2016年8月21日 星期日

紫色的碘(Iodine)

碘的蒸汽。圖片來源:Wiki

碘(Iodine)的名成源自希臘文 ioeidēs,意為「紫色」(violet or purple),因為碘蒸汽是紫色的,所以約瑟夫·路易·給呂薩克(Joseph-Louis Gay-Lussac,1778-1850)建議將它命名為Iodine。

雖然碘是給呂薩克命名的,但發現碘的人卻不是他,而是貝爾納·庫爾圖瓦(Bernard Courtois,1777-1838)。庫爾圖瓦是個製硝(saltpeter,火藥的必需成分)的人,在拿破崙戰爭時,硝的需求很高,所以他必需要趕工製造。當時在法國製硝需要的碳酸鈉主要是用諾曼地與布列塔尼一帶的海藻燒成灰後,加水溶解來取得。剩下的不溶物則用硫酸來處理掉。1811年,在某一次趕工製造時,庫爾圖瓦加太多硫酸,結果一股紫色的蒸汽冒上來;他注意到這個蒸汽會在冷的表面上形成暗色的結晶。

雖然很想研究,但是庫爾圖瓦沒有經費可以做,於是他把這些結晶給了他的兩個朋友:查爾斯·伯納德·德索爾姆 (Charles Bernard Desormes,1777–1838) 與尼古拉斯·克萊門特 (Nicolas Clément,1779–1841)除此之外,他也寄了一些給給呂薩克以及安德烈-馬里·安培 (André-Marie Ampère,1775–1836)。1813年11月29日,德索爾姆與克萊門特在法國皇家學院(Imperial Institute of France)的公開演講上公佈了庫爾圖瓦的發現。一週後(12月6日),給呂薩克提出他的看法,認為這個物質若不是新的元素,就是某種氧化物;同時他也建議了這個新元素應該叫做 「Iodine」。

前面提到庫爾圖瓦也寄了一些給安培(沒錯,就是那位對電磁學很有心得的安培),而安培把他收到的樣品分了一部份給英國化學家韓福瑞‧戴維(Humphry Davy,1778-1829). 戴維發現這東西的性質跟他之前研究過的氯(chlorine)很像,而且他認為這個物質應該就是一個新元素。於是他在12月10日寄了一封信給英國皇家科學院(Royal Society of London),聲明他發現了一個新元素。也就是因為這樣,後來戴維與給呂薩克為了誰先發現碘吵起來,不過兩個人都認同庫爾圖瓦是第一個分離出碘的人。

碘是人體必需元素中分子量最高的,而在細菌裡面它是必需元素中分子量第一高的(第二高是鎢)。碘有37種同位素,只有碘127是穩定的,其他都相當不穩定。

動物對碘的需求主要是甲狀腺(thyroid gland),甲狀腺製造兩種賀爾蒙,T4與T3,都有碘在裡面。T3含有三個碘原子,T4有四個。腦下垂體(pituitary)分泌甲狀腺刺激素(TSH)刺激甲狀腺,甲狀腺由血液中吸收碘,釋放T3與T4。甲狀腺素的功能主要是調節代謝速率,缺乏甲狀腺素可使代謝速率下降50%,而甲狀腺機能亢進則可能會使代謝速率上昇一倍。甲狀腺素對兩棲類的變態(由蝌蚪到成體)也很重要。近年在大熊貓的研究發現,大熊貓之所以可以以低熱量的竹子為主食,是因為牠們是天生的甲狀腺機能低下的患者,所以基礎代謝率很低。

飲食中缺碘可以引發甲狀腺腫大(goiter,俗稱大脖子病),海藻是碘很好的來源,不過許多國家也都會在食鹽裡面加碘。筆者小的時候,台灣只販售有加碘的食鹽,後來取消了,造成在2013年國健署的調查中發現,國人大約有五成二出現缺碘的現象,大家在飲食上還是要多留意才是。依國人膳食營養素參考攝取量,19歲以上成人每日需要140微克的碘就足夠了,如果使用加碘的食鹽,應該就可以補充一部份的碘了。

參考資料:

Wikipedia. Iodine.

Miscellaneous999。可愛的大熊貓動作慢,原來也是因為代謝慢的緣故

2015/5/20。逾半數台灣人缺碘 長期恐致疲倦、變胖。蘋果日報。(2013年分析6歲以上共1185人的尿液發現,受檢者的尿液碘濃度中位數為每公升96微克,且約5成2民眾尿液碘濃度低於世界衛生組織(WHO)建議的碘濃度下限每公升100微克。)

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