källa: Charles D. Winter/Science Photo Library

källa: Faraday beskriver Nicolas Cl Sacriments tillkännagivande till det franska institutet den 29 November om upptäckten i kelp av en nyfiken substans med ett metalliskt utseende som ger en utmärkt violett ånga när den försiktigt värms upp.’Humphry Davy hade fått ett exemplar av detta den 23 November när fysikern amp Birre besökte honom med kemisterna Charles D Birsormes och hans svärson Cl Birment. Dagen efter Faradays journalanteckning rapporterade den officiella tidningen Le Moniteur om CL Asigments papper. Nyheten var äntligen ute.

på begäran av Cl Cl, den franska kemisten Joseph Louis Gay-Lussac hade också studerat ämnet. Han talade till Institutet den 6 December och kallade det iode (från grekiska iodes, vilket betyder violett färg) och drog slutsatsen att det var ett element som var analogt med klor.2 Humphry Davy hade nått samma slutsats men hans brev, daterat 11 December, lästes på institutet en vecka efter Gay-Lussac papper.3 Davy hävdade företräde i denna upptäckt och uppgav i sitt brev att han hade informerat institutets Sekreterare M. Cuvier ’åtta dagar sedan’ om sina slutsatser. Även om Davy och de franska kemisterna ifrågasatte vem som först hade identifierat jod som ett element, var alla överens om att dess upptäckare var Bernard Courtois 1811.

Saltpetreproduktion

under Bernard Courtois ungdom i Dijon genomgick saltpetreindustrin i Frankrike många förändringar. Krut, som snabbt krävs för användning i kanoner och musketer, består av 75% saltpeter (nitre, KNO3), som för att vara effektivt måste vara oförorenat av deliquescent natrium eller kalciumnitrat. Fram till förlusten av franska Indien hade naturlig saltpetre importerats från subkontinenten eller samlats in av resande saltpetre-tjänstemän från den KNO3-rika utflödet som bildades på Källare och stabila väggar. Industrin nationaliserades 1775 och saltpetre började produceras i lokalt organiserade nitriärer eller nitre sängar. Dessa var högar av sönderdelande kvävehaltigt organiskt material (animaliskt och vegetabiliskt material, jord, gödsel, halm och träaska innehållande potash (K2 CO3)). Nitriarierna hölls under skydd, fuktade med urin och ibland agiterade med kvistar, så att luft kunde tränga in. Efter ungefär ett år vattnades sängarna. Avrinningen innehöll sparsamt lösligt kaliumnitrat, vilket skulle kristallisera ut. Detta upprepades årligen tills sängarna var uttömda. Ytterligare saltpetre framställdes av natriumnitrat och andra nitrater i moderluten, såsom kalcium och magnesium, genom dubbel nedbrytning med kaliumsalter från träaska:

NaNO3 + KCl Coric KNO3 + NaCl

Ca(NO3)2 + K2CO3 Coric CaCO3 + 2kno3

med användning av kelp

en brist på lämplig träaska för saltpetreproduktion vid tidpunkten för Courtois upptäckt innebar att aska av brun tång (kelp) användes istället. Kelp industrin började i Frankrike i början av 18th century och spred sig snabbt till platser längs de västra kusterna i Europa, särskilt i Skottland, Norge och Irland. Kelp var en huvudkälla till läsk (Na2 CO3) för den växande glas -, tvål -, keramik-och textilindustrin innan Leblanc-processen gav billig läsk. Det klipptes och torkades på stranden och arrangerades sedan i ihåliga gropar mattor med stenar. Bränder av torr gorse tänd över tången smälte långsamt massorna av kelp, som sedan skars i block. Kelpen innehöll KCl, K2 SO4 och läsk (Na2 CO3), som Courtois extraherade på sin fabrik för att tillverka saltpetre. Efter lixiviation (vattenhaltig extraktion) avdunstade han lösningarna, för att först ge en deponering av natriumklorid, sedan kaliumsalterna och slutligen kristallin soda.

den tillfälliga upptäckten av jod

ett brev Humphry Davy skrev till Royal Society den 10 December 1813 från Paris ger några detaljer om hur Courtois gjorde sin upptäckt:

detta ämne upptäcktes av misstag för ungefär två år sedan av
M. Courtois. I sin process för att skaffa läsk från aska av havsgräs fann han metallkärlen mycket korroderade; och när han letade efter orsaken till denna effekt gjorde han upptäckten. Ämnet anskaffas från askan, efter extraktion av karbonat av soda, med stor anläggning, och endast genom verkan av svavelsyra: – när syran är koncentrerad, för att producera mycket värme, verkar ämnet som en ånga av en vacker violett färg, som kondenserar i kristaller med färg och lyster av plumbago. 4

korrosionen i krukorna berodde på svavelhaltiga och andra salter kvar i moderluten. När den observanta Courtois undersökte detta använde han svavelsyra och märkte den violetta ångan av jod som stiger från jodider av natrium och kalium i återstoden:

2NaI + 2h2so4 Audrey I2 + Na2SO4 + SO2 +2H2O

han studerade detta mycket intressanta ämne själv innan han bad kemisterna Cl-Cl-Cl-och D-ci-Ormer att fortsätta arbetet på grund av kraven från hans saltpetre-verksamhet. Andra forskare följde snart Gay-Lussac och Davys lysande studier om det nya elementet. Inom kort var den allmänna kemin av jod och dess föreningar välkänd. Efter forskning på 1820-talet värderades jod för sina medicinska egenskaper och detta ledde till att det franska institutet hedrade sin upptäckare, Bernard Courtois, med ett pris 1831.

medicinska tillämpningar

det fanns inga omedelbart uppenbara användningar för detta element. Dess tillämpningar inom fotografi och färgämnen är från de senare åren av 19-talet. Men det antogs snart av vissa läkare, och 1835 ordinerades det, förhoppningsvis snarare än vetenskapligt, för

• olika former av scrofula (en hudsjukdom, ofta orsakad av tuberkulos)
• ovarial dropsy (svullnad i buken relaterad till avancerad äggstockscancer)
• urinrörets strikturer
• hypertrofi av urinröret hjärta och mammae (dvs Bröst)
• obstruktion av Eustachian rören

och faktiskt många fler villkor. Ingen av dessa stod tidens test.

det fanns tre indikationer där det var effektivt, vilket ledde till dess utbredda användning under det senare 19th århundradet: att döda bakterier; vid behandling av struma; och för att lindra vissa symtom på syfilis.

som desinfektionsmedel

’bakterier’ blev framträdande i början av 1860-talet efter Louis Pasteurs och senare Joseph Listers arbete. Den senare kirurgen använde fenollösning för att sterilisera hud, instrument och förband, vilket avsevärt minskade postoperativ sjuklighet och dödlighet orsakad av infektion.6 denna framgång ledde till en sökning efter andra antiseptika.

tinktur av jod (en 2-3% lösning av elementet i alkohol) hade använts före listers upptäckt för att bromsa köttets förfall, men det var dyrt jämfört med fenol. Ändå användes det för att sterilisera kirurgiska suturer (silketrådar som användes för att sy sår) från omkring 1870. Dess relativa kostnad hindrade inte att det blev populärt i hemmedicinskistor, där det hälldes på sår i hopp om att förhindra infektion. Den intensiva stickande smärtan som det orsakade övertygade förmodligen den olyckliga patienten om att gott gjordes. I själva verket skulle rengöring av vävnaderna med tvål och vatten ha fungerat lika bra. Jod dödar verkligen bakterier i provrör. På öppna sår förstör det också friska vävnader och fördröjer förmodligen läkning totalt (och ökar ärrvävnadsbildning). Idag används tinkturen oftast för akut sterilisering av dricksvatten.

dess efterträdare, povidon, är ett stabilt komplex av polyvinylpyrrolidon och elementärt jod. Detta frigör dess jod mycket långsamt, vilket minskar hudirritation (och stickande!). Det används vid pre-och postoperativ hudrengöring, för behandling och förebyggande av infektion i sår, sår, skärsår och brännskador; och för vissa ögon-och gynekologiska infektioner. Men dess fördelar diskuteras fortfarande.7

för att behandla goitre

Goitre är en svullnad i sköldkörteln i nacken. Det kan bli mycket stort och orsakar sällan skada om det inte är så stort att det hindrar att svälja eller andas, men kan vara ful. Det var vanligare i Midlands än kustregionerna i Storbritannien och var tidigare känd som ’Derbyshire neck’.8 den traditionella behandlingen, från tiden för Galen (132-200 e. Kr.) fram till långt in på 19-talet, var att mata patienten kalcinerade svampar, malda till ett pulver. Skriva 1834, läkare-kemisten William Prout erinrade om att han hade använt jod för att behandla sjukdomen bara tre år efter upptäckten tillkännagavs. Men det mesta av krediten för att använda jod och dess föreningar för att behandla goitre går till den franska läkaren Jean-Fran Cikhois Coindet, som självständigt använde jod vid ungefär samma tid. Till skillnad från Prout publicerade han snabbt sina resultat (1820), som förändrade praxis över hela västvärlden:

av jodberedningarna, det av hydriodat av potash (KI), med en överflöd av jod är den mest hanterbara, och den som producerar minst olyckor. För dess beredning 36 korn (2,3 g) av KI och 10 korn (0.65 g) jod löses i ett uns (30 cm3) destillerat vatten. Från 6 till 10 droppar ordineras först, tre gånger om dagen.9

Coindet var medveten om farorna med överdosering och betonade vikten av att övervaka patienten under behandlingen. I länder där denna form av goitre en gång var endemisk har jodiserande bordsalt förflyttat denna sjukdom till historien. Saltet innehåller upp till 77 ppm KI, och används för närvarande i stor utsträckning i USA, Nepal, Nya Zeeland och Australien.

jod och syfilis

den venerala sjukdomen syfilis var mycket vanlig tills Ehrlichs upptäckt av Salvarsan, först marknadsförd 1910. Sjukdomen orsakar många symtom, inklusive utslag, svullnader och svåra att läka sår. När det påverkar hjärnan orsakar det demens, förlamning och död. Det fortskrider genom steg, men ibland pausar i sin progression. Detta kan ge ett vilseledande intryck av terapeutisk framgång. Många lösningar blev populära, med kvicksilver (applicerat externt som en salva eller internt som dess salter) som den mest gynnade.10 Det är inte förvånande att jod användes i kombination med kvicksilver för att behandla sjukdomen. År 1826′ proto-iodure (Hg2 I2) et le deuto-iodure de mercure (HgI2) ’ordinerades för’ scrofulitic ’ komplikationer av syfilis. Men det var kaliumjodid som verkade mer fördelaktigt. Även om det varken befria kroppen av spiroketer som orsakar sjukdomen eller uppnått en ’botemedel’, det hade någon effekt på de plågsamma syfilitiska sår och pustler. 1848 läste vi:

multiplicerade experiment visar att preparaten av jod har värdefulla egenskaper vid behandling av syfilitiska sjukdomar. Kaliumjodiden är att föredra framför alla andra preparat. Det är mer särskilt tillämpligt på den pustulära formen av sjukdomen (och) är specifik i tertiära former … Detta läkemedel ger ett behov som länge kändes av yrket (men) det är tveksamt om det är lämpligt att kombinera jod-och kvicksilverbehandlingen.10

Även om Salvarsan tycktes ha en botande effekt, särskilt på de tidiga stadierna av sjukdomen, användes kaliumjodid fortfarande så sent som 1935 mot de tertiära lesionerna av syfilis.

behandling av sjukdomen revolutionerades genom införandet av penicillin i mitten av 1940-talet. detta dödade spirocheterna och botade alla stadier av tillståndet (men utan att vända den betydande skada som kroppen orsakade under sjukdomen). Ändå var venereologer initialt ovilliga att ge upp att använda KI som tilläggsbehandling. Samtidigt som han erkände effektiviteten av penicillin och arsenikerna hävdade Dr Walsh MacDermott i New York 1947 att kaliumjodid fortfarande var av värde för att lindra smärtan orsakad av minskad kranskärlcirkulation sekundär till syfilitisk atresi i koronaröppningarna. trycket från krigföring driver ofta tekniska framsteg. Detta var inte så med jod. Medan det akuta behovet av krut ledde till att kelp användes istället för träaska, var det arbete av respekterade engelska och franska kemister som ledde till upptäckten och identifieringen som ett nytt element. Det var den snabba överföringen av denna information i den vetenskapliga litteraturen som ledde till dess tidiga effektiva medicinska användning.

en annan triumf för tankeväckande observation, god vetenskap och effektiv kommunikation?

Alan Dronsfield är emeritus professor i vetenskapshistoria vid University of Derby. Pat Swain är en pensionerad forskare och skollärare. Pete Ellis är professor i psykologisk medicin vid medicine University of Otago, Wellington, Nya Zeeland.

vidare läsning