-
acum 200 de ani a existat o cursă pentru a confirma disovery de iod
-
astăzi se poate ajuta pentru a proteja corpurile noastre împotriva radiațiilor daune
în acest an este bicentenarul descoperirii de iod de către Paris saltpetre Producător Bernard Courtois, deși a rămas oficial neînregistrat de aproape doi ani. Din fericire, când detaliile au început să apară târziu în 1813 celebrul chimist Sir Humphry Davy și asistentul său tânărul Michael Faraday se aflau la Paris într-un turneu continental. În ciuda războaielor napoleoniene (1796-1815) dintre Marea Britanie și Franța, li s-au acordat pașapoarte de către Guvernul Francez ca recunoaștere a faimei lui Davy. Jurnalul lui Faraday pentru 1 decembrie citește:
în această zi și în ziua precedentă, Sir H. Davy a făcut multe experimente noi asupra substanței descoperite de M. Courtois … M. Clincent a citit în ultima vreme o lucrare despre aceasta la institut, în care spune că este obținută din cenușa algelor marine prin lixiviere și tratament cu acid sulfuric: el o concepe a fi un nou susținător al arderii.
descoperirea acestei substanțe, în chestiuni atât de comune și presupuse atât de bine cunoscute, trebuie să fie un stimul de nici o forță mică pentru mintea întrebătoare a chimiștilor moderni.1
Sursa: Charles D. Winter / Science Photo Library
descoperire confirmată
Sursa: Georgette DOUWMA/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Faraday descrie anunțul lui Nicolas Clevent către Institutul Francez din 29 noiembrie a descoperirii în alge a unei substanțe curioase cu aspect metalic care conferă o vapori violeți superbi atunci când este încălzit ușor.’Humphry Davy a primit un specimen de acest lucru pe 23 noiembrie, când fizicianul amp Oximtre l-au vizitat cu chimiștii Charles d Oximsormes și ginerele său CL-in-law. A doua zi după intrarea în jurnal a lui Faraday, ziarul oficial le Moniteur a raportat pe ziarul Clcentment. Vestea a fost în cele din urmă.
la cererea Clincent, chimistul francez Joseph Louis Gay-Lussac a studiat, de asemenea, substanța. El s-a adresat Institutului la 6 decembrie, numindu-l iode (din greacă iode, adică culoare violet) și a concluzionat că este un element Analog clorului.2 Humphry Davy ajunsese la aceeași concluzie, dar scrisoarea sa, datată 11 decembrie, a fost citită la Institut la o săptămână după lucrarea lui Gay-Lussac.3 Davy a revendicat prioritate în această descoperire, afirmând în scrisoarea sa că l-a informat pe secretarul Institutului M. Cuvier ‘acum opt zile’ cu privire la concluziile sale. Deși Davy și chimiștii francezi au contestat cine a identificat mai întâi iodul ca element, toți au fost de acord că descoperitorul său a fost Bernard Courtois în 1811.
producția de Salpetre
în timpul tinereții lui Bernard Courtois în Dijon, industria salpetrelor din Franța a suferit multe schimbări. Praful de pușcă, necesar urgent pentru utilizarea în tunuri și muschete, constă din 75% salpetru (nitre, KNO3), care, pentru a fi eficient, trebuia să fie necontaminat de sodiu delicvescent sau azotat de calciu. Până la pierderea Indiei franceze, salpetrul natural fusese importat din subcontinent sau colectat de oficialii salpetrului itinerant din eflorescența bogată în KNO3 care s-a format pe pivniță și pereți stabili. Industria a fost naționalizată în 1775 și salpetru a început să fie produs în nitriari organizați local sau paturi de nitrați. Acestea erau grămezi de materie organică azotată în descompunere (Material animal și vegetal, sol, gunoi de grajd, paie și cenușă de lemn care conțin potasiu (K2 CO3)). Nitriarii erau ținuți sub acoperire, umeziți cu urină și ocazional agitați cu crenguțe, astfel încât aerul să poată pătrunde. După aproximativ un an, paturile au fost udate. Scurgerea conținea nitrat de potasiu puțin solubil, care s-ar cristaliza. Acest lucru a fost repetat anual până când paturile au fost epuizate. Salpetru suplimentar a fost produs din azotat de sodiu și alți nitrați din lichiorurile mamă, cum ar fi calciu și magneziu, prin descompunere dublă folosind săruri de potasiu din cenușă de lemn:
NaNO3 + KCL KNO3 + NaCl
Ca(NO3)2 + K2CO3 CaCO3 + 2kno3
utilizarea varec
o lipsă de cenușă de lemn adecvată pentru producția de salpetru la momentul descoperirii lui Courtois a însemnat că cenușa de alge marine brune (alge) era folosită în schimb. Industria varec a început în Franța în secolul al 18-lea și răspândit rapid în locuri de-a lungul coastelor vestice ale Europei, în special în Scoția, Norvegia și Irlanda. Kelp a fost o sursă principală de sodă (Na2 CO3) pentru sticlă în creștere, săpun, ceramică și industria textilă înainte ca procesul Leblanc să furnizeze sodă ieftină. Acesta a fost tăiat și uscat pe mal, apoi aranjate în gropi scobite-out mochetate cu pietre. Focurile de gorse uscate aprinse peste alge au topit încet masele de alge, care au fost apoi tăiate în blocuri. Algele conțineau KCl, K2 SO4 și sodă (Na2 CO3), pe care Courtois le-a extras la fabrica sa pentru a produce salpetru. După lixiviere (extracție apoasă) a evaporat soluțiile, pentru a produce mai întâi un depozit de clorură de sodiu, apoi sărurile de potasiu și, în final, soda cristalină.
proprietățile iodului determinate de Bernard Courtois5
- la temperaturi obișnuite substanța este un solid metalic negru
- se sublimează dând o vapori violeți la o încălzire ușoară, la 70 CTC
- la căldură roșie nu reacționează cu carbonul sau cu oxigenul
- se modifică la reacția cu hidrogenul și se formează un acid-considerat a fi acid muriatic (HCl). În mod similar cu fosforul
- atacă direct metalele și se combină fără efervescență
- reacționează cu oxizii metalici care formează compuși solubili în apă
- cu amoniac se formează un precipitat care explodează cu un bang când este uscat
descoperirea fortuită a iodului
o scrisoare pe care Humphry Davy a scris-o Societății Regale la 10 decembrie 1813 de la Paris oferă câteva detalii despre modul în care Courtois și-a făcut descoperirea:
această substanță a fost descoperită accidental în urmă cu aproximativ doi ani de M. Courtois. În procesul său de procurare a sifonului din cenușa buruienilor marine, a găsit vasele metalice mult corodate; și în căutarea cauzei acestui efect, a făcut descoperirea. Substanța este obținută din cenușă, după extracția carbonatului de sodă, cu mare facilitate și doar prin acțiunea acidului sulfuric: – când acidul este concentrat, astfel încât să producă multă căldură, substanța apare ca un vapori de o frumoasă culoare violetă, care se condensează în cristale având culoarea și luciul plumbago. 4
coroziunea din vase s-a datorat sărurilor sulfuroase și a altor săruri rămase în lichiorurile mamă. Când observantul Courtois a investigat acest lucru, el a folosit acid sulfuric și a observat vaporii violeți de iod care se ridicau din ioduri de sodiu și potasiu în reziduul:
2NaI + 2h2so4 i2 + Na2SO4 + SO2 +2H2O
a studiat el însuși această substanță foarte interesantă înainte de a cere chimiștilor Cl Inktiment și D Inktsormes să continue activitatea datorită cerințelor afacerii sale de salpetru. Alți oameni de știință au urmat curând studiile geniale ale lui Gay-Lussac și Davy asupra noului element. În scurt timp, chimia generală a iodului și a compușilor săi era bine cunoscută. În urma cercetărilor din anii 1820, iodul a devenit apreciat pentru proprietățile sale medicinale și acest lucru a dus la Institutul francez care și-a onorat descoperitorul, Bernard Courtois, cu un premiu în 1831.
aplicații medicale
nu au existat utilizări imediat evidente pentru acest element. Aplicațiile sale în fotografie și coloranți datează din ultimii ani ai secolului al 19-lea. Cu toate acestea, a fost adoptat în curând de unii medici, iar în 1835 a fost prescris, sperăm, mai degrabă decât științific, pentru
-
diverse forme de scrofula (o boală de piele, adesea cauzată de tuberculoză)
-
hidropizie ovariană (umflarea abdomenului legată de cancerul ovarian avansat)
-
stricturi ale uretrei
-
hipertrofie a uretrei inima și mammae (adică sânii)
-
obstrucția tuburilor Eustachian
și într-adevăr multe alte condiții. Niciuna dintre acestea nu a rezistat testului timpului.
au existat trei indicii în care a fost eficient, ceea ce a dus la utilizarea sa pe scară largă în secolul al 19-lea: în uciderea germenilor; în tratarea gușei; și în ameliorarea unor simptome ale sifilisului.
ca dezinfectant
‘germenii’ au devenit proeminenți la începutul anilor 1860 în urma lucrărilor lui Louis Pasteur și mai târziu, Joseph Lister. Ultimul chirurg a folosit soluția de fenol pentru a steriliza pielea, instrumentele și pansamentele, reducând semnificativ morbiditatea și mortalitatea postoperatorie cauzate de infecție.6 acest succes a determinat căutarea altor antiseptice.
tinctura de iod (o soluție de 2-3% din elementul din alcool) a fost utilizată înainte de descoperirea lui Lister pentru a încetini putrefacția cărnii, dar a fost costisitoare în comparație cu fenolul. Cu toate acestea, a fost folosit pentru sterilizarea suturilor chirurgicale (fire de mătase utilizate pentru coaserea rănilor) din aproximativ 1870. Cheltuielile sale relative nu au împiedicat-o să devină populară în cutiile de medicină de origine, unde a fost turnată pe răni în speranța de a preveni infecția. Durerea intensă pe care a provocat-o a convins probabil pacientul nefericit că se face bine. Într-adevăr, curățarea țesuturilor cu apă și săpun ar fi servit la fel de bine. Iodul ucide cu siguranță bacteriile din eprubete. Pe rănile deschise distruge și țesuturile sănătoase și, probabil, întârzie vindecarea în general (și crește formarea țesutului cicatricial). Astăzi tinctura este cel mai frecvent utilizată pentru sterilizarea de urgență a apei potabile.
Sursa: Wikipedia/MATTES
succesorul său, povidona, este un complex stabil de polivinilpirolidonă și iod elementar. Acest lucru eliberează iodul foarte încet, reducând iritarea pielii (și înțepături!). Este utilizat în curățarea pre-și post-operatorie a pielii, pentru tratamentul și prevenirea infecțiilor la răni, ulcere, tăieturi și arsuri; și pentru unele infecții oculare și ginecologice. Cu toate acestea, beneficiile sale sunt încă dezbătute.7
pentru a trata goitre
Sursa: Zephyr/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Goitre este o umflare a glandei tiroide la nivelul gâtului. Poate deveni foarte mare și rareori provoacă rău, cu excepția cazului în care este atât de mare încât împiedică înghițirea sau respirația, dar poate fi inestetică. Acesta a fost mai frecvent în Midlands decât regiunile de coastă din Marea Britanie și a fost cunoscut anterior ca ‘Derbyshire neck’.8 tratamentul tradițional, de pe vremea lui Galen (132-200 D.HR.) până în secolul al 19-lea, a fost de a hrăni pacientul cu bureți calcinați, măcinați într-o pulbere. Scriind în 1834, medicul-chimist William Prout și-a amintit că a folosit iod pentru a trata boala la numai trei ani de la anunțarea descoperirii sale. Cu toate acestea, cea mai mare parte a creditului pentru utilizarea iodului și a compușilor săi pentru a trata goitre revine medicului francez Jean-Fran Eccois Coindet, care a folosit independent iodul cam în același timp. Spre deosebire de Prout, el și-a publicat prompt descoperirile (în 1820), care au schimbat practica în lumea occidentală:
a preparatelor de iod, cea a hidriodatului de potasiu (KI), cu o superabundență de iod este cel mai ușor de gestionat și cel care produce cele mai puține accidente. Pentru prepararea sa 36 boabe (2,3 g) de Ki și 10 boabe (0.65 g) de iod se dizolvă într-o uncie (30 cm3) de apă distilată. De la 6 la 10 picături sunt prescrise la început, de trei ori pe zi.9
Coindet a fost conștient de pericolele supradozării și a subliniat importanța monitorizării pacientului în timpul tratamentului. În țările în care această formă de goitre a fost odată endemică, sarea de masă iodată a retrogradat această boală în istorie. Sarea conține până la 77 ppm KI și este utilizată în prezent pe scară largă în SUA, Nepal, Noua Zeelandă și Australia.
iod și sifilis
sifilisul bolii venerice a fost foarte frecvent până la descoperirea Salvarsanului de către Ehrlich , comercializat pentru prima dată în 1910. Boala provoacă multe simptome, inclusiv erupții cutanate, umflături și ulcere dificil de vindecat. Când afectează creierul, provoacă demență, paralizie și moarte. Progresează prin etape, dar uneori se oprește în progresia sa. Acest lucru ar putea da o impresie înșelătoare a succesului terapeutic. Multe remedii au devenit populare, mercurul (aplicat extern ca unguent sau intern ca săruri) fiind cel mai favorizat.10 nu este surprinzător faptul că iodul a fost utilizat în combinație cu mercurul pentru a trata boala. În 1826, proto-iodura (Hg2 I2) și le deuto-iodura de mercure (HgI2) erau prescrise pentru complicațiile scrofulitice ale sifilisului. Cu toate acestea, iodura de potasiu părea mai benefică. Deși nici nu scapă corpul de spirochetele care provoacă boala, nici nu a obținut o vindecare, a avut un efect asupra ulcerelor și pustulelor sifilitice dureroase. În 1848 citim: experimentele Multiplicate stabilesc că preparatele de iod posedă proprietăți valoroase în tratamentul bolilor sifilitice. Iodura de potasiu trebuie preferată tuturor celorlalte preparate. Se aplică mai ales formei pustulare a bolii (și) este specifică în formele terțiare … Acest medicament furnizează o dorință care a fost simțită mult timp de profesie (dar) este îndoielnic dacă este recomandabil să combinați tratamentul cu iod și mercur.10
deși Salvarsanul părea să aibă un efect curativ, în special în stadiile incipiente ale bolii, iodura de potasiu era încă folosită încă din 1935 împotriva leziunilor terțiare ale sifilisului.
tratamentul bolii a fost revoluționat prin introducerea penicilinei la mijlocul anilor 1940. acest lucru a ucis spirochetele, vindecând toate etapele afecțiunii (deși fără a inversa daunele semnificative cauzate organismului în timpul bolii). Cu toate acestea, venereologii au fost inițial reticenți să renunțe la utilizarea KI ca terapie adjuvantă. Deși a recunoscut eficacitatea penicilinei și a arsenicelor, în 1947 Dr.Walsh MacDermott din New York a susținut că iodura de potasiu este încă de valoare în ameliorarea durerii cauzate de circulația arterială coronariană diminuată secundară atreziei sifilitice a orificiilor coronare.
presiunile războiului conduc adesea la progrese tehnologice. Nu a fost așa cu iodul. În timp ce nevoia urgentă de praf de pușcă a dus la utilizarea algei în locul cenușii de lemn, lucrarea chimiștilor englezi și francezi respectați a dus la descoperirea și identificarea sa ca element nou. Transmiterea rapidă a acestor informații în literatura științifică a dus la utilizarea sa medicală eficientă timpurie.
un alt triumf pentru observarea atentă, știința bună și comunicarea eficientă?
preocupări moderne
Nu putem uita că iodul este unul dintre elementele esențiale ale organismului și un constituent al hormonilor tiroxină (un compus tetra-iodo) și tri-iodotironină. Acestea reglează rata metabolismului, afectează creșterea și influențează multe alte sisteme ale corpului. Acestea sunt produse în tiroidă, una dintre cele mai mari glande endocrine din organism.
iodul este absorbit ca ion iodură din alimente precum pește, lapte și sare de masă (la care se adaugă în mod obișnuit iod) și este absorbit preferențial în glanda tiroidă.
cu toate acestea, iodură radioactivă / iod I-131 este unul dintre multele produse de fisiune nucleară, și accidente, cum ar fi cele care implică reactoarele de la Fukushima, Japonia poate elibera acest material în mediu:
I-131 este, de asemenea, absorbit în thryoid, în cazul în care razele X-X pe care le emite pot deteriora ADN-ul celular cauzand mutatii, care, uneori, duce la cancer. Tiroida în curs de dezvoltare a copiilor este considerată a fi mai sensibilă decât cea a adulților.
comprimatele de iodură de potasiu, administrate în cantități obișnuite de 700 de ori, pot reduce acest risc prin saturarea întregii capacități de absorbție a tiroidei. Dacă individul este apoi expus la I-131, foarte puțin din acesta poate fi absorbit și este excretat rapid, protejând împotriva riscului de cancer tiroidian ulterior.
Alan Dronsfield este profesor emerit de istoria științei la Universitatea din Derby. Pat Swain este un cercetător pensionar și profesor de școală. Pete Ellis este profesor de medicină psihologică la Universitatea de Medicină din Otago, Wellington, Noua Zeelandă.