书城科普诱人的海洋
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第38章 “世界上最难捉摸的元素”——大海“捞”碘

小问号

人类对碘和盐的需要就像对空气和淡水的需要。几十年来,联合国儿童基金会、世界卫生组织等国际组织一直致力于在全世界范围推动碘盐的食用(尽管目前对是否食用加碘盐有不同的争议)。我国政府也努力在全国开展全民坚持食用碘盐活动,并将每年的5月15日定为“防治碘缺乏病日”。现在,我国已成为世界上控制碘缺乏危险成就最大的国家。坚持吃碘盐就会纠正因缺碘引起的疲乏无力、记忆力衰退、生理功能减退等现象。食用合格的碘盐,吃进去的碘量足以满足身体的需要。碘盐是我们生活中无可替代的重要物质。那么,人类是怎样发现了碘?它是一种什么样的物质,为什么称它是“世界上最难捉摸的元素”?

我们对碘太熟悉了,医生用含碘的酒精溶液来杀菌消毒,化学老师爱做碘酒涂在马铃薯上的实验,观察它出现蓝色斑点的过程,养生专家们提醒大家注意碘的吸入量,防止因缺碘而影响身体健康……虽然我们早已知道碘这种物质的重要性,但是真正发现它并了解它的特性还是一百多年前的事情。

1811年,法国化学家库尔特瓦(1777~1838)从第戌学院毕业后,来到父亲经营的硝石工厂工作。他经常会到第戌学院附近的诺曼底海岸的浅滩上游玩。当春天风浪大作的时候,海生植物受到海浪和潮水的冲击,会漂浮到浅滩上。在退潮的时候,经营硝石工厂的库尔瓦特经常到那里采集黑角菜、昆布和其他藻类植物。回家后,把这些采集物晒干后烧成灰,再用水浸渍就得到一种溶液,这种溶液经蒸发后可先后结晶出氯化钠、氯化钾和硫酸钾,其中氯化钾可用来生产硝石。

有一天早晨,使库尔特瓦正在他的实验室里做一个实验——将海草烧成灰,把灰泡在水里,再用这些泡灰的水来提取硝石。谁知,一只小猫把盛有浓硫酸的瓶子打翻并流到了盛有海灰水的盆里。这时,奇怪的事情发生了:浸过海草灰的溶液和浓硫酸混合后,竟然发生了一种奇妙的化学反应,升起了一缕缕紫色的烟雾,并散发出一种难闻的气味!这种意外的现象,使库尔特瓦感到异常震惊,更使他吃惊的是:当蒸气在冷的物体上凝结时,并没有变成水珠,而是成了像盐粒一样的晶体,并闪烁着紫黑色的光彩。其实,这就是碘。可是当时库尔特瓦不认识它,只好去请教法国化学家德索尔姆和克莱芒。1813年,德索尔姆和克莱芒这两位化学家,在《库尔特瓦先生从一种碱金属盐中发现新物质》的报告中写道:“从海藻灰所得的溶液中含有一种特别奇异的东西,它很容易提取,方法是将硫酸倾入溶液中,放进曲颈甑内加热,并用导管将曲颈甑的口与彩形器连接。溶液中析出一种黑色有光泽的粉末,加热后,紫色蒸气冉冉上升,蒸气凝结在导管和球形器内,结成片状晶体。”1814年,人们将这一元素定名为“碘”。“碘”,希腊文原意就是“紫色”的意思。

一百多年后,人们对碘才有了正确的认识。从此,碘也成为从海洋藻类中发现的最为奇特、最难捉摸的物质:它是灰色的金属元素,却闪耀着金属般的紫色光泽;它是固态,却不需要经过液态这一过程能够直接升华为气态,成为暗紫色的碘蒸气;它是紫色的,可是含有碘的盐类一般都是白色的,只有碘化银是浅黄色、碘化铜是金色的;它有毒,过多的碘会把人毒死,却能治病杀菌,人缺少了碘又会致病;它是世界上最稀有的元素之一,只占地壳总重量的一千万分之一,却又无处不在,即使最纯净透明的岩石、水晶石、冰洲石等也含有碘原子,甚至空气中、陨石里都能找到它的影子……可是,人们对碘的提取或了解,还是离不开海洋的。

今天,我们只要提到碘这种物质,不少人都会想到海洋。这是因为海洋里含有碘元素最多,也最容易获得。科学家认为,最初的海洋是从地球的大气里得到碘,并把它储存起来的。后来,地球上的河流涌向大海,又把岩石、土壤,包括动植物体内的碘带到了大海里,这样越聚越多,像盐类在海洋里积聚的道理一样,海洋也成了碘的“仓库”。在海洋里的水藻类中就富集着碘,每吨海藻里含有几千克碘,其中每千克海带中含碘量达1000~4000毫克,这是陆生植物或动物体内所没有的。在一些海绵体内碘的含量也很惊人,有的达到8%~10%。一般的海鱼体内也含有一定量的碘,大约每千克的海鱼中约有0.4~30毫克。因此,只要经常食用海带、海鱼等海产品,人体就不会缺碘,更不会患上甲状腺肿大之类的流行病了。

海洋,是水的海洋,也是各种矿物的海洋。当然,它更是碘这种神秘元素的海洋,想一想,哪一种矿物质能不含有碘原子,哪一种海产品能远离碘元素?可见,大海“捞”碘,比大海捞针容易得多,富有成效得多,而且鉴于它的价值,人们还不得不永远“捞”它并快乐着!

“小档案”

碘是人体必须的微量元素,它主要存于靠近喉头的甲状腺里,形成甲状腺素,具有促进新陈代谢和神经、骨骼生长发育的功能。人类大脑发育的关键时期是从胎儿期到3岁以前,如果在这个时期缺碘,就会造成智力损害,而这样的智力损害是不可能被恢复的。一个正常的成年人,每天必须摄取100~200微克的碘才能满足生理需要,每天低于60微克的摄入量就会导致甲状腺素合成受到障碍,使人的新陈代谢发生异常,人的脖子便会肿胀起来,导致患上碘缺乏病。缺碘轻者会出现10%~20%的智力损失。由此可见,碘对人类是多么重要。另外,碘的化合物,如:碘化钾、碘化钠、碘酸盐等,在实验室里是重要的试剂,在食品和医疗上,它们又是重要的养分和药剂。碘的发现和提取,对人类的生活产生了较大影响。