
碘是生命所需的重要元素。它以其在人類以及所有脊椎動物中甲狀腺激素的產生中所發揮的至關重要作用而聞名。碘缺乏會導致嚴重的健康問題,包括甲狀腺腫(甲狀腺擴大),智力殘疾和克抗激素。
作為純元素,碘是一種有光澤的紫色非金屬,在標準條件下是固體的。它很容易昇華(從固體變為氣態,同時繞過液體形式),並散發出紫色的蒸氣。儘管從技術上講是一種非金屬,但它具有一些金屬品質。
碘被歸類為鹵素 - 一個非常反應性元件(元素週期表上的第17組)的子集,該元素是化合物而不是純元素。其他鹵素包括氟(F),氯(Cl),溴(BR)和砈(在)。鹵素一詞的意思是“產生鹽的生產”。當這些元素與金屬反應時,它們會產生多種鹽,例如氟化鈣,氯化鈉(普通的含水鹽),溴化銀和碘化鉀。
碘是鹵素的反應性最低,也是最大的電陽性,這意味著它傾向於失去電子並在化學反應期間形成陽性離子。它也是穩定的滷素中最重和最少的。有30個已知的碘同位素,但只有一種自然存在(I-127)。
碘具有多種商業應用,可以在各種藥品,消毒劑,墨水和染料,催化劑,攝影化學物質和動物飼料補充劑中找到。它在醫學中起著特別重要的作用。例如,碘化合物通常用作滅菌和傷口清潔溶液,以及成像技術中的內部對比劑,例如計算機斷層掃描(CT)掃描,放射線攝影和熒光鏡檢查。放射性同位素碘131也用於治療甲狀腺中的癌症。
跟踪元素
根據該地球質量的約99.6%是32個化學元素的混合物。世界碘協會(WIA)。剩餘的0.4%分配在64個要素之間 - 所有這些都在痕量中。就豐度而言,碘是第61個元素,不僅使它成為地球上最不豐富的非金屬元素之一,而且是生命所需的最稀有元素之一。
儘管碘並不是特別豐富,但幾乎到處都可以找到它:水,土壤,岩石,植物,動物和人類。海水是碘的最大儲備,持有約3450萬噸。但是濃度太低 - 平均每十億(PPB)50至60個零件 - 直接提取是不可行的。河流含有較少的碘,大約5 ppb。Lenntech水處理解決方案丹麥。
世界上大多數工業碘都是從日本的鹽水(鹽中強烈飽和)獲得的,以及來自智利北部阿塔卡馬沙漠中開采的卡利希礦石。在美國,碘來自俄克拉荷馬州北部的深井鹽水。
只是事實
- 原子數(核中的質子數):53
- 原子符號(在元素的周期表上):i
- 原子重量(原子的平均質量):126.90447
- 密度:每立方厘米4.93克
- 室溫的階段:固體
- 熔點:236.7華氏度(113.7攝氏度)
- 沸點:363.9 F(184.4 C)
- 同位素的數量(具有不同數量中子的同一元素的原子):37已知的同位素;一個穩定(I-127)
歷史
法國化學家伯納德·考托瓦(Bernard Courtois)在拿破崙戰爭中意外地發現了碘。考托瓦(Courtois)正在幫助他的父親生產鹹菜,這是當時需求量很大的強烈需求的重要組成部分。最初,他一直在使用木灰作為製造鹽蛋白所需的硝酸鉀來源。但是,由於木灰的短缺,他開始使用海藻。為了將鈉和鉀提取物與海藻隔離,Coutois會燃燒海藻並用水洗灰。然後,加入硫酸以消除剩餘的廢物。在一次加入過多的硫酸後,Courois注意到了紫羅蘭色的氣體。然後,他發現蒸氣會凝結成冷表面上的深紫色晶體。
當時,考托瓦人沒有意識到他已經發現了碘,但他懷疑這可能是一個新元素。他向其他科學家提供了一些樣本,以繼續研究,他們最終確認這確實是一個新元素。給了這個名字碘(來自希臘ioeidēs,意思是“紫色”)法國化學家約瑟夫·路易斯·蓋伊·盧薩克(Joseph Louis Gay-Lussac)。
儘管考托瓦(Courois)不是那個命名的人,但他後來被公認為是第一個隔離碘的人。 1831年,他因其工作而獲得了皇家科學院的蒙蒂恩獎,但不幸的是,他從未從發現中獲得任何經濟利益。
誰知道?
- 1924年在密歇根州出售了第一個碘鹽鹽。在此之前,居住在沿海地區的大多數人仍然只有在海洋和沿海土壤附近而獲得了很多碘。然而,居住在內陸的人們通常缺乏碘,導致甲狀腺腫的發生率更高。一旦建立了碘不足與甲狀腺腫之間的聯繫,公共衛生官員就開始尋找減輕問題的方法 - 最終導致碘鹽。
- 碘是澱粉的良好測試,因為它與之接觸時會變成深藍色。
- 攝影是碘的第一個商業用途。 1839年,路易斯·達吉爾(Louis Daguerre)在薄金屬上發明了一種生產名為daguerreotypes的圖像的方法。
- 由於碘缺乏,甚至動物也可以發展山雀。很少見到狗,牛,山羊,鳥類和魚類。
- 碘是核輻射的組成部分,核輻射是核爆炸後從天上掉落的殘留放射性物質。放射性區域中的人們有吸入或攝入碘的危險,這在大劑量上劇毒。
甲狀腺健康
碘是甲狀腺激素甲狀腺素所必需的(t4)和三碘甲醇(t3)。 t4和t3每個分子分別包含四個和三個原子。這些激素對人類健康至關重要,因為它們控制了整個身體的能量的產生和利用。碘的缺乏會導致這些激素的產生降低,並可能導致甲狀腺腫和/或輕度至重度智力障礙。在非常嚴重的孕婦碘缺乏症的情況下,嬰兒可以出生先天性甲狀腺功能減退症(或克雷抗激素,現在被認為是貶義的術語),這是一種嚴重阻礙身體和心理髮育的疾病。
總體而言,碘不足會影響全球約20億人,是世界發展中心的主要預防原因突觸,澳大利亞腦損傷組織。據Synapse稱,印度的健康狀況最高,有5億人患有缺乏症,甲狀腺腫5400萬,有200萬人來自甲狀腺功能減退症。
美國建議每天每天攝入成人150微克(MCG),孕婦和護理婦女的數量約為兩倍。海蔬菜和動物,尤其是海藻(Wakame和Kelp),扇貝,蝦和鱈魚的碘濃度最高,但碘也來自陸基食品,例如在富含碘的土壤中生長的植物,或者只要奶牛和雞肉在飲食中有足夠的碘。
由於僅需要少量碘,因此獲得過多的碘也可能導致健康問題。根據每天消費大量富含碘的食物,特別是海帶和瓦卡梅的食物,應確保每天的總攝入量不會超過美國國家科學院每天1,100微克(對於成人19歲及以上)建立的可容忍的上限(UL)。世界上最健康的食物(WHF)。
碘鹽
美國病理學家戴維·馬林(David Marine)因將碘倒入鹽而滾動而受到讚譽。 1905年,在克利夫蘭(Cleveland)擔任新醫生的第一天,海軍陸戰隊(Marine)立即被多少人,甚至是狗都散發出腫脹的脖子,這表明甲蟲具有廣泛的問題。實際上,這種情況變得如此普遍,以至於從落基山脈到大湖區到紐約西部的大片土地被稱為“甲蟲帶”。
在探索了一些假設並空手而歸之後,海軍陸戰隊開始嘗試碘補充劑。他通過在俄亥俄州阿克倫(Akron)的2,000名健康(無甘田)學生的碘給2,000名健康(無甘田)學生提供了小劑量的碘劑量,從而進行了有史以來最早的大規模人類實驗之一。由2,000名健康學生組成的對照組沒有得到任何碘的貢獻,但仍受到密切監測。
結果令人震驚。在接受碘的2,000人中,只有5個最終患有甲狀腺狀況,而對照組中有475個人。
儘管當時有一些現有的研究將碘與甲狀腺聯繫起來,但海洋陸戰隊最終確定碘確實是生命的基本要素,而在缺席的情況下,碘可能會導致嚴重的健康問題。海軍陸戰隊的重要發現導致1924年在美國出售的第一個碘鹽。引入後不久,碘鹽很大程度上消除了廣泛的甲狀腺腫。
其他資源