紫色的元素——碘
碘,是法国巴黎的一位药剂师别尔恩加尔特·库尔图阿在1811年从海藻中发现的。纯净的碘,是紫黑色有光泽的片状晶体,它的希腊文的原意,便是“紫色的”意思。
碘是一个很有意思的元素:碘虽然是非金属,但却闪耀着金属般的光泽;碘虽然是固体,却又很易升华,可以不经过液态而直接变为气态。人们常以为碘蒸气是紫红色的,其实不然,这是因为夹杂着空气的摄故,纯净的碘蒸气是深蓝色的。然而,碘的盐类的颜色,大部分倒和食盐一样--都是白色晶体,只有极少数例外,如碘化银是浅黄色,碘化铜闪耀着黄金般的色彩。碘,真是变化多端。
碘在大自然中很少,仅占地壳总重量的一千万分之一。可是,由于碘很易升华,因此到处都有它的足迹:海水中有碘,岩石中有碘,甚至连最纯净的冰洲石、从宇宙空间掉下来的陨石、我们吃的葱、海里的鱼,都有微量的碘。海水中碘含量约为十万分之一,不过,海里倒有许多天然的“碘工厂”--海藻。它们从海水中吸收碘。据测定,在海藻灰中约含有1%的碘。世界上也有一些比较集中的碘矿,含有较多的碘酸钠和过碘酸钠。在智利硝石中,也含有一些碘化物。
碘能微溶于水,但更易溶解于一些有机溶剂。碘溶液的颜色有紫色、红色、褐色、深褐色,颜色越深,表明碘溶解得越多。碘酒,便是碘的酒精溶液,它的颜色那么深,便是因为碘很易溶解于酒精。碘酒能杀菌,常作皮肤消毒剂。涂了碘酒后,黄斑会逐渐消失,那是因为碘升华了,变成了蒸气,散失在空气中。
大量的碘对人来说,是很毒的,碘蒸气会剧烈地刺激眼、鼻粘膜,会使人中毒致死。然而,人却又不能缺乏少量的碘。在成年人体内,大约含有20毫克的碘,而共中约有一半是含在靠近喉头的甲状腺里。甲状腺是人体中很重要的器官,它分泌甲状腺素。一个人每年约分泌3.5克甲状腺素。碘是制造甲状腺素必不可缺的原料。缺少了碘,甲状腺素便不能正常分泌,人的脖子便会肿胀起来,发育不正常,得克山病或厚皮病。平常,人们大都是从海盐中吸取少量碘,因为海盐中总夹杂着少量的碘化钠或碘化钾。在我国西南山区,解放前由于缺少海盐,缺乏碘,有些人患肿脖子病--甲状腺肿大。现在,在这些地方,卫生部门在岩盐中掺入少量碘化物,来消除这些缺碘症。
人们发现,在牛或猪的饲料中,加入少量的碘化物,能促进它们的发育。母鸡经常加喂少量碘化物,可使受精率提高95—99%。
另外,碘还有一个特殊的脾气--它和淀粉会形成一种复杂的蓝色化合物。可不是吗,当你用涂了碘酒的手去拿馒头时,手上立即会出现蓝斑。碘的这一脾气,在分析化学上得到了应用:著名的“碘定量法”,便是利用淀粉溶液来作指示剂。
近年来,我国利用碘和钨的化合物--碘化钨,制成碘钨灯。大家知道,普通的白炽灯泡中的灯丝是用钨做的。通电时,灯丝温度越高,发光效率也越高。但是,温度高了,钨丝就更易挥发,寿命也就缩短。在碘钨灯中,在钨丝上附着一层碘化钨。通电后,当灯丝温度高于1400℃,碘化钨就受热分解,变成碘与钨。钨留在灯丝上,而碘是极易升华的元素,便立即充满整个灯管。当钨丝上的钨受热蒸发,扩散到管壁上,若管壁温度高于200℃,碘即与钨作用生成碘化钨。碘化钨扩散到灯丝,又受热分解,钨粘附于钨丝,而碘又升华到灯管各部分。如此循环不已,使钨丝保持原状,使用寿命很长。碘钨灯具有体积小、光色好、寿命长等优点。一支普通的碘钨灯管,比一支自来水笔还小,很轻便。通电后,射出白炽耀目的光芒。普通照明用的碘钨灯的使用寿命,可达5000小时左右。现在,我国已普遍应用碘钨灯,作为电影摄影、舞台、工厂、建筑物、广场等照明光源。红外线碘钨灯,则用于工厂的加热、烘干操作。另外,高色温碘钨灯则用于电子照相。