孫中康
碘元素是化學(xué)課堂中常見的一種重要鹵族元素,它既有鹵族元素的一般性質(zhì),又有屬于自己的特有性質(zhì),而碘在生活中又有著很多重要的應(yīng)用.
本文通過淺談碘這種重要的元素,幫助學(xué)生加深對碘的認(rèn)識,輕松理解鹵族元素.
一、碘元素的發(fā)現(xiàn)
碘元素的發(fā)現(xiàn),和法國科學(xué)家?guī)焱咛孛懿豢煞?庫瓦特出生于1777年法國第戎,他的家與有名的第戌學(xué)院隔街相望.庫瓦特非常喜歡化學(xué),畢業(yè)后當(dāng)過很多化學(xué)家的助手,一生曾跟隨孚克勞、泰納、塞古恩等人學(xué)習(xí),其中塞古恩在拉瓦錫去世前五年庫瓦特一直做他的助手,可謂青出于藍(lán)而勝于藍(lán).
由于庫特瓦家鄰近的是著名的諾曼底海岸,在空閑時庫特瓦便經(jīng)常到海灘上撿一些常見的藻類植物進(jìn)行科學(xué)研究.當(dāng)采集完海藻后,庫瓦特回家把采集的植物堆集起來燃燒成灰,然后加水過濾、澄清后得到一種他稱為“海藻鹽汁”的植物浸取溶液.有一天,出于意外,導(dǎo)致裝海藻鹽汁的瓶子和裝硫酸的瓶子被打破了,庫瓦特發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象,兩者的混合液竟然冒出了紫色蒸汽.庫瓦特將蒸汽進(jìn)行冷凝,收集到了一種暗黑色的晶體,后來通過與其他化學(xué)家的合作研究,庫瓦特最終確定,這是一種新元素,1814年,這種新元素被正式命名為碘元素.
后來,法國第戎學(xué)院在碘元素發(fā)現(xiàn)100周年之際,為庫瓦特舉辦了隆重的紀(jì)念大會.會議同時決定同時在庫特瓦誕生的地方豎立一塊屬于他的紀(jì)念碑,以紀(jì)念這位碘元素的發(fā)現(xiàn)者.
二、碘的性質(zhì)
碘是元素周期表中的53號元素,屬于周期系ⅦA族元素.碘的常見物理性質(zhì)有:碘屬于紫黑色晶體,表面具有金屬光澤,性脆,易升華,并且具有毒性和腐蝕性,存放需小心謹(jǐn)慎,放在干燥遮光的地方.而在加熱時,碘會升華為紫色蒸汽,即碘蒸氣,并且有刺激性氣味.碘易溶于乙醚、乙醇、氯仿和其他有機(jī)溶劑,溶解時會形成紫色溶液,微溶于水,也溶于氫碘酸和碘化鉀溶液形成深褐色.碘蒸汽有毒,所以取用碘的時候,應(yīng)盡量在通風(fēng)櫥中操作,注意操作安全.
(1)碘與金屬的反應(yīng)
除了貴金屬以外,一般情況下能與氯單質(zhì)反應(yīng)的金屬同樣也都能與碘反應(yīng),只是反應(yīng)活性一般不如氯單質(zhì)活潑.例如碘單質(zhì)常溫下可以和活潑的金屬直接作用,與其他金屬的反應(yīng)需要在較高的溫度下才能發(fā)生.
(2)碘與非金屬的反應(yīng)
一般能與氯單質(zhì)反應(yīng)的非金屬同樣也能與碘的單質(zhì)反應(yīng),由于碘單質(zhì)的氧化能力較弱,反應(yīng)活性不如氯,所以需要在較高的溫度下才能發(fā)生反應(yīng).
(3)碘與水的反應(yīng)
碘在水中的溶解度最小,僅微溶于水.I2與水不能發(fā)生像F2與水發(fā)生的氧化還原反應(yīng).將氧氣通入碘化氫溶液內(nèi)會有碘析出:4HI+O2→2I2+2H2O.
三、關(guān)于碘的特有現(xiàn)象
元素周期表是有規(guī)律的,鹵族元素的性質(zhì)是屬于遞變的,如狀態(tài),常溫常壓狀態(tài)下氟、氯都是氣態(tài)的,溴則是液態(tài),而碘卻是固態(tài)的.而且碘易升華,加熱時,碘會升華變成碘蒸氣,遇冷則凝華變?yōu)楣虘B(tài)碘.在初中化學(xué)中,教師常用錘子造型的玻封碘來向?qū)W生演示這一過程,學(xué)生也可以自己利用實(shí)驗(yàn)器材做碘升華的實(shí)驗(yàn)來體驗(yàn)這一過程.
在實(shí)驗(yàn)室里,一般檢驗(yàn)碘用的方法是淀粉.淀粉之所以可以用來檢驗(yàn)碘,這是因?yàn)榈庖号c淀粉接觸時,碘分子能進(jìn)入淀粉分子的螺旋結(jié)構(gòu),整個直鏈淀粉分子能束縛大量的碘分子,就形成了淀粉-碘的復(fù)合物,而這種復(fù)合物顯藍(lán)色,于是便有了我們看到的現(xiàn)象.利用這種現(xiàn)象,人們還制造出了淀粉碘化鉀試紙.
四、碘元素的應(yīng)用
碘的發(fā)現(xiàn)充滿著戲劇性,同牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的過程一樣充滿奇妙的色彩,堪稱異曲同工.而碘在實(shí)際的應(yīng)用上同樣和萬有引力一樣十分常見,深入我們的生活中.我們平常所用的碘酒,其實(shí)就是碘的乙醇溶液和一些其他的消毒劑的混合產(chǎn)物.由于碘屬于鹵族元素,所以它有一定的氧化性,但是碘的氧化性又不至于過強(qiáng)而傷害人體,故碘成為了當(dāng)仁不讓的消毒元素.
碘是生活中人體不可缺少的重要元素.對于那些生活在遠(yuǎn)離海洋的人們來說,有一種疾病他們很容易患上,即甲狀腺腫大,也就是我們平常所說的“大脖子病”.現(xiàn)在,這已經(jīng)成為國家重點(diǎn)對付的疾病之一,我國大力推廣的加碘食鹽就是為了克服這種疾病.當(dāng)然,食用過多的碘也是不好的,體內(nèi)碘過多則會導(dǎo)致“甲亢”,這在民間有一種形象的稱呼,叫做:“吃不飽餓死病”.這其實(shí)是一種由碘引起的甲狀腺分泌過多,引起病人心悸、進(jìn)食和便次增多以及體重減少的病癥.除此之外,碘還被用來CT掃描成像中的造影劑,當(dāng)你的心臟出現(xiàn)問題上,常常需要接觸到.
總之,碘元素是一種常見且重要的元素.對于碘元素的學(xué)習(xí)過程是由一系列模塊組成的,不同的模塊之間,既有聯(lián)系又有區(qū)別.學(xué)生在學(xué)習(xí)時應(yīng)掌握好各階段和各層次間的協(xié)調(diào).只有這樣,才能學(xué)好化學(xué),用好課本知識,才能更好地理論聯(lián)系實(shí)際,為我所用.endprint