从海带中提取单质碘

从海带中提取单质碘
1.引言
碘是人体生长发育不可缺少的微量元素，它在人体中含量不多仅有20—50毫克，但是发挥的作用却不容小觑，碘在人体内用于合成甲状腺素，调节新陈代谢，如果人体内碘摄入量不足，则会患上地方性甲状腺肿，即俗曰的“大脖子病”。

碘在地壳中的含量为3×10-5 ％。

自然界并不存在游离状态的碘，独立的矿物也很少，只有碘酸钙矿。

碘主要来源为：①智利硝石中含有％碘酸钠，智利硝石在提取硝酸钠以后，其母液中约含3％碘酸钠。

②海水中碘的浓度尽管很低，只有一亿分之五，但总量却很大。

特别是某些海藻（例如海带）能吸收碘，使碘相对地富集起来（每100克海带中含碘达24毫克），因此海藻便成了提取碘的主要原料。

工业上常用离子交换法，空气吹出法，活性炭吸附法，碘化亚铜沉淀法等方法提取单质碘。

2.实验部分
实验原理
把干海带燃烧后生成的灰烬，海带会中的碘元素以碘离子的形式存在。

加入去离子水并煮沸，使碘离子溶于水中，过滤取滤液，调节滤液pH为中性。

蒸干滤液，将得到的白色固体与重铬酸钾混合均匀，研磨。

在高筒烧杯中加热混合物，此时碘单质会升华出来，用注满冰水的圆底烧瓶盖在烧杯口处，碘就会凝华在烧瓶底部。

刮下生成的碘，称量计算产率。

仪器与试剂
仪器
电子天平，天平，圆底烧瓶，高筒烧杯，普通烧杯（250mL）,电炉，马福炉，剪子，带盖坩埚，坩埚钳，蒸发皿，脱脂棉，研钵，pH试纸，定量滤纸，吸滤瓶。

试剂
干海带（40g），蒸馏水，冰块，NaOH溶液，H2SO4溶液，重铬酸钾（s）。

实验方法
l.将海带用刷子刷干净（切忌水洗）。

称取40g海带，用剪子剪成条或片状（尽量小），置于坩埚中，加入30mLNaOH溶液，盖上盖子，在电炉上加热1小时，后转移至马福炉中，在600℃下加热2小时30分，使海带完全灰化。

（加热过程中注意通风）
海带灰冷却后倒在研钵中充分研磨，后转移至250mL烧杯中，依次加入40mL、20mL、10mL蒸馏水熬煮，每次熬煮后，抽滤，保留滤液。

将三次抽滤的滤液合并在一起，总体积不宜超过30mL。

向滤液里加H2SO4溶液酸化，调节pH值显中性。

把酸化后的滤液倒入蒸发皿中，蒸发至干并尽量炒干，将固体转移至研钵中，加入2g重铬酸钾固体，研细。

将上述混合物放入干燥的高筒烧杯中，将装有冰水冷却的烧瓶放在烧杯口上，在烧杯的缺口部位用脱脂棉赛紧，加热烧杯使生成的碘遇热升华。

碘蒸汽在烧瓶底部遇冷凝华。

当在无紫色碘蒸汽产生时，停止加热。

取下烧瓶，将烧瓶凝聚的固体碘刮到小称量瓶中，称重。

计算海带中碘的百分含量。

3.结果与讨论
碘的产量及收率
本次实验，烧瓶底部仅有极微量的碘单质生成，故无法称量，因而无法计算产率。

实验过程中的问题研究
实验过程中出现了一个明显的问题：加热升华碘时，烧杯中出现了十分明显的紫色（甚至是较深的紫色），然而碘单质却并不凝结在烧瓶底部。

原因是因为起初烧瓶中是温度很低的冰水，以至于烧瓶底部出现了凝结的水珠，从碘难以附着，而且水珠滴落在炽热的烧杯底部会使烧杯炸裂。

随着烧瓶内水温度的升高，
碘即使凝华在温度相对较低的烧杯壁上也难凝华在烧瓶底部，从而导致产率极低。

实验可以通过以下方法加以改进：将烧瓶里冰水冷却改为流动水冷却，通过控制冷却水流动的速度而避免烧瓶底部产生凝结水，从而使碘顺利凝华。

4.结论
本次实验虽未成功，但就实验原理与实验现象来说仍是可行的，只要将某些实验步骤稍做改动便可取得实验的成功。