren de groei en ontwikkeling van botweefsel, de geleiding van zenuwimpulsen en de stofwisseling. Een tekort aan jodiumhoudende hormonen in de kindertijd is vooral gevaarlijk, omdat de mentale ontwikkeling vertraagd kan worden en symptomen van een ziekte zoals cretinisme kunnen optreden.

Onvoldoende secretie van thyroxine bij volwassenen wordt in verband gebracht met water en voedsel. Het gaat gepaard met haaruitval, zwelling en verminderde fysieke activiteit. Een teveel aan dit element in het lichaam is ook uiterst gevaarlijk, aangezien de ziekte van Graves zich ontwikkelt, met als symptomen prikkelbaarheid van het zenuwstelsel, trillingen van de ledematen en ernstig gewichtsverlies.

Verdeling van jodiden in de natuur en methoden voor het verkrijgen van zuivere stoffen

Het grootste deel van het element is aanwezig in levende organismen en in de schillen van de aarde – de hydrosfeer en de lithosfeer – in gebonden toestand. Zouten van het element zijn aanwezig in zeewater, maar hun concentratie is onbeduidend, dus het extraheren van puur jodium daaruit is niet rendabel. Het is veel effectiever om de stof uit de as van bruin sargassum te halen.

Op industriële schaal wordt I2 geïsoleerd uit grondwater tijdens olieproductieprocessen. Bij de verwerking van sommige ertsen worden er bijvoorbeeld kaliumjodaten en hypojodaten in aangetroffen, waaruit vervolgens zuiver jodium wordt gewonnen. Het is vrij kosteneffectief om I2 te verkrijgen uit een oplossing van waterstofjodide door dit met chloor te oxideren. De resulterende verbinding is een belangrijke grondstof voor de farmaceutische industrie.

Naast de reeds genoemde 5% alcoholoplossing van jodium, die niet alleen een eenvoudige substantie bevat, maar ook een zout - kaliumjodide, evenals alcohol en water, worden medicijnen zoals "Jodium-actief" en "Iodomarin" gebruikt in de endocrinologie om medische redenen.

In gebieden met een laag gehalte aan natuurlijke verbindingen kunt u naast gejodeerd keukenzout een middel zoals Antistrumin gebruiken. Het bevat het actieve ingrediënt - kaliumjodide - en wordt aanbevolen als een profylactisch medicijn dat wordt gebruikt om de symptomen van endemische struma te voorkomen.

Tegenwoordig bestaat er een technologie die tekstinformatie kan omzetten in gewone spraak. Met de ontwikkeling van ‘slimme machines’ wordt deze technologie steeds relevanter en vereist ze elke dag steeds meer perfectie. Eigenlijk zijn er op dit moment een aantal methoden voor spraaksynthese ontwikkeld, waar we het over zullen hebben.

Spraaksynthesizers kunnen op heel verschillende gebieden worden gebruikt en worden gebruikt om veel problemen op te lossen, variërend van het 'lezen' van boeken, het produceren van 'pratend' kinderspeelgoed, het aankondigen van stops in het openbaar vervoer of in servicesystemen, en eindigend met medicijnen (hier is het de moeite waard ik denk aan Stephen Hawking, die een spraaksynthesizer gebruikte om met de wereld te communiceren).

Laten we dus de technologie en methoden van spraaksynthese eens nader bekijken. Zoals eerder vermeld, zijn er verschillende methoden voor spraaksynthese. Er kunnen dus verschillende hoofdbenaderingen worden onderscheiden:

• parametrische synthese;
• concatenatieve (compilatie)synthese;
• synthese volgens regels (op basis van gedrukte tekst);

Met parametrische synthese kunt u spraak voor elke taal opnemen, maar deze kan niet worden gebruikt voor teksten die niet vooraf zijn gespecificeerd. Parametrische spraaksynthese wordt gebruikt als de set berichten beperkt is. De kwaliteit van deze synthesemethode kan zeer hoog zijn.

In wezen is parametrische spraaksynthese een implementatie van het werkingsprincipe van een vocoder. Bij parametrische synthese wordt het geluidssignaal weergegeven door een bepaald aantal continu veranderende parameters. Voor het genereren van klinkergeluiden wordt een toongenerator gebruikt, voor medeklinkers een ruisgenerator. Maar deze methode wordt meestal gebruikt om stemmen op te nemen in muzikale composities, en vaker hebben we het niet eens over pure stemsynthese, maar eerder over modulatie.

De compilatiesynthesemethode is gebaseerd op het samenstellen van teksten uit een vooraf opgenomen “woordenboek” van elementen. De grootte van een systeemelement moet minimaal één woord zijn. Doorgaans is de voorraad elementen beperkt tot enkele honderden woorden, en is de inhoud van gesynthetiseerde teksten beperkt tot de omvang van het woordenboek. Deze methode van spraaksynthese wordt veel gebruikt in het dagelijks leven - in de regel in verschillende hulpdiensten en apparatuur waarvoor apparatuur met spraakresponssystemen vereist is.

Volledige spraaksynthese volgens de regels kan spraak reproduceren uit een voorheen onbekende tekst. Deze methode maakt geen gebruik van elementen uit de menselijke spraak, maar is gebaseerd op geprogrammeerde taalkundige en akoestische algoritmen.

Er is hier ook sprake van een tweedeling: er kunnen twee benaderingen van deze synthesemethode worden onderscheiden. De eerste is formant-spraaksynthese volgens de regels, en de tweede is articulatorische synthese. Formantsynthese is gebaseerd op formanten - frequentieresonanties van het spraakakoestische systeem. Het formantsynthese-algoritme modelleert de werking van het menselijke stemkanaal, dat werkt als een reeks resonatoren. Tegenwoordig zijn de meeste synthesizers die uitsluitend aan formantsynthese werken helaas moeilijk te begrijpen zonder voorbereiding, maar dit is ongetwijfeld een universele en veelbelovende technologie. De articulatorische methode probeert de tekortkomingen van de formantmethode te verbeteren door fonetische kenmerken van de uitspraak van individuele geluiden aan het model toe te voegen.

Er bestaat ook een technologie voor spraaksynthese volgens regels, waarbij gebruik wordt gemaakt van opgenomen segmenten van natuurlijke spraak. Omdat compilatiemethoden nog steeds het meest worden gebruikt, zullen we er wat meer in detail over zeggen.

Afhankelijk van hoe groot de “fragmenten” van de spraak zijn die voor de synthese worden gebruikt, worden de volgende typen synthese onderscheiden:

• microsegment (magnetron);
• allofoon;
• tweefonisch;
• halflettergrepig;
• syllabisch;
• synthese uit eenheden van willekeurige grootte.

De meest gebruikte zijn allofonische en difonische methoden. Voor de difonische methode van spraaksynthese zijn de basiselementen allerlei binomiale combinaties van fonemen, en voor de allofone methode - combinaties van linker- en rechtercontexten (een allofoon is een variant van een foneem, die wordt bepaald door zijn specifieke fonetische omgeving ). In dit geval worden verschillende soorten contexten gecombineerd in klassen op basis van de mate van akoestische nabijheid.

Het voordeel van dergelijke systemen is dat ze het mogelijk maken tekst te synthetiseren uit een tekst die niet vooraf is gespecificeerd, maar het nadeel is dat de kwaliteit van gesynthetiseerde spraak niet vergelijkbaar is met de kwaliteit van natuurlijke spraak (er kunnen vervormingen optreden aan de grenzen van stikelementen). Het is ook erg moeilijk om de intonatiekenmerken van spraak te beheersen, omdat de kenmerken van individuele woorden kunnen veranderen afhankelijk van de context of het type zin.

Dit is echter allemaal in theorie. In de praktijk ondervinden ontwikkelaars van spraaksynthesetechnologie in het huidige ontwikkelingsstadium, ondanks actieve vooruitgang op dit gebied, nog steeds enkele problemen, voornamelijk in verband met de kunstmatigheid van de gesynthetiseerde spraak, het gebrek aan emotionele kleuring daarin en de lage immuniteit voor ruis.

Feit is dat elke gesynthetiseerde spraak in de regel moeilijk voor een persoon waar te nemen is. Dit komt door het feit dat de gaten in de gesynthetiseerde tekst worden opgevuld door het menselijk brein, dat hiervoor extra middelen gebruikt, en een persoon kan normaal gesproken gesynthetiseerde spraak slechts ongeveer 20 minuten waarnemen.

De perceptie van spraak wordt ook beïnvloed door de emotionele kleur ervan. In het geval van gesynthetiseerde spraak is deze afwezig. Hoewel het de moeite waard is om op te merken dat sommige algoritmen het nog steeds mogelijk maken om de emotionele kleur van spraak tot op zekere hoogte te imiteren door de duur van fonemen, pauzes en klankkleurmodulatie te veranderen, maar tot nu toe is hun werk verre van ideaal.

Wat het derde genoemde probleem betreft: lage immuniteit tegen ruis, tonen experimenten aan dat de perceptie van gesynthetiseerde tekst wordt verstoord door elk, zelfs de kleinste, externe ruis. Dit is opnieuw te wijten aan het feit dat het menselijk brein voor het verwerken van gesynthetiseerde spraak extra centra gebruikt die niet worden gebruikt bij het waarnemen van natuurlijke spraak.

Aan het einde van dit artikel wil ik enkele voorbeelden geven van bestaande spraaksynthesizers.

Iedereen kent de zogenaamde "readers" - programma's voor het gemakkelijker lezen van tekst van de monitor. Velen van ons gebruiken spraaksyntheseprogramma's om tekst in te spreken, bijvoorbeeld Balabolka en Govorilka.

Om ervoor te zorgen dat dergelijke programma's teksten kunnen lezen, moet u ook de SAPI-bibliotheek (Speech API) en stemengines installeren. De meest voorkomende zijn twee versies van de Speech API: SAPI4 en SAPI5. Beide bibliotheken kunnen op dezelfde computer worden uitgevoerd. Op de besturingssystemen Windows XP, Windows Vista en Windows 7 zijn al SAPI5-bibliotheken geïnstalleerd.

Naast e-readers zijn schermtoegangsprogramma's gebruikelijk. Voorbeelden van dergelijke programma's zijn:

MAAGD 4. Het programma is gemaakt voor comfortabel werken van blinde en slechtziende gebruikers met Windows. Hiermee kunt u de informatie selecteren die met uw stem wordt uitgesproken en de informatie die op de brailleleesregel wordt weergegeven. Voor visueel gehandicapte gebruikers is het Galileo-schermvergrotingssysteem beschikbaar.

Cobra 9.1 maakt het werken met Windows ook eenvoudiger voor blinde en slechtziende gebruikers. Dit programma kan informatie van een computermonitor weergeven met behulp van spraak, een brailleleesregel en heeft een schermvergrotingsfunctie.