Top

УМНЫЙ ИОД

Пятьдесят третий элемент периодической таблицы  иод  был открыт двести лет тому назад. Кто именно его открыл – вопрос. Одни считают, что пальма первенства принадлежит французу Бернару Куртуа. Другие говорят: нет, Куртуа всего лишь случайно обнаружил новый элемент, а вот исследовал иод французский ученый – Жозеф-Луи Гей-Люссак. Да что вы, возмущаются третьи, исследованием иода занимался не француз, а англичанин, Хэмфри Дэви…

Настоящий же первооткрыватель пятьдесят третьего элемента никогда не вступал ни в какие споры за приоритет. Иод ему был, что называется, до лампочки. Его интересовали… только мыши!

ЖИЗНЬ ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫХ ИДЕЙ: УМНЫЙ ИОД

На нашей планете основным источником и «поставщиком» иода является Мировой океан. В одном литре морской воды содержится примерно пятьдесят микрограммов этого вещества. В почву, а значит и в растения, иод попадает благодаря круговороту воды в природе. Днём под лучами солнца морская вода испаряется, попадает в атмосферу и выпадает потом вместе с осадками. Чем ближе к океану, тем больше иода в почве.

Много иода также в иодобромных водах, сопутствующих нефтяным месторождениям. Один литр такой буровой воды может содержать до ста миллиграммов иода.

Кстати, иод как раз из буровых вод и добывают. А ещё – из морских водорослей и селитры. Водоросли накапливают иод из морской воды. А в селитру он попадает, благодаря очень сложной пищевой цепочке. Ведь селитра – это многовековые залежи помета морских птиц, которые питались морской рыбой, которая в свою очередь ела морские водоросли, богатые иодом.

Первый в России иодный завод был построен в Екатеринославе – нынешнем украинском Днепропетровске – в 1915 году. Иод получали из золы черноморской водоросли филлофлоры. Не тоннами, конечно. Всего лишь по пятьдесят-шестьдесят килограммов в год.

Иод – жизненно-важный для человека элемент. Он является строительным материалом для гормонов щитовидной железы, которые управляют расходом белков, жиров и углеводов, то есть, обменом веществ в организме. А также регулируют деятельность мозга. Нехватка иода сказывается на росте и развитии организма. Но, прежде всего, влияет на коэффициент интеллекта…

Истории про иод

О целебных свойствах веществ, содержащих иод, было известно ещё в глубокой древности. Китайские целители третьего тысячелетия до нашей эры умели выделять иод из морских губок и водорослей и делать иодную настойку. Этой настойкой они смачивали ткань и прикладывали её к ранам, чтобы те не гноились, быстрее заживали.

В современной истории первым врачом, применившим иодную настойку для лечения ран, был наш великий русский хирург Николай Иванович Пирогов. Это произошло в 1865 году. Но понадобилось еще сорок лет, прежде чем растворы иода стали применяться в хирургии, как антисептические жидкости. И вновь пионерами здесь были русские военные врачи. В 1904 году младший врач 126-го пехотного Рыльского полка Николай Мартынович Филончиков опубликовал работу, в которой призывал: «…обратить внимание всякого хирурга на этот драгоценный препарат… ибо достоинство иода как антисептической жидкости громадно».

Франция, 1811 год

Девятнадцатый век во Франции начался приходом к власти Наполеона первого. Три первых года его правления были мирными. А дальше Франция вступила в череду войн. Наполеоновские войны требовали огромного количества селитры для производства пороха. Индийской селитры, которую традиционно ввозили во Францию, не хватало. Тогда наполеоновское правительство стало закупать селитру в Южной Америке. Но чилийская селитра, в отличие от индийской, была не калиевой, а натриевой.  Она слишком быстро отсыревала и становилась непригодной для производства пороха.

Способ превращения натриевой селитры в калиевую был найден в Испании в 1908 году. Для этого химического процесса использовалась зола, получаемая при сжигании морских водорослей. Франция немедленно взяла этот способ на вооружение. И по всей стране стали возникать предприятия по производству калиевой селитры.

Один из таких небольших заводов находился в городе Дижоне – бывшей столице герцогства Бургундского. Владельца завода звали Бернар Куртуа.

Куртуа родился в 1777 году в семье владельца химической фабрики. Он закончил Политехническую школу в Париже. Работал фармацевтом в военных госпиталях. Занимался исследование опиума. Практически одновременно с немецким фармакологом Фридрихом Сертюнером, а по некоторым источникам и раньше него на три года, выделил из опиума морфин.

После смерти отца Куртуа вернулся в Дижон и унаследовал завод по переработке селитры.

Куртуа был не просто заводчиком, но еще и исследователем. В своей заводской лаборатории он ставил различные химические опыты. Наблюдал, как селитра взаимодействует с разными веществами. Помимо всего прочего Куртуа пытался решить одну техническую проблему, которая очень осложняла жизнь его предприятию.

Дело было в том, что при сжигании морских водорослей выделялось какое-то вещество, которое разъедало железные и медные сосуды. Определить, что это за вещество, у Куртуа никак не получалось.

Однажды Куртуа готовил очередной химический опыт. На его лабораторном столе стояли две колбы: в одной находилась серная кислота, в другой – зола морских водорослей в этиловом спирте. А на плечах у химика сидел… кот. Да-да, самый обычный кот. Его любимиц. Кот повсюду следовал за своим хозяином. Ему разрешалось входить даже в святая святых – лабораторию.

В тот самый день кот внимательно наблюдал за действиями хозяина и вдруг прыгнул прямо на стол, столкнув колбы на пол. Возможно, ему померещилась мышь…

Колбы упали, разбились, их содержимое перемешалось, и в воздух поднялись клубы фиолетового дыма. А потом дым осел на окружающие предметы в виде черных кристалликов с металлическим блеском.

Справка: С точки зрения современной химии этот инцидент можно было бы записать как простую реакцию соединения серной кислоты и иодистой соли щелочного металла, в результате которой происходит выделение свободного иода: Н24 + 2НI = 2Н2О + SО2 + I2

Куртуа предположил, что это неизвестное вещество и есть тот самый искомый вредитель металлических сосудов. Он назвал его «иодэс», что в переводе с греческого означало «фиолетовый» (дословно «фиалкоподобный») и занялся исследованием вещества, похожего одновременно на металл и на уже известный хлор.

Возможности у Куртуа были очень ограниченные, тем не менее, даже в своей плохо оборудованной заводской лаборатории, он выяснил, что новое вещество вступает в реакции с водородом, фосфором и металлами. А с аммиаком образует опасное соединение — иодистый азот NI3 — легко взрывающееся при легком встряхивании и даже просто прикосновении.

О своих наблюдениях и выводах Бернар Куртуа сообщил двум своим дижонским друзьям: химикам Николя Клеману и Шарлю Бернару Дезорму. Он попросил их перепроверить его собственные опыты, а также продолжить исследования. И, если речь идет о научном открытии, опубликовать сообщение в каком-нибудь научном журнале.

Куртуа не претендовал на приоритет. Он не считал себя серьезным учёным. Но ему казалось важным сообщить о новом веществе миру.

Истории про иод

Выдающийся богослов, философ и ученый, священник Павел Адександрович Флоренский начал заниматься исследованием иода в 1934 году в лагере на Соловецких островах, куда его отправили после ареста. Он добывал иод из морских водорослей с помощью уникальных аппаратов, им самим изобретенных и сконструированных из подручных средств. Флоренский считал иод очень действенным лекарством, способным излечить многие болезни. Он же первым разработал органическое соединение иода и молочного белка. Проще говоря, добавлял три-четыре капли спиртового раствора иода в молоко. Много позже ученые обнаружили, что подобное сочетание позволяет восполнить дефицит иода в организме, но при этом не приводит к его переизбытку. Потому что иод отщепляется от молочного белка только под воздействием ферментов печени. А эти ферменты, в свою очередь, вырабатываются только при недостатке иода.

В организме человека содержится примерно 25 мг иода. Большая часть его находится в щитовидной железе. Деятельность щитовидной железы долгое время была непознанной, ей отводилась роль почти мистическая. В древности считали щитовидную железу местом, куда поселяется душа. Быть может, поэтому признаком женской привлекательности считалась округлость, некая припухлость шеи там, где находится щитовидка. Греческие скульпторы, например, изображали богиню плодородия Геру с плавным изгибом шеи. Сегодня же медики ставят ей диагноз — начальная стадия зоба. Такой же изображена и Мария Медичи на полотнах Рубенса.

Франция, 1813 год

Клеман и Дезорм проводили контрольные эксперименты и занимались исследованием нового вещества больше года. Они полностью подтвердили выводы Куртуа.

Первое сообщение о новом загадочном веществе «иодесе» Николя Клеман сделал в Париже в январе 1813 года. В ноябре того же года он вторично выступил перед учёными Парижа. Однако ни одно из его сообщений опубликовано не было.

Тем не менее, в журнале «Анналы химии» за 1813 год сохранилось краткое описание опытов Куртуа. И были приведены совместные выводы Клемана-Дезорма:

«Новое вещество по внешнему виду металл. Его удельный вес около четырех. Металл очень летуч; запах его паров аналогичен запаху хлора. Он сообщает краснобурую окраску бумаге и рукам. Это вещество – не кислота, не щелочь. При нагревании его в закрытой реторте, оно спокойно испаряется, при температуре около 75 градусов по Цельсию кипит под водой, образуя великолепные фиолетовые пары; а когда возгоняется в значительном количество, образует большие блестящие пластинки, никогда, однако, не бывающие массивными. Оно слегка растворяется в воде, лучше в алкоголе и ещё лучше в эфире».

 Осенью 1813 года в Париж приехал всемирно известный учёный, знаменитый химик Хэмфри Дэви. Англичанин. То есть, представитель страны, с которой Франция в тот момент находилась в состоянии войны.

С точки зрения современной истории такое даже представить себе невозможно.

Хэмфри Дэви родился в 1778 году в небольшом городке на юго-западе Англии. Его отец был резчиком по дереву. Когда Хэмфри исполнилось шестнадцать лет, он пошел в ученики к аптекарю. И здесь увлёкся химией.

Профессором химии Лондонского Королевского института Дэви стал в двадцать четыре года. А спустя десять лет был удостоен титула лорда за свои научные работы.

В это же самое время, кстати, он начал писать стихи и вошёл в кружок английских поэтов-романтиков так называемой «озёрной школы».

В том же 1812 году сэр Хэмфри Дэви женился на дальней родственнице Вальтера Скотта – Джейн Эйприс, богатой вдове-аристократке.

Путешествие в Европу задумывалось, как свадебное, но из-за войны отложилось почти на год.

В 1813 году сам Наполеон дал особое разрешение на въезд во Францию сэру  Хэмфри Дэви и его жене леди Джейн.  В поездке Дэви сопровождал его ассистент и личный секретарь Майкл Фарадей.

Фарадей был моложе своего профессора на тринадцать лет. В науку он пришёл очень трудным путем. Сыну лондонского кузнеца «не светили» ни хорошая школа, ни университет. Но и продолжить дело отца он тоже не мог по причине слабого здоровья. Однако Майклу повезло, в тринадцать лет он устроился работать учеником переплётчика. Его хозяин и наставник – французский эмигрант Жорж Рибо — позволял ученику после работы читать переплетённые книги. Поначалу Фарадей читал все подряд, буквально глотал словари и энциклопедии, поэзию и прозу. А потом пристрастился к физике и химии.

Однажды один из клиентов мсье Рибо – член Королевского института в Лондоне мистер Дэне с удивлением обнаружил, что переплётчик с увлечением читает серьезный научный журнал «Химическое обозрение». Мистер Дэне посоветовал юноше послушать несколько публичных лекций знаменитого тогда уже профессора химии Хэмфри Дэви.

Четыре лекции Дэви совершенно перевернули жизнь молодого Фарадея.

«Я желаю совершенно оставить ремесло и поступить на службу науке, которая делает своих поборников настолько же добрыми, насколько ремесло – злыми и себялюбивыми». Из письма Фарадея профессору Дэви.

В своём письме Фарадей попросил также дать ему какую-нибудь, хоть самую ничтожную работу в институте.

Дэви рассказал о просьбе юноши одному своему приятелю. Тот посоветовал: «Вели ему полоскать бутылки. Если он согласится, то из него что-нибудь выйдет, если нет — он ничего не стоит».

Научная карьера бывшего переплётчика и будущего великого английского ученого Майкла Фарадея в самом деле началась с мытья лабораторной посуды. Дэви взял его на работу сначала служителем в лабораторию, потом ассистентом. Но вскоре Фарадей стал личным секретарем профессора Дэви, а в поездке в Европу исполнял ещё и обязанности помощника леди Джейн, жены Дэви.

Дэви планировал пожить в Париже пару месяцев, затем отправиться дальше – в Италию, посетить Сицилию и через Германию вернуться на родину.

«Мы сейчас отправляемся на континент в путешествие с научной целью; оно, я надеюсь, будет приятным для нас и полезным для мира». Из письма Хэмфри Дэви матери

У Дэви и Фарадея была с собой передвижная химическая лаборатория: портативные аппараты, реактивы, лабораторная посуда, образцы некоторых химических веществ, минеральные пробы.

В Париже Дэви и Фарадей встречались с видными французскими учёными: Жоржом Кювье, Александром фон Гумбольдтом, Андре Ампером, Пьером-Симоном Лапласом, Жозефом-Луи Гей-Люссаком. О каждом из них Дэви потом написал в своем дневнике. Это были очень ёмкие и точные характеристики. Про Гей-Люссака он, например, сказал:

«Гей-Люссак – подвижный, быстрый, изобретательный человек с очень активным умом. Я бы поставил его во главе ныне живущих французских химиков».

Николя Клеман, узнав о приезде великого английского химика, попросил своего знакомого Андре Ампера передать Дэви для анализа в его передвижной лаборатории небольшое количество загадочного вещества, выделенного Бернаром Куртуа.

По одной из версий Андре Ампер передал Дэви небольшое количество фиолетовых кристаллов тайно, потому что это открытие держалось в секрете.

По другой версии, академик Ампер с компанией своих коллег пришёл к Дэви на дружескую «профессорскую вечеринку». И там во время застолья рассказал всем присутствующим о новом веществе, разъедающем металлическую посуду, как о курьёзе. Пробирку с этим едким фиолетовым порошком он подарил Дэви в качестве сувенира.

Как только за гостями закрылась дверь, Дэви в нетерпении крикнул: «Фарадей, немедленно готовьте нашу походную лабораторию, я чувствую: нас ждут великие дела

Таинственное вещество английские ученые исследовали несколько дней. Одним из самых удивительных свойств кристаллического порошка было то, что при нагревании он превращался в газ без перехода в жидкое состояние. И взаимодействуя с водородом и кислородом, образовывал кислоту, по свойствам схожую с соляной.

Дэви сразу понял, что они имеют дело с новым химическим элементом. Простым веществом, аналогичным хлору.

О своих выводах Дэви сообщил французским коллегам, назвав новое вещество «иодином», по аналогии с «хлорином».

В январе нового 1914 года Париж, наконец, заговорил о загадочном фиолетовом порошке и об открытии в химии. Вот тут-то и начался скандал.

На Андре Ампера обиделся известный французский химик и физик Гей-Люссак. При этом профессора волновала не столько накипь с котлов завода Куртуа, сколько непатриотичный поступок академика Ампера: отдать французское открытие в руки учёного из враждующей страны!

Гей-Люссак потребовал выделить ему образец порошка для исследований и для опровержения выводов англичанина.

Дэви об этом скандале не знал. Еще двадцать третьего декабря он вместе с женой и своим ассистентом Фарадеем покинул Париж и направился в Италию.

Содержание иода в крови человека зависит от времени года: с сентября по январь концентрация иода в крови снижается, с февраля начинается новый подъем, а в мае – июне иодное зеркало достигает наивысшего уровня. Эти колебания имеют сравнительно небольшую амплитуду, и их причины до сих пор остаются загадкой.

Истории про иод

В 1940 году в одном из Магаданских лагерей заключённый Владимир Онуфриевич Мохнач создал уникальное лекарство, которое спасло жизнь десяткам тысяч узников ГУЛАГа во время эпидемии дизентерии. Доктор Мохнач — бывший директор Дальневосточного филиала Института химии Академии Наук СССР, — называл этот лекарственный препарат, созданный из подручных средств, «иодно-крахмальным комплексом», а заключённые – «чёрной кашей». Это была смесь из картофельных очистков и спиртового раствора иода. Иод здесь выступал как сильное антибактериальное средство, а крахмал снижал его агрессивное и токсичное действие. Смесь крахмала и иода — «синий йод» —  широко применяли в медицинской практике во время Великой Отечественной войны. Выяснилось, что он успешно борется не только с болезнетворными бактериями, но является также противовирусным и антигрибковым препаратом. В 1956 году Владимир Онуфриевич Мохнач вышел на свободу и занялся научным исследованием изобретенной им «чёрной каши». Спустя четыре года был создан препарат «иодинол», который успешно боролся с дизентерией и даже с холерой. Но авторское свидетельство на своё изобретение доктор Мохнач так и не получил.

Париж, 1814 год

Жозеф-Луи Гей-Люссак был ровесником Хэмфри Дэви, он тоже родился в 1778 году, но принадлежал к другому социальному  слою. Его отец был медиком, дед королевским прокурором. Юношеские годы Жозефа-Луи совпали по времени с великой французской революцией, практически уничтожившей его семью: отец был заключен в тюрьму, мать и дед умерли. Жозеф-Луи очутился в пансионе, где рос в условиях крайней нищеты. Тем не менее, он смог, благодаря выдающимся способностям и необыкновенной усидчивости, самостоятельно подготовиться к вступительным экзаменам в Политехническую школу Парижа и блестяще их сдать.

Возможно, он учился в Политехнической школе в одно время с Бернаром Куртуа.

На одаренного студента очень скоро обратил внимание великий французский химик Клод-Луи Бертолле. Он стал наставником Гей-Люссака, его научным руководителем. А в конце жизни завещал своему любимому ученику шпагу пэра Франции. Бертолле не сомневался, что рано или поздно Гей-Люссак войдет в палату пэров.

Своё самое значительное открытие Гей-Люссак сделал в 1808 году, он получил калий и натрий химическим путем. Это открытие стоило ему зрения. Во время одного из опытов с калием произошел взрыв, и ученый получил ожоги обоих глаз. Последствия этой травмы Гей-Люссак продолжал ощущать спустя годы.

В январе 1914-го Гей-Люссак, наконец, получил образец нового вещества и сразу же приступил к его исследованию. В работе ему помогала его жена Жозефина. Гей-Люссак посвятил изучению нового элемента почти два года. Ему, конечно же, очень хотелось доказать, что Хэмфри Дэви был не прав по всем пунктам. Но каждый новый опыт подтверждал выводы англичанина. Иод и в самом деле оказался простым веществом, аналогичным хлору. А кислота, которая образовывалась при соединении иода с кислородом и водородом, в самом деле не была соляной.

В итоге профессор Гей-Люссак публично признал свои ошибки. Кстати, по воспоминанию большинства современников, Гей-Люссак всегда считал своей обязанностью публиковать признания в собственные заблуждениях. Он был чрезвычайно принципиальным человеком и честным учёным.

В 1815 году в журнале «Annales de chimie et de physique» была опубликована обширная работа Гей-Люссака о иоде, в которой, в частности, была обоснована теория водородных кислот.

Гей-Люссак также описал важнейшие соединения иода и установил, что он слабее хлора, хотя они и относятся к одной группе активных металлоидов.

Справка: К группе активных металлоидов или галогенов относятся фтор, хлор, бром, иод и астат. Все они ядовиты и реагируют почти со всеми простыми веществами. Галогены – активные окислители, в природе встречаются только в виде соединений.

Название нового элемента «иод» впервые появилось именно в этой статье Гея-Люссака. И прижилось повсеместно, кроме Англии и США. Там его называют «иодин», отдавая таким образом приоритет открытия своему соотечественнику Хэмфри Дэви.

Кристаллики солей иода используют при изготовлении специального поляроидного стекла или пластмассы. Они играют роль своеобразного фильтра, не пропускающего световые лучи. Поляроидные стекла, которые отводят встречный слепящий поток света, используют в автомобилях. А комбинацию нескольких поляроидных пластин, наложенных друг на друга, используют в фото и кинотехнике. Такие фильтры позволяют добиваться исключительно красочных визуальных эффектов.

 В обиходе мы называем это вещество Йодом. Этот старый вариант названия как самого вещества, так и его водных или спиртовых растворов, до сих пор используют в медицине и в биологии. В химической номенклатуре с 1950 года используется наименование Иод. Символ этого элемента в периодической системе был также изменён с J на I.

Сегодня в большинстве стран название йод считается общеупотребительным, иод – терминологически корректным.

Но если по поводу названия этого фиалкоподобного вещества учёным, в конце концов, удалось договориться, то в вопросе о приоритете открытия до сих пор никакой ясности. Бернар Куртуа только выделил новое вещество. Хэмфри Дэви первым исследовал, а Гей-Люссак, повторивший эксперименты Дэви, первым опубликовал результаты этих исследований. Так кого же считать первооткрывателем? Не кота же, в самом деле…

Ссылка на видео: режиссер Татьяна Малова, художник Владимир Моренко, «Цивилизация», 2012 год