Iodio

Loiodio(o, in forma arcaica,jodio) è l'elemento chimicodinumero atomico53 e il suo simbolo èI. Il nome deriva dalgreco anticoἰοειδής,ioeidēs, che significaviolaolilla, a causa del colore dei vapori dell'elemento.Fa parte delgruppodeglialogeni. Chimicamente lo iodio è il meno reattivo e il meno elettronegativo deglialogenidopo l'astato. La forma elementare venne scoperta dal chimico franceseBernard Courtoisnel 1811. Il nome è stato scelto due anni dopo daJoseph-Louis Gay-Lussac.
Lo iodio si trova in molti stati diossidazione, tra cui loioduro(I), loiodato(IO−3), e i vari anioni periodato. È il meno abbondante degli alogeni stabili, posizionandosi come sessantunesimo elemento più abbondante in natura, tuttavia è l'elemento essenziale più pesante. È un elemento che, in tracce, è coinvolto nel metabolismo di molti esseri viventi, compreso l'uomo. Lo iodio si trova negliormoni tiroidei. La carenza di iodio colpisce circa due miliardi di persone ed è la principale causa evitabile di disabilità intellettiva.
I maggiori produttori odierni di iodio sono ilCilee ilGiappone. Lo iodio e suoi composti sono usati principalmente nellanutrizione. Grazie al suo elevato numero atomico e alla facilità di fissaggio a composti organici, trova largo utilizzo inradiologiacomemezzo di contrastonon tossico. Data la specificità del suo assorbimento da parte del corpo umano, gliisotopiradioattividello iodio possono anche essere utilizzati per trattare itumori tiroidei.Lo iodio viene usato anche comecatalizzatorenella produzione industriale diacido aceticoe di alcunipolimeri.
Lo iodio è un antisettico e può anche essere utilizzato in piccoli dosaggi per purificare l'acqua, anche se la pratica è consigliata solo in caso di emergenza, tenendo conto, inoltre, del cattivo sapore che l'acqua assume a seguito del suo impiego.
Lo iodio è unsolidoscuro, violetto-bluastro, con lucentezza quasi metallica che anche a temperatura ambientesublimain unvaporevioletto dall'odore irritante. Questoalogenoforma composti con numerosi elementi, ma è meno reattivo degli altri alogeni e mostra qualche proprietà semi-metallica. Lo iodio si scioglie facilmente nelcloroformio, neltetracloruro di carbonio, nelsolfuro di carbonioe in generale nei solventi organici non protici formando soluzioni intensamente colorate in violetto. È poco solubile inacqua; con igelacquosi diamido, la cosiddettasalda d'amido, produce una colorazione blu intensa usata comeindicatorenelletitolazionidiossido-riduzione.
Lo iodio, seppur in minime quantità, riveste un ruolo biologico essenziale negli esseri viventi. Gliormoniprodotti dallaghiandolatiroide, latiroxinae latriiodotironina, contengono iodio.
Nelle persone il cui apporto di iodio attraverso la dieta è scarso, spesso remote regioni interne dove il consumo di pesce o altri cibi di origine marina è raro, la scarsità di iodio produce l'insorgenza delgozzo. In molte di queste zone viene fatta prevenzione attraverso la diffusione di sale addizionato di piccole quantità di sali di iodio (ilsale iodatoe/osale iodurato). La carenza di iodio è anche tra le cause delritardo mentale.
Tra gli altri usi:
Lo iodio (dalgrecoioeidēs, violetto) fu scoperto daBernard Courtoisnel1811. Egli era il figlio di un fabbricante disalnitro(nitrato di potassio), un componente essenziale dellapolvere da sparo. In quel tempo laFranciaera in guerra e c'era una grande domanda dipolvere da sparo: il nitrato di potassio veniva isolato bruciando lealghemarine spiaggiate sulle coste dellaNormandiae dellaBretagnae lavando la cenere ottenuta con acqua e il residuo veniva poi distrutto aggiungendoacido solforico.
Un giorno Courtois aggiunse troppo acido solforico e ne scaturì una densa nuvola di vapore violetto: Courtois notò che il vapore cristallizzava sulle superfici fredde formando cristalli scuri. Ebbe da questo il sospetto che si trattasse di un nuovo elemento, ma non disponeva dei mezzi economici necessari per indagare più a fondo sulle sue osservazioni. Diede quindi dei campioni a due suoi amici,Charles Bernard Desormes(1777-1862) eNicolas Clément(1779-1841) affinché continuassero le ricerche. Diede anche un po' della sostanza aJoseph Louis Gay-Lussac(1778–1850), un famoso chimico del tempo, e adAndré-Marie Ampère(1775-1836).
Il 29 novembre1813Desormes e Clément resero pubblica la scoperta di Courtois. Essi descrissero la sostanza a un congresso dell'Istituto Imperiale di Francia. Il 6 dicembreGay-Lussacannunciò che la nuova sostanza era o un elemento o un composto dell'ossigeno. Ampère aveva dato alcuni dei suoi campioni aHumphry Davy(1778-1829), che condusse su questi alcuni esperimenti e ne notò la somiglianza con ilcloro. Davy spedì una lettera datata 10 dicembre allaRoyal SocietyaLondra, in cui annunciava di avere identificato un nuovo elemento. Ne scaturì una grossa polemica fra Davy e Gay-Lussac su chi dei due avesse per primo identificato lo iodio, ma alla fine entrambi gli scienziati riconobbero che era stato Bernard Courtois ad avere isolato per primo l'elemento.
Lo iodio può essere preparato in forma ultrapura facendo reagireioduro di potassioconsolfato rameico. Esistono anche molti altri metodi per isolare questo elemento.
I composti di iodio più comuni sono gli ioduri disodioe dipotassio(KI), e gli iodati (KIO3).
NOTA: i dati per gli Stati Uniti non sono stati pubblicati.
Esistono 30isotopidi iodio di cui però soltanto loI, èstabilee presente in natura con un'abbondanza del 100%. Gli altri, con l'eccezione delI e delI, sono tutti piuttosto difficili da sintetizzare.
IlradioisotopoartificialeI è un prodotto della fissione diuranioeplutonio. Decade inXecondecadimento beta meno, in cui un neutrone decade in protone, elettrone e antineutrino. L'emivitaè di soli 8 giorni, quindi la suaattivitàè molto elevata, con forte emissione diraggi beta.
Viene usato interapia radiometabolicaper la cura delcancroe di altre patologie dellatiroide(ipertiroidismo) e inoltre, in dosi più piccole, per test diagnostici come lascintigrafiatiroidea otest di captazione.
LoI (emivitadi 15,7 milioni di anni) è sia un prodotto dellaspallazione nuclearedeiraggi cosmicisulloXenell'atmosfera terrestre, sia il risultato della fissione diuranioeplutonio. LoI è stato usato negli studi sull'acqua piovana successivi all'incidente nucleare di Černobyl', come tracciante per acque sotterranee e come indicatore di dispersione di rifiuti nell'ambiente naturale. Altre applicazioni possono essere inficiate dalla costante produzione diI nellalitosferaattraverso una serie di meccanismi di decadimento.
In molti aspettiI è simile alCl: è un alogeno solubile, relativamente poco reattivo, esiste principalmente comeanionenon adsorbente ed è prodotto da reazioni nucleari cosmiche, termonucleari ein situ. Negli studi idrologici le concentrazioni diI sono spesso espresse in rapporto allo iodio totale che praticamente è tuttoI. Come avviene perCl/Cl, il rapportoI/I in natura è particolarmente piccolo, tra 10e 10con un picco a 10osservato tra glianni sessantaesettantadovuto ai test dellearmi nuclearidelle varie nazioni.I differisce daCl per una maggioreemivita(15,7 contro 0,3 milioni di anni), tende facilmente ad accumularsi nei tessuti viventi e compare sotto forma di diversi ioni, principalmente lo ioduro e lo iodato, che hanno diverso comportamento chimico.
Un tenore eccessivamente insolito diXe nellemeteoritiè stato dimostrato essere dovuto al decadimento diI, primo radionuclide estinto la cui presenza nelsistema solareprimordiale è stata così accertata. Il suo decadimento è alla base del sistema di datazione I-Xe, che copre i circa 50 primi milioni di anni di vita del sistema solare.
LoI è un isotopo radioattivo utilizzato inmedicina nucleareper la marcatura di alcuniradiofarmaci. Risulta particolarmente vantaggioso in particolare per la suaemivitapiuttosto bassa (13,2 ore) e per la sua energia di decadimento (decadimento γa159keV), che lo rendono piuttosto buono dal punto di vista dellaradioprotezionedel paziente. Inoltre il picco energetico non troppo alto, molto simile a quello deltecnezio-99 metastabile oTcche è l'elemento principe della Medicina Nucleare, rende possibili delle immagini con un buonrapporto segnale/rumore.
Lo svantaggio principale di questo isotopo è l'alto costo dovuto sia alla sua produzione sia alla necessità di trasportarlo velocemente (causa bassa emivita) dal sito di produzione al reparto di utilizzo (spesso deve fare viaggi aerei per raggiungere l'ospedale che l'ha richiesto). La produzione dello iodio-123 avviene in reattori nucleari facendo ricorso alle seguenti reazioni:Sb(α,2n)I,Te(p,n)I,Te(d,n)I eTe(p,2n)I. Può essere utilizzato sotto forma di sodio ioduro nellacaptazione tiroidea e nell'imaging tiroideo. In altri casi viene legato a radiofarmaci con l'ausilio dichelanti: si usa nella preparazione diMIBG, diDatscane diIBZM.
Il contatto diretto di questo elemento con la pelle può causare lesioni, quindi è necessario maneggiarlo con attenzione. I vapori di iodio sono molto irritanti per gliocchie per lemucose; la massima concentrazione ammissibile di vapori di iodio in aria non dovrebbe superare1mg/m³(TLV-TWA: esposizione di 8 ore al giorno per un totale di 40 ore settimanali).
Lo iodio è il più pesante elemento chimico ad avere un ruolo biologicoaccertatonell'uomo. Tuttavia la quantità totale di iodio (I) nel corpo umano è ancora controversa e, nel 2001, M.T. Hays ha pubblicato suThyroidche " è sorprendente che il contenuto totale di iodio nel corpo umano rimanga incerto dopo molti anni di interesse per il metabolismo dello iodio. Solo il contenuto dello iodio nella ghiandola tiroidea è stato misurato con precisione mediante scansione fluorescente e la stima di 5-15 mg nella tiroide umana normale è solo ora ben stabilita. Tuttavia metodi simili non sono disponibili per gli altri tessuti e per gli organi extratiroidei. Molti ricercatori hanno riportato diverse quantità di 10-50 mg del contenuto totale di iodio nel corpo umano normale ". 
Lo iodio pesa per il 65% del peso molecolare dellatiroxina(T4) e per il 59% dellatriiodotironina(T3). Solamente5-15mgdi iodio sono concentrati nella tiroide e nei relativi ormoni, mentre il 70% dello iodio presente nel corpo umano è distribuito in altri tessuti, inclusiocchi,ghiandole mammarie,mucosagastrica,cervice uterina,ghiandole salivarie pareti dellearterie. Lo iodio entra direttamente nelle cellule di questi tessuti grazie a un simporto con il sodio (NIS)..
Lo iodio e la tiroxina sono fondamentali per la regolazione delmetabolismoe della crescita in tutto il regno animale. Neglianfibi, per esempio, la somministrazione di un agente bloccante l'ormonogenesi tiroidea come ilpropiltiouracile(PTU) può impedire la trasformazione evolutiva delgirinoacquatico in rana terrestre adulta; al contrario, somministrando tiroxina o iodio in adeguata quantità si attiverà la metamorfosi. Nella metamorfosi degli anfibi la tiroxina e lo iodio esercitano l'apoptosi(morte cellulare programmata) delle cellule delle branchie, della coda e delle pinne dei girini, e questo rappresenta anche un ben studiato modello sperimentale per lo studio dell'apoptosi. Lo iodio ha favorito l'evoluzione delle specie animali terrestri e insieme con gli acidi grassi polinsaturi (omega-3eomega-6) che sono entrambe reperibili nelpescee nei cibi di origine marina, combinati insieme in specifici iodolipidi, hanno probabilmente giocato un ruolo cruciale nell'evoluzionedelcervello umano. Iodio e tiroxina stimolano lametamorfosiche trasforma ilgirinoda acquatico e vegetariano in rana terrestre adulta e carnivora e pertanto con migliori capacità neurologiche, visuo-spaziali, olfattive e cognitive necessarie per cacciare, come è tipico degli animali predatori. Lo stesso accade nellaneotenianel caso dellasalamandrache senza un adeguato apporto di iodio non si trasforma in adulto terrestre, ma può ugualmente riprodursi nella piccola forma larvale e acquatica diaxolotl. In questo modo l'axolotl è in grado di sopravvivere allo stato larvale in un ambiente povero di sostanze nutritive
Lo iodio e la tiroxina stimolano la spettacolareapoptosidelle cellule larvali delle branchie, della coda e delle pinne dei girini durante la metamorfosi degli anfibi e inoltre stimolano anche l'evoluzione del loro sistema nervoso trasformando il girino acquatico e vegetariano in rana terrestre e carnivora. Infatti la rana anfibiaXenopus laevisserve come un modello ideale per lo studio del meccanismo dell'apoptosi.
La carenza di iodio colpisce circa due miliardi di persone ed è la principale causa evitabile didisabilità intellettiva. Nelle aree del mondo in cui lo iodio è carente nella dieta il volume della tiroide può aumentare notevolmente, una condizione chiamatagozzo endemico. Le donne ingravidanzagravemente carenti di iodio partoriscono bambini con deficit di ormone tiroideo (ipotiroidismocongenito) che si manifesta con ritardi della crescita e dello sviluppo fisici (nanismo) e del cervello dettacretinismoo sindrome da deficit congenito di iodio.
La carenza di iodio può avere i seguenti effetti:
Con il termineiodio nascente(I•) si identifica ilradicaleiodio ottenuto mediante la rottura del doppio legame che unisce due atomi di iodio nella forma I2
Nella tiroide, lo ione ioduro subisce la seguente reazione da parte dell'enzimaioduro perossidasi, permettendo così allo iodio di essere incorporato nellatirosinaa formare MIT (monoiodotirosina) e DIT (diiodotirosina).
Lo iodio nascente (I•) non deve essere confuso con iltriioduro(I−3).