Quest’anno è il bicentenario della scoperta di iodio da Parigi salnitro produttore Bernard Courtois, anche se è rimasto ufficialmente registrati per quasi due anni. Fortunatamente, quando i dettagli cominciarono ad emergere alla fine del 1813 il famoso chimico Sir Humphry Davy e il suo assistente il giovane Michael Faraday erano a Parigi per un tour continentale. Nonostante le guerre napoleoniche (1796-1815) tra la Gran Bretagna e la Francia, erano stati concessi passaporti dal governo francese in riconoscimento della fama di Davy. Il diario di Faraday per il 1 ° dicembre recita:

In questo e il giorno precedente Sir H. Davy fece molti nuovi esperimenti sulla sostanza scoperta da
M. Courtois … M. Clément ha recentemente letto un articolo su di esso presso l’Istituto, in cui dice che si ricava dalle ceneri delle alghe mediante lixiviazione e trattamento con acido solforico: lo concepisce come un nuovo sostenitore della combustione.

La scoperta di questa sostanza, in questioni così comuni e supposte così note, deve essere uno stimolo di non poca forza per la mente indagatrice dei chimici moderni.1

la Scoperta è confermata

Faraday descrive l’annuncio di Nicolas Clément all’Istituto francese il 29 novembre della scoperta nel fuco di una sostanza curiosa dall’aspetto metallico che conferisce un superbo vapore violetto quando viene delicatamente riscaldata.”Humphry Davy ne aveva ricevuto un esemplare il 23 novembre, quando il fisico Ampère lo visitò con il chimico Charles Désormes e suo genero Clément. Il giorno dopo l’entrata nel diario di Faraday, il quotidiano ufficiale Le Moniteur ha riferito sul giornale di Clément. La notizia è stata fuori alla fine.

Su richiesta di Clément, anche il chimico francese Joseph Louis Gay-Lussac aveva studiato la sostanza. Si rivolse all’Istituto il 6 dicembre, chiamandolo iode (dal greco iodes, che significa viola-colore) e concluse che era un elemento analogo al cloro.2 Humphry Davy aveva raggiunto la stessa conclusione, ma la sua lettera, datata 11 dicembre, è stata letta presso l’Istituto una settimana dopo la carta di Gay-Lussac.3 Davy ha rivendicato la precedenza in questa scoperta, affermando nella sua lettera di aver informato il segretario dell’Istituto M. Cuvier “otto giorni fa” delle sue conclusioni. Sebbene Davy e i chimici francesi contestassero chi avesse identificato per primo lo iodio come elemento, tutti concordarono sul fatto che il suo scopritore fosse Bernard Courtois nel 1811.

Produzione di salnitro

Durante la giovinezza di Bernard Courtois a Digione, l’industria del salnitro in Francia subì molti cambiamenti. La polvere da sparo, urgentemente necessaria per l’uso in cannoni e moschetti, è costituita dal 75% di salnitro (nitro, KNO3) che, per essere efficace, doveva essere incontaminato dal nitrato di sodio o di calcio deliquescente. Fino alla perdita dell’India francese, il salnitro naturale era stato importato dal subcontinente o raccolto da funzionari di salnitro itineranti dalle efflorescenze ricche di KNO3 che si formavano sulle pareti della cantina e della stalla. L’industria fu nazionalizzata nel 1775 e il salnitro cominciò a essere prodotto in nitrari o letti di nitro organizzati localmente. Si trattava di cumuli di materia organica azotata in decomposizione (materiale animale e vegetale, terreno, letame, paglia e ceneri di legno contenenti potassio (K2 CO3)). I nitriari venivano tenuti al riparo, inumiditi con l’urina e occasionalmente agitati con ramoscelli, in modo che l’aria potesse penetrare. Dopo circa un anno i letti sono stati annaffiati. Il deflusso conteneva nitrato di potassio scarsamente solubile, che si sarebbe cristallizzato. Questo è stato ripetuto ogni anno fino a quando i letti erano esauriti. Ulteriore salnitro è stato prodotto da nitrato di sodio e altri nitrati nei liquori madri, come calcio e magnesio, mediante doppia decomposizione utilizzando sali di potassio da ceneri di legno:

NaNO3 + KCl → KNO3 + NaCl

Ca(NO3)2 + K2CO3 → CaCO3 + 2KNO3

Usando fuco

Una carenza di ceneri di legno adatte per la produzione di salnitro al momento della scoperta di Courtois significava che al suo posto venivano utilizzate ceneri di alghe brune (fuco). L “industria fuco ha avuto inizio in Francia nei primi anni del 18 ° secolo e si diffuse rapidamente in luoghi lungo le coste occidentali d” Europa, in particolare in Scozia, Norvegia e Irlanda. Fuco era una fonte principale di soda (Na2 CO3) per la crescita di vetro, sapone, ceramica e industrie tessili prima del processo Leblanc fornito soda a basso costo. E ‘ stato tagliato e asciugato sulla riva poi disposti in pozzi scavati moquette con pietre. Fuochi di ginestra secca accesi sopra le alghe fusero lentamente le masse di alghe, che furono poi tagliate in blocchi. Il fuco conteneva KCl, K2 SO4 e soda (Na2 CO3), che Courtois estrasse nella sua fabbrica per fabbricare il salnitro. Dopo lixiviation (estrazione acquosa) ha evaporato le soluzioni, per produrre prima un deposito di cloruro di sodio, poi i sali di potassio, e infine, soda cristallina.

Il fortuito ritrovamento di iodio

Una lettera di Humphry Davy ha scritto alla Royal Society il 10 dicembre 1813 da Parigi fornisce alcuni dettagli di come Courtois ha fatto la sua scoperta:

Questa sostanza fu scoperto circa due anni fa
M. Courtois. Nel suo processo per procurarsi la soda dalle ceneri di alghe marine trovò i vasi metallici molto corrosi; e cercando la causa di questo effetto, fece la scoperta. La sostanza è procurato dalle ceneri, dopo l’estrazione di carbonato di soda, con grande facilità, e soltanto con l’azione dell’acido solforico: – quando l’acido è concentrato, in modo da produrre molto calore, la sostanza appare come un vapore di un bellissimo colore viola, che condensa in cristalli di avere il colore e la lucentezza della plumbago. 4

La corrosione nei vasi era dovuta ai sali solforosi e di altro tipo rimasti nelle acque madri. Quando l’osservatore Courtois studiato questo ha utilizzato l’acido solforico e ho notato che la viola vapori di iodio in aumento da gli ioduri di sodio e potassio nel residuo:

2NaI + 2H2SO4 → I2 + Na2SO4 + SO2 +2H2O

Ha studiato questa sostanza molto interessante se stesso prima di chiedere i chimici Clément e Désormes per continuare il lavoro a causa delle esigenze della sua salnitro business. Altri scienziati seguirono presto i brillanti studi di Gay-Lussac e Davy sul nuovo elemento. In poco tempo la chimica generale dello iodio e dei suoi composti era ben nota. A seguito di ricerche nel 1820, lo iodio divenne apprezzato per le sue proprietà medicinali e questo portò l’Istituto francese ad onorare il suo scopritore, Bernard Courtois, con un premio nel 1831.

Applicazioni mediche

Non ci sono stati usi immediatamente evidenti per questo elemento. Le sue applicazioni in fotografia e coloranti risalgono agli ultimi anni del 19 ° secolo. Tuttavia, è stato subito adottato da alcuni medici, e nel 1835 è stato prescritto, speriamo piuttosto che scientificamente, per

• le varie forme di scrofola (una malattia della pelle, spesso causate da tubercolosi)
• ovarico idropisia (gonfiore dell’addome relative al carcinoma ovarico avanzato)
• stenosi dell’uretra
• ipertrofia del cuore e mammae (ie seni)
• ostruzione delle tube di Eustachio

e in effetti molti di più condizioni. Nessuno di questi resistette alla prova del tempo.

C’erano tre indicazioni in cui era efficace, portando al suo uso diffuso nel tardo 19 ° secolo: nell’uccidere i germi; nel trattamento del gozzo; e nell’alleviare alcuni sintomi della sifilide.

Come disinfettante

‘Germi’ divenne prominente nei primi anni 1860 dopo il lavoro di Louis Pasteur e più tardi, Joseph Lister. Quest’ultimo chirurgo ha utilizzato la soluzione di fenolo per sterilizzare la pelle, gli strumenti e le medicazioni, riducendo significativamente la morbilità e la mortalità post-operatoria causate dall’infezione.6 Questo successo ha spinto alla ricerca di altri antisettici.

La tintura di iodio (una soluzione al 2-3% dell’elemento in alcool) era stata usata prima della scoperta di Lister per rallentare la putrefazione della carne, ma era costosa rispetto al fenolo. Tuttavia è stato utilizzato per sterilizzare suture chirurgiche (fili di seta utilizzati per la cucitura di ferite) da circa 1870. La sua spesa relativa non ha impedito che diventasse popolare nei forzieri della medicina domestica, dove è stato versato sulle ferite nella speranza di prevenire l’infezione. L’intenso dolore pungente che causava probabilmente convinse l’infelice paziente che si stava facendo del bene. In verità, pulire i tessuti con acqua e sapone sarebbe servito altrettanto bene. Lo iodio uccide certamente i batteri nelle provette. Sulle ferite aperte distrugge anche i tessuti sani e probabilmente ritarda la guarigione complessiva (e aumenta la formazione di tessuto cicatriziale). Oggi la tintura è più frequentemente utilizzata per la sterilizzazione “di emergenza” dell’acqua potabile.

Il suo successore, Povidone, è un complesso stabile di polivinilpirrolidone e iodio elementare. Questo rilascia il suo iodio molto lentamente, riducendo l’irritazione della pelle (e pungente!). Viene utilizzato nella pulizia pre-e post-operatoria della pelle, per il trattamento e la prevenzione delle infezioni in ferite, ulcere, tagli e ustioni; e per alcune infezioni oculari e ginecologiche. Tuttavia, i suoi benefici sono ancora dibattuti.7

Per trattare il gozzo

Il gozzo è un gonfiore della ghiandola tiroidea nel collo. Può diventare molto grande e raramente provoca danni a meno che non sia così grande da ostacolare la deglutizione o la respirazione, ma può essere sgradevole. Era più comune nelle Midlands rispetto alle regioni costiere del Regno Unito ed era precedentemente noto come’Derbyshire neck’.8 Il trattamento tradizionale, dal tempo di Galeno (132-200 d.C.) fino a ben nel 19 ° secolo, era quello di alimentare le spugne calcinate del paziente, macinate in polvere. Scrivendo nel 1834, il medico-chimico William Prout ricordò di aver usato lo iodio per trattare la malattia solo tre anni dopo che la sua scoperta fu annunciata. Tuttavia, la maggior parte del credito per l’utilizzo di iodio e dei suoi composti per il trattamento del gozzo va al medico francese Jean-François Coindet, che ha usato indipendentemente lo iodio nello stesso periodo. A differenza di Prout, pubblicò prontamente le sue scoperte (nel 1820), che cambiarono la pratica in tutto il mondo occidentale:

Delle preparazioni di iodio, quella dell’idriodato di potassio (KI), con una sovrabbondanza di iodio è la più gestibile e quella che produce meno incidenti. Per la sua preparazione 36 grani (2,3 g) del KI e 10 grani (0.65 g) di iodio vengono sciolti in un’oncia (30 cm3) di acqua distillata. Da 6 a 10 gocce vengono prescritte all’inizio, tre volte al giorno.9

Coindet era consapevole dei pericoli di un eccessivo dosaggio e sottolineava l’importanza di monitorare il paziente durante il trattamento. Nei paesi in cui questa forma di gozzo era una volta endemica, il sale da cucina iodato ha relegato questa malattia alla storia. Il sale contiene fino a 77 ppm KI, ed è attualmente ampiamente utilizzato negli Stati Uniti, Nepal, Nuova Zelanda e Australia.

Iodio e sifilide

La sifilide della malattia venerea era molto comune fino alla scoperta di Ehrlich del Salvarsan , commercializzato per la prima volta nel 1910. La malattia causa molti sintomi, tra cui eruzioni cutanee, gonfiori e ulcere difficili da guarire. Quando colpisce il cervello, provoca demenza, paralisi e morte. Progredisce attraverso fasi, ma a volte si ferma nella sua progressione. Ciò potrebbe dare un’impressione fuorviante del successo terapeutico. Molti rimedi divennero popolari, con il mercurio (applicato esternamente come unguento o internamente come suoi sali) che era il più favorito.10 Non sorprende che lo iodio sia stato usato in combinazione con il mercurio per trattare la malattia. Nel 1826 “proto-iodure (Hg2 I2) et le deuto-iodure de mercure (HgI2) “venivano prescritti per le complicanze’ scrofulitiche ‘della sifilide. Tuttavia era ioduro di potassio che sembrava di più beneficio. Sebbene non abbia liberato il corpo dalle spirochete che causano la malattia né raggiunto una “cura”, ha avuto qualche effetto sulle dolorose ulcere sifilitiche e sulle pustole. Nel 1848 leggiamo:

Esperimenti moltiplicati stabiliscono che i preparati di iodio possiedono proprietà preziose nel trattamento delle malattie sifilitiche. Lo ioduro di potassio è da preferire a tutti gli altri preparati. È più particolarmente applicabile alla forma pustolosa della malattia (e) è specifico nelle forme terziarie … Questo medicinale fornisce un bisogno che è stato a lungo sentito dalla professione (ma) è dubbio che sia consigliabile combinare il trattamento con iodio e mercurio.10

Sebbene il Salvarsan sembrasse avere un effetto curativo, in particolare sulle prime fasi della malattia, lo ioduro di potassio veniva ancora usato fino al 1935 contro le “lesioni terziarie della sifilide”.

Il trattamento della malattia è stato rivoluzionato dall’introduzione della penicillina a metà degli anni 1940. Questo ha ucciso le spirochete, curando tutte le fasi della condizione (anche se senza invertire il danno significativo causato al corpo durante la malattia). Tuttavia, i venereologi erano inizialmente riluttanti a rinunciare all’uso del KI come terapia aggiuntiva. Pur riconoscendo l’efficacia della penicillina e ‘gli arsenicali’, nel 1947 il dottor Walsh MacDermott di New York ha affermato che lo ioduro di potassio era ancora di valore nel ‘alleviare il dolore causato dalla diminuita circolazione arteriosa coronarica secondaria all’atresia sifilitica degli orifizi coronarici’.

Le pressioni della guerra spesso guidano i progressi tecnologici. Questo non era così con lo iodio. Mentre l’urgente bisogno di polvere da sparo ha portato all’uso di alghe al posto della cenere di legno, è stato il lavoro di rispettati chimici inglesi e francesi che ha portato alla sua scoperta e identificazione come nuovo elemento. È stata la rapida trasmissione di queste informazioni nella letteratura scientifica che ha portato al suo precoce uso medico efficace.

Un altro trionfo per l’osservazione riflessiva, buona scienza e comunicazione efficace?

Alan Dronsfield è professore emerito di storia della scienza presso l’Università di Derby. Pat Swain è un ricercatore in pensione e insegnante di scuola. Pete Ellis è professore di medicina psicologica presso l’Università di medicina di Otago, Wellington, Nuova Zelanda.

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