096+ [趣知]關於碘的製作與用途

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  【1】關於碘的發現。

  拿破崙戰爭期間,法國因海上封鎖導致硝石(硝酸鉀,黑火藥核心成分)進口斷供,為替代短缺的木灰鉀源,開始大規模使用諾曼第、布列塔尼沿海的海藻灰提取鉀鹽,用於合成硝酸鉀。

  在這個大背景下,1811年,法國硝石生產商庫爾圖瓦當時正在實驗提取硝石,需要用硫酸處理海藻灰,不小心加多了硫酸,接著注意到了升起絢麗的紫羅蘭色蒸氣,從而發現了碘。

  其中一個被廣為流傳的是虛構軼聞,是他養的貓不小心打翻了瓶子,從而有了這個偉大的發現。(哈基米又立大功啦!)

  但實際更大的可能是單純的手抖了,倒多了......233

  庫爾圖瓦最初誤以為這是一種新的氧化物,後續是蓋-呂薩克確認其為新元素並命名為「iode(碘)」(詞根為紫色的)

  【2】海藻制碘法的發展與淘汰

  庫爾圖瓦發現碘之後,海藻灰制碘法迅速成為19世紀早期提取碘的主要工業手段。

  即使後面,勒布朗制鹼法(以食鹽為原料人工合成碳酸鈉)實現工業化普及,廉價的人工鹼徹底取代了海藻灰的鹼業價值。

  但得益於碘的發現,以及醫藥、攝影(碘化銀)等新領域對碘的需求爆發,海藻灰產業並未消亡,轉而成為全球碘的主要商業來源。

  然而好景不長,19世紀60年代智利發現巨大硝石礦藏,其伴生的碘酸鈉讓制碘成本斷崖式下降,海藻灰法因成本高、產量低而被淘汰,這也是工業史上「天然資源替代手工業和生物原料」的經典案例。

  PS:智利硝石提碘技術作者估計會放到下下卷吧,

  勒布朗制鹼法則大概是下一卷?

  【3】澱粉遇碘顯色原理的歷史和應用

  1814年,法國化學家蓋-呂薩克和德國化學家斯特羅邁爾先後發現碘遇澱粉會變藍,一時間成為化學界的奇妙談資。

  這項反應很快從實驗室走向生活。

  食品檢驗員用它檢測香腸是否摻了麵粉。(兄弟,你這貨不純啊,良心大大滴壞了)

  偽造文書調查員用它識破澱粉漿處理的假舊紙。

  偵探小說里它甚至成了驗毒工具,國王被毒殺,御廚聲稱死者吃了木薯粉,一小滴碘液滴在嘔吐物上,藍色綻放,謊言不攻自破。

  甚至其在二戰期間被間諜用作澱粉溶液加密寫信的顯影劑,碘蒸氣一熏,字跡便顯露無遺。

  PS:蓋-呂薩克大佬的發明會涉及挺多,比如接下來的硫酸工業部分。

  【4】澱粉遇碘顯色原理的本質

  某種意義上,澱粉遇碘顯色更像一個「物理反應」而非化學變化。(實際屬於超分子絡合範疇)

  直鏈澱粉的分子鏈呈左手螺旋結構,內部空腔的尺寸恰好可以容納由碘單質與碘離子形成的三碘陰離子進入,進而形成穩定的有色絡合物,因為電荷轉移導致吸收光譜落在可見光區,從而呈現藍色。

  正是因為不涉及共價鍵的斷裂與生成,這個「鎖孔插鑰匙」的過程對澱粉本身的大分子結構幾乎毫無影響,可以正常參加反應,然後解體。

  【5】早期外科消毒神器,碘酒的誕生

  1820年代醫生們已經開始用碘溶液處理傷口,比李斯特的石炭酸消毒術早了整整半個世紀。

  但真正讓碘走上外科神壇的,是後來的碘酒(碘酊)。

  碘對細菌芽孢的殺傷力極強,酒精則負責滲透和快速揮發,這一深棕色液體很快成為戰場急救箱和鄉村診所的標配。

  即使李斯特1867年首創石炭酸消毒,開創了無菌術時代,但石炭酸腐蝕性強、氣味刺鼻,反倒在皮膚消毒領域被碘酒「後來居上」。

  直到今天,「塗碘酒(或碘伏)——等干——再劃刀」仍是小手術里雷打不動的程序。

  PS:想必各位也想到了,碘酒也將是後面『通用化工』的主打產品之一。

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