Anche se in relazione a molti altri elementi, lo iodio, prodotto in piccole quantità, possiede molteplici usi. Tra tutti, è necessario per il corpo umano al fine di sintetizzare gli ormoni tiroidei (tirosine T3 e T4), essenziali per la crescita e lo sviluppo.
Usi dello iodio
Lo iodio assorbe i raggi X ed è per questo che viene largamente utilizzato in medicina come agente di contrasto per la diagnostica. Esso, inoltre, è presente in molti farmaci e agenti antimicrobici (disinfettanti e antisettici).
Lo iodato di calcio, lo iodato di potassio e lo ioduro di potassio sono tra i principali composti contenenti iodio e vengono utilizzati come integratori nella dieta di animali e, in aggiunta al sale da cucina, destinato al consumo umano per prevenire disordini metabolici legati alla mancanza di iodio e ioni ioduro nel corpo.
Produzione annua di iodio
Mondo | 30000 tonnellate |
Nonostante la produzione di iodio negli Stati Uniti sia sconosciuta, si stima che costituisca il 5% circa della produzione globale (iofina.com). Tra le quantità disponibili conosciute, il Cile (66%) ed il Giappone (32%) rappresentano i maggiori produttori.
Produzione dello iodio
Lo iodio è ottenuto da:
- salamoia che contiene ioni ioduro (in modo particolare, lo iodio è presente nella salamoia estratta nelle vicinanze di giacimenti di petrolio e gas naturale);
- minerali contenenti nitrati.
(a) Dalla salamoia
La salamoia contenente 100-150 ppm di iodio sotto forma di ioni ioduro (l’esatta quantità varia in base alla fonte) è purificata e acidificata con acido solforico. Successivamente, al fine di liberare lo iodio, la soluzione acida viene trattata con cloro molecolare.
Ci sono due modi per purificare lo iodio:
- Metodo a soffio
- Metodo a scambio ionico
(i) Metodo a soffio
Lo iodio liberato è rimosso all’interno di una torre di estrazione mediante un getto controcorrente, in un processo noto come anti-soffiaggio. L’aria ricca in iodio passa in una torre assorbente contenente acidi iodidrico e solforico ed è trattato con una soluzione di anidride solforosa, che riduce lo iodio ad acido iodidrico (figura 3).
La maggior parte della soluzione reagisce nuovamente col cloro e lo iodio prodotto viene lasciato a decantare, rifuso e, infine, perlato.
Ciò che resta della soluzione è riciclato nella torre di assorbimento. La brina, depauperata dallo iodio, ritorna alla sua fonte. Con questo metodo si ottiene iodio puro al 99,5%.
(ii) Metodo a scambio ionico
Lo iodio liberato reagisce con gli ioni ioduro formando principalmente ioni I3–:
Gli ioni I3– sono adsorbiti su una resina a scambio anionico. La resina è trasferita ad un’altra colonna, dove la soluzione di anidride solforosa vi gocciola attraverso, per rigenerare gli ioni ioduro (Figura 5).
La reazione coinvolta può essere così rappresentata (perché l’equilibrio summenzionato è spostato a sinistra man mano che lo iodio reagisce):
Come per il processo a soffio, questa soluzione è nuovamente riscaldata con cloro e lo iodio liberato viene purificato di seguito.
(b) Dai minerali contenenti nitrati
In Cile, lo iodio si trova depositato sotto forma di ioni iodato (IO3–) nei giacimenti dei nitrati. Il minerale è costituito per il 95% da nitrato di sodio (NaNO3) e per il 5% da iodato di sodio (NaIO3). Dopo la rimozione del nitrato di sodio per cristallizzazione, il minerale frantumato è lisciviato con acqua calda. La soluzione in cui si accumulano gli ioni ioduro è poi raffreddata. Uno spruzzo della soluzione è poi trattato con anidride solforosa in una torre di assorbimento per rilasciare lo iodio e convertirlo in ioni ioduro:
La reazione globale, quindi, è:
La soluzione all’interno della torre di assorbimento è mescolata con piccole quantità di una soluzione contenente ioni iodato per liberare iodio molecolare.
Lo iodio solido è così separato dalla soluzione in celle galleggianti. Lo iodio è estratto utilizzando un solvente idrocarburico (cherosene). La sospensione iodio/cherosene passa in un reattore ed è riscaldata a 400 K ad una pressione superiore a quella atmosferica. Lo iodio fuso è rimosso e raffreddato per ottenere il prodotto allo stato solido, noto come perlato (Figura 2).
Ultimo aggiornamento 24 settembre 2016
Traduzione di Giacomo Di Mauro e Valter Ballantini
Foto in alto di Chantal & Ole su Unsplash