elminister
Wednesday 23/07/2003, 10:16
היוד באקווריום מים מלוחים. REVIEW
http://www.animalnetwork.com/fish2/aqfm/1997/dec/art1215/biosm.jpg
מוקדש לאלי **** (המכונה צ'ינו ) שהזמין את הסקירה.
ראשי פרקים:
1. מבוא
2. הכרת החומר מבחינה כימית. (תרכובות שכיחות)
3. היוד בתהליכים בעולם החי. (סקירה כללית, היוד בים)
4. יוד ואצות. (מאקרו ומיקרו)
5. יוד ואלמוגים רכים.
6. יוד בשושנות ים ובזואנטידים (פטריות).
7. יוד ואלמוגים קשים.
8. יוד בספוגים.
9. יוד בחסרי חוליות אלעיים (שרימפ, סרטן, ).
10. יוד בדגים וכרישים.
11. תיסוף יוד באקווריום שונית (ריף).
12. תיסוף יוד באקווריום מרינה.
13. ערכות לבדיקת יוד במים מלוחים
.
14. תוספי יוד מוכנים.
15. תוספי יוד שניתן להכין לבד.
16. תודות.
17. לקט מקורות.
1)מבוא.
רובנו מכירים את היוד כחומר חיטוי סגול ושורף שאחות בית הספר הייתה נוהגת לנצל לענות תלמידים מסכנים.גבירותיי ורבותיי- נכון שהיוד הינו חומר מחטא בריכוז של מעל 30000 PPM , אבל זה רחוק מהיות תמונת המצב לגבי חומר זה. היוד הוא חומר שכיח למדי המצוי בתוך כולנו כמעט בכל מזון ובכלל מצוי בכמויות קטנות בכל חומר שאנחנו משתמשים. היוד גם הינו חומר זול (כחומר גלם! תסכימו שהורמון רדיואקטיבי סינתטיי לא יהיה זול כלל ועיקר מפאת המלאכה הרבה שהושקעה בהכנתו.)
אז מה יוד כן? אנחנו נראה בדפים הקרובים שיוד הינו חומר כימי דווקא די "חזק" ולכן די חשוב, נראה שהיוד מאד חשוב כתוסף, ושאקווריום מבוסס היטב עם אצות ואלמוגים רכים יכולים ל"יבש" את מאגר היוד בתוך יממה אחת! לכו ותדעו כמה מהכישלונות שלנו נובעים מחוסר או עודף של יוד! יצא לי לראות במו עיני אקווריום ריף שלמרות שהכל היה תקין בפילטרציה שלו האלמוגים פשוט דעכו לו מול העיניים, ששאלתי האם הוא מוסיף תוספים הוא אמר לי " כן אני שם פעם בחודש את השטויות הללו- הם רק בשביל לגנוב ממני עוד כסף נכון?". לאחר שהוספתי כמות מדויקת מה"שטויות הללו" תוך יממה האקווריום התאושש בצורה שהפתיעה אפילו אותי.
תוספים מוכנים יכולים להיות יקרים. בעיקר אם קונים בחנות יקרה. ניתן להכין לבד את כמעט כל התוספים , רק חשוב מאד לדייק במינון כי אחרת במקום להועיל חיסלת את כל המערכת חיש מהר! לדעתי יהיה נחמד אם משהו ייצר תוספי ריף איכותיים במחירים ריאלים ולא מנופחים (ראה להלן).
קריאה פוריה
יחיאל קופרמן. (קובלט)
2) הכרת החומר מבחינה כימית. (תרכובות שכיחות)
אז מה זה בעצם יוד?
יוד הינו יסוד כימי השייך לקבוצה של חומרים מהעזים שיש שנקראים "הלוגנים" כמו כלור וברום היוד הינו כמעט בקצה הטבלה המחזורית. בגלל שהוא נמצא נמוך יותר בטבלה הוא בעל יותר אלקטרונים ולכן היכולות שלו להתחמצן או להתחרז גדולות יותר מכל ההלוגנים האחרים.
. יוד יכול להיות מחומצן בהרבה תוצרי ביניים והרבה תרכובות כימיות להלן נתייחס רק לתצורות היציבות במי ים .
להלן מעט נתונים על החומר.
Name: Iodine
Symbol: I
Atomic Number: 53
יחידות מאסה אטומית - Atomic Mass: 126.90447 amu
Number of Protons/Electrons: 53
Number of Neutrons: 74
Classification: Halogen
Crystal Structure: Orthorhombic
Density @ 293 K: 4.93 g/cm3
Color: blackish
Atomic Structure
Number of Energy Levels: 5
First Energy Level: 2
Second Energy Level: 8
Third Energy Level: 18
Fourth Energy Level: 18
Fifth Energy Level: 7
http://www.altcancer.com/images/iodine_structure.jpg
קצת מידע כללי נוסף על החומר.
http://www.webelements.com/webelements/elements/media/element-pics/I.jpg
תאריך גילוי: 1811
התגלה בידי Bernard Courtois
מקור השם מהיונית IODES – סגול.
שימושים שכיחים: תוספי מזון לבני אדם ומזון בהמות, חומרי חיטו .
מקורות שכיחים: תרכובות נתרן ואשלגן.
סימן אטומי[/2u] I
למשפחת ההלוגנים.
משקל אטומי 126.90
תכונות
[u]נקודת התכה 113.35 C
נקודת רתיחה 184 C
צפיפות 4.98
אנרגית אידוי 39ץ28 קל/גר'
אנרגית המראה (סובלימציה) 55.94 קל'/גר'
קבוע דיואלקטרי 10ץ3 בטמפ' 23 C
מופע שכיח: גרגירים שחורים סגולים עם מראה מתכתי וריח חריף.
מסיסות נמוכה במים.
מסיסות גבוהה במומסים אורגנים שכיחים.
ריאקטיביות: כמו הלוגנים אחרים, כלור וברום אך בריאקציה פחות חזקה.
3) היוד בתהליכים בעולם החי. (סקירה כללית, היוד בים)
היוד בים מצוי בשני תצורות שכיחות ובנוסף אליהם למספר תוצרי ביניים לא יציבים ,ולכן קצרי חיים, שנתעלם מהם לעניננו.
יוד הינו חומר כימי המשמש בעולם החי כמולקולה בעלת פוטנציאל גדול לחמצון חיזור. היא משמשת להכנת הורמונים בבלוטת התריס (מגן), זהו ההורמון המפורסם אותו נוטלים כל חולי ההיפוטירודיזם "אלטרוקסין"4T ואחיו הקטן "טרטרוקסין" 3T. היוד משמש בעולם בצמח כחומר להכנת ויטמינים שונים וכן כקולט אלקטרונים בתהליכים שונים (QUENCHING) . בגוף האדם כאמור היוד מצטבר בבלוטת המגן ולכן שרוצים לבחון את תפקודיה נותנים יוד רדיואקטיבי ?(חלש מאד) ובוחנים את הצטברותה בבלוטה הנ"ל. למי מאתנו שזוכר, שהיה את התאונה בכור הגרעיני הסובייטי בצ'רנוביל חלקו כדורי יוד (KI) כדי להרוות את מאגרי הגוף להקשות על קליטת יוד רדיואקטיבי מסרטן. כאשר חסר בגוף האדם יוד נוצר מחלה של "זקפת" שמסירים את החלק המוגדל הניתוח. (Goiter) . לסיכום היוד משמש כאטום פעיל באנזימים מסוימים והן כחומר גלם להורמון –חומר סימון בתוך היצור.
תצורות שכיחות.
א)יודיד- I- זהו מולקולה בודדת של יוד היתרה אלקטרון באורביטלה החיצונית שלה. בעקבות כך היא נמצאת במצב חמצון
REDOX STATE –1
היודיד מצוי במי ים שעל פני הים בריכוז של 0.01 PPM. כשליש מהיוד המצוי בים נמצא במצב זה.
ב) יודאט (כמו ניטראט) זוהי מולקולה של 3 IO היא בתצורתה המרחבית פלנארית (כמו ניטראט ) עם אטום טעון במרכזה וסביבה עננה של שלושה אטומי חמצן. היודאט מצוי במי ים על פני המים בריכוז של 0.04 עד 0.06. כשני שלישים מהיוד המצוי במי ים הוא בתצורה זאת.
ג) תמיסות מסחריות שונות (כמו יוד בפולידין ולוגול לצביעת תאים.)
ד)תמיסות אורגניות , כגון I3CH המטיל יודיד.
היודיד הינו התצורה שרוב התהליכים בעולם החי מנצלים לצורכיהם. היודיד מתאפיין במומסות נמוכה למדי במים ולכן בהעדר חומר נשא המתפרק , כגון NaI - נתרן יודיד, המתפרק חיש מהר במים ורמתו תהיה נמוכה. החומר NaI מתפרק ל NA+ ול I- הנצלים ביולוגית. יש מעבר רב בין התצורות השונות. שמתם לב לדמיון בין המילה יודאט לניטראט? זה לא ממש צרוף מילים שכימאי חומד לצון קבע, אלא מעיד על דמיון בתצורה הכימית של שני החומרים. הניטראט במערכת ריף בריא מתפרקת לחנקן וחמצן באזורים אנוקסיים בתוך הסלע החי, יש חוקרים (Wong and Piumsomboon ) המצביעים על כך שיוד הופך מיודאט ליודיד דווקא באקוריומי ריף מבוססים ולכן ייתכן והאנזים Nitrate reductase ההופך ניטראט לחנקן וחמצן הופך יודאט ליודיד וחמצן ! ובכך מי שמוסיף יודאט באקווריום מרינה לא מועיל הרבה אך באקוריומי ריף ניתן להגיע בנקל למנת יתר (ראה להלן). גם יש לקחת בחשבון ביכולת פרוק הניטראט במערכת מוגבלת ואת אותם המערכות תופסות היודאט במקום ניטראט….
קיים דיון חם וסוער בין קבוצות מדענים שונים לגבי יכולת של אצות חד תאיות במים להמיר יודאט ליודיד. כנראה שהאמת יותר סבוכה ממש ששערנו. כנראה שכן יש המרה אבל לא בקצב אחיד וצפוי .
ישנם גם המרות של חומרים בתהליכים לא ביולוגים . אמצעי חמצון חזקים כגון מחוללי אוזון או מערכות עיקור אולטרה סגולות UV יכולות לעודד חמצון של יודיד ליודאט ולתוצרים אחרים. יש לציין גם שישנם תהליכים כימיים המתרחשים ספונטאנית כגון: המצאות של ויטמין C גורמת להמרה של יודאט ליודיד. חומרים מנטרלי כלור כדוגמת סודיום טיוסולפאט גם מסוגלים לפרק יודאט ליודיד.
רעילות של יוד.
להלן קטע מתוך גיליון בטיחות החומרים מסוכנים MSDS של יודיד
להלן קטע קצר מתוך גליון בטיחות חומרים של יוד. MSDS.
Toxicity of Components
Intraperitoneal Mouse LD50 for Water 190 g/kg
Intravenous Mouse LD50 for Water 25 g/kg
Carcinogenicity: NTP: No
IARC: No
Z List: No
OSHA: No
Carcinogenicity
None Identified
Reproductive Effects
None Identified
Effects of Overexposure
INHALATION: None Identified
SKIN CONTACT: None Identified
EYE CONTACT: None Identified
SKIN ABSORPTION: None Identified
INGESTION: None Identified
CHRONIC EFFECTS: None Identified
Target Organs
None Identified
Medical Conditions Generally Aggravated by Exposer
None Identified
לסיכום החומר די בטוח לשימוש.
לעיתים שאנו הולכים לבית המרקחת לקחת יוד מגיע תכשיר מסחרי המכיל2 I ו –I כולנו יודעים שתכשירים מסחריים רבים מאד מכילים יוד כחומר חיטוי (שמות מסחריים כמו פולידין וכדומה) .
מולקולה של I2
http://chem.salve.edu/chemistry/i2bond.gif
תכשירים אלו אכן הם קוטלי חיידקים , אך יש לציין כי הריכוזים הנדרשים להגיע לקוטל חיידקים חלש הוא מעל 30,000 PPM (פי חצי מליון מהמצוי במי ים) .
לגבי מידע טוקסיקולוגי של רמות רעילות של יוד בחיות ימיות (הן חוליתנים והן חסרי חוליות ) הוא דל למדי. אקדים המאוחר ואציין כי ידוע בודאות שכל בעלי החיים זקוקים ליוד על מנת לחיות ובעיקר חיות המנשלות זקוקות לקמות יוד גבוהות למדי.
דגי פורל (rainbow trout ) רגישים למדי פחות מ1 PPM I- קוטל 50 LC . ( מינון שהורג חצי מהכמות הנחשפת לחומר ) אך הם די אדישים ליודאט שה 50LC שלו 850 PPM !
פשפש במים Daphnia magna (דפניה מצויה) היו רגישים ל I2 בריכוז של 0.2 PPM ואליו יודאט ב 10 PPM.
בניסוי עם תערובת פלנקטון מהים לא נמצא עיכוב ברמות של 1.3 PPM. נתיחס בהמשך מאמר זה (למי שיהיה סבלנות לקרוא עד הסוף ) לגדילה מואצת של אצות שונות ברמות יוד גבוהות יותר.
4) יוד ומקרו אצות.
מאקרו אצות הינם אצות רב תאיות (לא צמחים) . המצאות יוד באצות אלו יודעה מזה כמאה שנה . זני אצות מסוימות מכילות יוד רב לעיתים עד 1 % ממשקל חומר היבש ברקמות.
לאצות באקוריומים יש חשיבות ב2 כיונים עיקרים,
א) אצות כמזון דגים וחסרי חוליות ימיים. זני דגים רבים זקוקים למזון צמחי רב (נצרנים ונתחנים) . דגים אלו בהעדר מזון טבעי חייבים לקבל תוספת יוד .
ב) כקישוטי נוי או סופחי פוספאטים (קולטי זרחה). לעיתים אנחנו שמים "צמחים" להוריד את רמות הפוספאט במערכות שלנו (ויש מי שמנסה להוריד רמות ניטראט ללא הצלחה מרובה).
במידה ונרצה גידול מוצלח של אצות אלו מן הראוי לוודא כי יש די יוד במים . ולא הם לא יוכלו לגדול.
באו נתבונן מקרוב בדוגמא שכיחה,
האצה Caulerpa racemosa (המכונה האצה הקטלנית במאמר של The journal of Maariv )מדווח שמכילה 800PPM משקל יבש, לעומת זאת בן דודה Caulerpa sertularoide מכילה רק כ 310 PPM יוד משקל יבש. הנתונים הללו הם באצות שגדלו בטבע. Ron Shimek מדווח שהוא חקר את אותם אצות שגדלו במערכות אקווריומים ביתיים של חובבים ומצא ריכוזים של 440 ,843 בהתאמה.
אז איזה תצורת יוד האצות יודעות לנצל? מעניין שרוב המחקר על זה מגיע ממקור בלתי צפוי משהו, הסוכות לאנרגיה אטומית! הם יודעים שקל מאד לנטר יוד רדיואקטיבי מניסויים גרעיניים בים (והרי רוב הניסויים הגרעניים נעשים בים ) נמצא שהאצות כהכללה גסה יודעות לקלטו הן יודיד והן יודאט . אמנם יש לציין כי ניכרת העדפה ברורה ליודיד ביחס של 5:30 . אמנם יש מיחס גס זה סטיות נרחבות בהתאמה לכל זן וזן.
אז למה האצה צריכה בכל יוד?
ראשית יש לציין כי לא ברור בדיוק למה הצמח קולט יוד. יש הסוברים שהיוד משמש להרתיע אוכלי עשב שונים (היוד כנראה לא טעים לכולם) . בנוסף ישנה תופעה שאצה מסנטזת מהיוד תרכובות אורגנו יודידיות המשמשות אולי סיגנלים למאקור אצות אחרות (אני אישית לא השתכנעתי בזה נשמע לי יותר כמו "התנהגות" של צמח ולא של אצה. )
האצה אוגרת בתוך רקמתה מספר חומרים אורגנו יודידים. דייודומטאן ,מטיל יויד, יודובוטאן. המחקרים של בלוצקי ושל MANLY מצביעים על כך שחומרים אלו הם כנראה תוצרי לוואי בכלל של כל מיני תהליכים של חמצון פרוקסידים בתא. אז חלק גדול מהיוד הנקלט הוא בכלל טעות של הביולוגיה!
טעות או לא חומרים אלו כן נחוצים לתהליכים רבים.
5) יוד ואלמוגים רכים.
מכל בעלי החיים הזקוקים ליוד למחייתם האלמוגים הרכים תופסים מקום מכובד למדי.
באלמוגים רכים שונים היוד מנוצל בצורות שונות. באלמוגים שחורים ממשפחת ANTIPATHARIA שחורים בגלל ריכוזי יוד גבוהים. בגין תכונה זו כבר לפני אלפי שנים שמשו כתכשיטים וחפצי נוי . (PAX 1940 )
יש חוקרים הסבורים כי היוד משמש כמעכב פעילות חיידקית הן אצל חסרי חוליות ימיים והן בקרב בעלי חיים אלעיים יותר (KIRK 1991 ) . למה בדיוק משמש היוד יש עדיין חלוקי דעות בקרב חוקרים ואנשי אקדמיה, אך מה שללא עוררין הוא הימצאותם הריכוזים גבוהים למדי ברקמות של אלמוגים קשים. Ron Shimeck מצא בקסניה פועמת (Pumping xenia ) שנלקחה מהטבע הכילה 350 PPM במשקל רטוב וקסניה גידול שבי הכילה 270 PPM משקל רטוב ו 1350 PPM במשקל יבש ריכוזים אלו מזכירים את הצטברות היוד בקרב מאקרו אצות. הכנסת יוד לתוך רקמות האורגניזם צורכת אנרגיה רבה, ואם היצור מוציא כמויות אנרגיה גבוהות כל כך להכניס יוד בכמויות גדולות ניתן להניח כי יש לו שימוש בכך. ולא מן אחר שלא היה מוציא כ"כ הרבה אנרגיה על אגירת יוד היה ניחן ביתרון אבולוציוני ותוך מספר דורות היה דוחק את אוכלוסיית הקסניות האוגרות יוד. ישנם אלמוגים אחרים רבים כגון Sacrophyton Sp. המכילות יוד ברקמת החיבור שלו אך אין נתונים מדויקים על ריכוזי יוד. (מידע לא מפורסם). מנסיון של מגדלים רבים ניכר ללא ספר שבמחסור של יוד (מתחת ל 0.05 PPM ) האלמוגים לא גדלים ומתחילים למות.
6)יוד וזואנטידים (פטריות).
זואנטידים או בשמם המדוייק יותר Corallimorpha או בשמם העממי "פטריות" וזאת על אף שבינם לבין פטריות פונגי דבר וחצי דבר, הינם בעצם שושנות ים (Dunn 1992) למרות שמבחינה מורפולוגית הם מפגינים דמיון רב מאד לאלמוגים קשים. Chen 1993 מציין כי "פטריות" ממשפחת Rhodactis בהעדר יוד יש תמותה כאשר החיות מסתגלות לאור חזק יותר, כאשר יש כמויות יוד גבוהות יותר במים התמותה קטנה יותר.
מעבר לכך יש נתונים מעטים על משפחה זאת, יש לציין כי לא רק בנושאי תזונה כי בכלל מעט מאד ידוע על הטקסונומיה וביולוגיה של חיות אלו (den Hartog 1990) . בכלל רק לפני שנתיים וחצי התחילו לנסות למיין אותם ולעשות סדר במשפחות שלהם...
בכל מקרה נראה כי חלק גדול מה"פטריות " בסגולות משתמשות ביוד לקבלת פיגמנט כחול (ולא בברזל או נחושת).
סוף חלק א'
http://www.animalnetwork.com/fish2/aqfm/1997/dec/art1215/biosm.jpg
מוקדש לאלי **** (המכונה צ'ינו ) שהזמין את הסקירה.
ראשי פרקים:
1. מבוא
2. הכרת החומר מבחינה כימית. (תרכובות שכיחות)
3. היוד בתהליכים בעולם החי. (סקירה כללית, היוד בים)
4. יוד ואצות. (מאקרו ומיקרו)
5. יוד ואלמוגים רכים.
6. יוד בשושנות ים ובזואנטידים (פטריות).
7. יוד ואלמוגים קשים.
8. יוד בספוגים.
9. יוד בחסרי חוליות אלעיים (שרימפ, סרטן, ).
10. יוד בדגים וכרישים.
11. תיסוף יוד באקווריום שונית (ריף).
12. תיסוף יוד באקווריום מרינה.
13. ערכות לבדיקת יוד במים מלוחים
.
14. תוספי יוד מוכנים.
15. תוספי יוד שניתן להכין לבד.
16. תודות.
17. לקט מקורות.
1)מבוא.
רובנו מכירים את היוד כחומר חיטוי סגול ושורף שאחות בית הספר הייתה נוהגת לנצל לענות תלמידים מסכנים.גבירותיי ורבותיי- נכון שהיוד הינו חומר מחטא בריכוז של מעל 30000 PPM , אבל זה רחוק מהיות תמונת המצב לגבי חומר זה. היוד הוא חומר שכיח למדי המצוי בתוך כולנו כמעט בכל מזון ובכלל מצוי בכמויות קטנות בכל חומר שאנחנו משתמשים. היוד גם הינו חומר זול (כחומר גלם! תסכימו שהורמון רדיואקטיבי סינתטיי לא יהיה זול כלל ועיקר מפאת המלאכה הרבה שהושקעה בהכנתו.)
אז מה יוד כן? אנחנו נראה בדפים הקרובים שיוד הינו חומר כימי דווקא די "חזק" ולכן די חשוב, נראה שהיוד מאד חשוב כתוסף, ושאקווריום מבוסס היטב עם אצות ואלמוגים רכים יכולים ל"יבש" את מאגר היוד בתוך יממה אחת! לכו ותדעו כמה מהכישלונות שלנו נובעים מחוסר או עודף של יוד! יצא לי לראות במו עיני אקווריום ריף שלמרות שהכל היה תקין בפילטרציה שלו האלמוגים פשוט דעכו לו מול העיניים, ששאלתי האם הוא מוסיף תוספים הוא אמר לי " כן אני שם פעם בחודש את השטויות הללו- הם רק בשביל לגנוב ממני עוד כסף נכון?". לאחר שהוספתי כמות מדויקת מה"שטויות הללו" תוך יממה האקווריום התאושש בצורה שהפתיעה אפילו אותי.
תוספים מוכנים יכולים להיות יקרים. בעיקר אם קונים בחנות יקרה. ניתן להכין לבד את כמעט כל התוספים , רק חשוב מאד לדייק במינון כי אחרת במקום להועיל חיסלת את כל המערכת חיש מהר! לדעתי יהיה נחמד אם משהו ייצר תוספי ריף איכותיים במחירים ריאלים ולא מנופחים (ראה להלן).
קריאה פוריה
יחיאל קופרמן. (קובלט)
2) הכרת החומר מבחינה כימית. (תרכובות שכיחות)
אז מה זה בעצם יוד?
יוד הינו יסוד כימי השייך לקבוצה של חומרים מהעזים שיש שנקראים "הלוגנים" כמו כלור וברום היוד הינו כמעט בקצה הטבלה המחזורית. בגלל שהוא נמצא נמוך יותר בטבלה הוא בעל יותר אלקטרונים ולכן היכולות שלו להתחמצן או להתחרז גדולות יותר מכל ההלוגנים האחרים.
. יוד יכול להיות מחומצן בהרבה תוצרי ביניים והרבה תרכובות כימיות להלן נתייחס רק לתצורות היציבות במי ים .
להלן מעט נתונים על החומר.
Name: Iodine
Symbol: I
Atomic Number: 53
יחידות מאסה אטומית - Atomic Mass: 126.90447 amu
Number of Protons/Electrons: 53
Number of Neutrons: 74
Classification: Halogen
Crystal Structure: Orthorhombic
Density @ 293 K: 4.93 g/cm3
Color: blackish
Atomic Structure
Number of Energy Levels: 5
First Energy Level: 2
Second Energy Level: 8
Third Energy Level: 18
Fourth Energy Level: 18
Fifth Energy Level: 7
http://www.altcancer.com/images/iodine_structure.jpg
קצת מידע כללי נוסף על החומר.
http://www.webelements.com/webelements/elements/media/element-pics/I.jpg
תאריך גילוי: 1811
התגלה בידי Bernard Courtois
מקור השם מהיונית IODES – סגול.
שימושים שכיחים: תוספי מזון לבני אדם ומזון בהמות, חומרי חיטו .
מקורות שכיחים: תרכובות נתרן ואשלגן.
סימן אטומי[/2u] I
למשפחת ההלוגנים.
משקל אטומי 126.90
תכונות
[u]נקודת התכה 113.35 C
נקודת רתיחה 184 C
צפיפות 4.98
אנרגית אידוי 39ץ28 קל/גר'
אנרגית המראה (סובלימציה) 55.94 קל'/גר'
קבוע דיואלקטרי 10ץ3 בטמפ' 23 C
מופע שכיח: גרגירים שחורים סגולים עם מראה מתכתי וריח חריף.
מסיסות נמוכה במים.
מסיסות גבוהה במומסים אורגנים שכיחים.
ריאקטיביות: כמו הלוגנים אחרים, כלור וברום אך בריאקציה פחות חזקה.
3) היוד בתהליכים בעולם החי. (סקירה כללית, היוד בים)
היוד בים מצוי בשני תצורות שכיחות ובנוסף אליהם למספר תוצרי ביניים לא יציבים ,ולכן קצרי חיים, שנתעלם מהם לעניננו.
יוד הינו חומר כימי המשמש בעולם החי כמולקולה בעלת פוטנציאל גדול לחמצון חיזור. היא משמשת להכנת הורמונים בבלוטת התריס (מגן), זהו ההורמון המפורסם אותו נוטלים כל חולי ההיפוטירודיזם "אלטרוקסין"4T ואחיו הקטן "טרטרוקסין" 3T. היוד משמש בעולם בצמח כחומר להכנת ויטמינים שונים וכן כקולט אלקטרונים בתהליכים שונים (QUENCHING) . בגוף האדם כאמור היוד מצטבר בבלוטת המגן ולכן שרוצים לבחון את תפקודיה נותנים יוד רדיואקטיבי ?(חלש מאד) ובוחנים את הצטברותה בבלוטה הנ"ל. למי מאתנו שזוכר, שהיה את התאונה בכור הגרעיני הסובייטי בצ'רנוביל חלקו כדורי יוד (KI) כדי להרוות את מאגרי הגוף להקשות על קליטת יוד רדיואקטיבי מסרטן. כאשר חסר בגוף האדם יוד נוצר מחלה של "זקפת" שמסירים את החלק המוגדל הניתוח. (Goiter) . לסיכום היוד משמש כאטום פעיל באנזימים מסוימים והן כחומר גלם להורמון –חומר סימון בתוך היצור.
תצורות שכיחות.
א)יודיד- I- זהו מולקולה בודדת של יוד היתרה אלקטרון באורביטלה החיצונית שלה. בעקבות כך היא נמצאת במצב חמצון
REDOX STATE –1
היודיד מצוי במי ים שעל פני הים בריכוז של 0.01 PPM. כשליש מהיוד המצוי בים נמצא במצב זה.
ב) יודאט (כמו ניטראט) זוהי מולקולה של 3 IO היא בתצורתה המרחבית פלנארית (כמו ניטראט ) עם אטום טעון במרכזה וסביבה עננה של שלושה אטומי חמצן. היודאט מצוי במי ים על פני המים בריכוז של 0.04 עד 0.06. כשני שלישים מהיוד המצוי במי ים הוא בתצורה זאת.
ג) תמיסות מסחריות שונות (כמו יוד בפולידין ולוגול לצביעת תאים.)
ד)תמיסות אורגניות , כגון I3CH המטיל יודיד.
היודיד הינו התצורה שרוב התהליכים בעולם החי מנצלים לצורכיהם. היודיד מתאפיין במומסות נמוכה למדי במים ולכן בהעדר חומר נשא המתפרק , כגון NaI - נתרן יודיד, המתפרק חיש מהר במים ורמתו תהיה נמוכה. החומר NaI מתפרק ל NA+ ול I- הנצלים ביולוגית. יש מעבר רב בין התצורות השונות. שמתם לב לדמיון בין המילה יודאט לניטראט? זה לא ממש צרוף מילים שכימאי חומד לצון קבע, אלא מעיד על דמיון בתצורה הכימית של שני החומרים. הניטראט במערכת ריף בריא מתפרקת לחנקן וחמצן באזורים אנוקסיים בתוך הסלע החי, יש חוקרים (Wong and Piumsomboon ) המצביעים על כך שיוד הופך מיודאט ליודיד דווקא באקוריומי ריף מבוססים ולכן ייתכן והאנזים Nitrate reductase ההופך ניטראט לחנקן וחמצן הופך יודאט ליודיד וחמצן ! ובכך מי שמוסיף יודאט באקווריום מרינה לא מועיל הרבה אך באקוריומי ריף ניתן להגיע בנקל למנת יתר (ראה להלן). גם יש לקחת בחשבון ביכולת פרוק הניטראט במערכת מוגבלת ואת אותם המערכות תופסות היודאט במקום ניטראט….
קיים דיון חם וסוער בין קבוצות מדענים שונים לגבי יכולת של אצות חד תאיות במים להמיר יודאט ליודיד. כנראה שהאמת יותר סבוכה ממש ששערנו. כנראה שכן יש המרה אבל לא בקצב אחיד וצפוי .
ישנם גם המרות של חומרים בתהליכים לא ביולוגים . אמצעי חמצון חזקים כגון מחוללי אוזון או מערכות עיקור אולטרה סגולות UV יכולות לעודד חמצון של יודיד ליודאט ולתוצרים אחרים. יש לציין גם שישנם תהליכים כימיים המתרחשים ספונטאנית כגון: המצאות של ויטמין C גורמת להמרה של יודאט ליודיד. חומרים מנטרלי כלור כדוגמת סודיום טיוסולפאט גם מסוגלים לפרק יודאט ליודיד.
רעילות של יוד.
להלן קטע מתוך גיליון בטיחות החומרים מסוכנים MSDS של יודיד
להלן קטע קצר מתוך גליון בטיחות חומרים של יוד. MSDS.
Toxicity of Components
Intraperitoneal Mouse LD50 for Water 190 g/kg
Intravenous Mouse LD50 for Water 25 g/kg
Carcinogenicity: NTP: No
IARC: No
Z List: No
OSHA: No
Carcinogenicity
None Identified
Reproductive Effects
None Identified
Effects of Overexposure
INHALATION: None Identified
SKIN CONTACT: None Identified
EYE CONTACT: None Identified
SKIN ABSORPTION: None Identified
INGESTION: None Identified
CHRONIC EFFECTS: None Identified
Target Organs
None Identified
Medical Conditions Generally Aggravated by Exposer
None Identified
לסיכום החומר די בטוח לשימוש.
לעיתים שאנו הולכים לבית המרקחת לקחת יוד מגיע תכשיר מסחרי המכיל2 I ו –I כולנו יודעים שתכשירים מסחריים רבים מאד מכילים יוד כחומר חיטוי (שמות מסחריים כמו פולידין וכדומה) .
מולקולה של I2
http://chem.salve.edu/chemistry/i2bond.gif
תכשירים אלו אכן הם קוטלי חיידקים , אך יש לציין כי הריכוזים הנדרשים להגיע לקוטל חיידקים חלש הוא מעל 30,000 PPM (פי חצי מליון מהמצוי במי ים) .
לגבי מידע טוקסיקולוגי של רמות רעילות של יוד בחיות ימיות (הן חוליתנים והן חסרי חוליות ) הוא דל למדי. אקדים המאוחר ואציין כי ידוע בודאות שכל בעלי החיים זקוקים ליוד על מנת לחיות ובעיקר חיות המנשלות זקוקות לקמות יוד גבוהות למדי.
דגי פורל (rainbow trout ) רגישים למדי פחות מ1 PPM I- קוטל 50 LC . ( מינון שהורג חצי מהכמות הנחשפת לחומר ) אך הם די אדישים ליודאט שה 50LC שלו 850 PPM !
פשפש במים Daphnia magna (דפניה מצויה) היו רגישים ל I2 בריכוז של 0.2 PPM ואליו יודאט ב 10 PPM.
בניסוי עם תערובת פלנקטון מהים לא נמצא עיכוב ברמות של 1.3 PPM. נתיחס בהמשך מאמר זה (למי שיהיה סבלנות לקרוא עד הסוף ) לגדילה מואצת של אצות שונות ברמות יוד גבוהות יותר.
4) יוד ומקרו אצות.
מאקרו אצות הינם אצות רב תאיות (לא צמחים) . המצאות יוד באצות אלו יודעה מזה כמאה שנה . זני אצות מסוימות מכילות יוד רב לעיתים עד 1 % ממשקל חומר היבש ברקמות.
לאצות באקוריומים יש חשיבות ב2 כיונים עיקרים,
א) אצות כמזון דגים וחסרי חוליות ימיים. זני דגים רבים זקוקים למזון צמחי רב (נצרנים ונתחנים) . דגים אלו בהעדר מזון טבעי חייבים לקבל תוספת יוד .
ב) כקישוטי נוי או סופחי פוספאטים (קולטי זרחה). לעיתים אנחנו שמים "צמחים" להוריד את רמות הפוספאט במערכות שלנו (ויש מי שמנסה להוריד רמות ניטראט ללא הצלחה מרובה).
במידה ונרצה גידול מוצלח של אצות אלו מן הראוי לוודא כי יש די יוד במים . ולא הם לא יוכלו לגדול.
באו נתבונן מקרוב בדוגמא שכיחה,
האצה Caulerpa racemosa (המכונה האצה הקטלנית במאמר של The journal of Maariv )מדווח שמכילה 800PPM משקל יבש, לעומת זאת בן דודה Caulerpa sertularoide מכילה רק כ 310 PPM יוד משקל יבש. הנתונים הללו הם באצות שגדלו בטבע. Ron Shimek מדווח שהוא חקר את אותם אצות שגדלו במערכות אקווריומים ביתיים של חובבים ומצא ריכוזים של 440 ,843 בהתאמה.
אז איזה תצורת יוד האצות יודעות לנצל? מעניין שרוב המחקר על זה מגיע ממקור בלתי צפוי משהו, הסוכות לאנרגיה אטומית! הם יודעים שקל מאד לנטר יוד רדיואקטיבי מניסויים גרעיניים בים (והרי רוב הניסויים הגרעניים נעשים בים ) נמצא שהאצות כהכללה גסה יודעות לקלטו הן יודיד והן יודאט . אמנם יש לציין כי ניכרת העדפה ברורה ליודיד ביחס של 5:30 . אמנם יש מיחס גס זה סטיות נרחבות בהתאמה לכל זן וזן.
אז למה האצה צריכה בכל יוד?
ראשית יש לציין כי לא ברור בדיוק למה הצמח קולט יוד. יש הסוברים שהיוד משמש להרתיע אוכלי עשב שונים (היוד כנראה לא טעים לכולם) . בנוסף ישנה תופעה שאצה מסנטזת מהיוד תרכובות אורגנו יודידיות המשמשות אולי סיגנלים למאקור אצות אחרות (אני אישית לא השתכנעתי בזה נשמע לי יותר כמו "התנהגות" של צמח ולא של אצה. )
האצה אוגרת בתוך רקמתה מספר חומרים אורגנו יודידים. דייודומטאן ,מטיל יויד, יודובוטאן. המחקרים של בלוצקי ושל MANLY מצביעים על כך שחומרים אלו הם כנראה תוצרי לוואי בכלל של כל מיני תהליכים של חמצון פרוקסידים בתא. אז חלק גדול מהיוד הנקלט הוא בכלל טעות של הביולוגיה!
טעות או לא חומרים אלו כן נחוצים לתהליכים רבים.
5) יוד ואלמוגים רכים.
מכל בעלי החיים הזקוקים ליוד למחייתם האלמוגים הרכים תופסים מקום מכובד למדי.
באלמוגים רכים שונים היוד מנוצל בצורות שונות. באלמוגים שחורים ממשפחת ANTIPATHARIA שחורים בגלל ריכוזי יוד גבוהים. בגין תכונה זו כבר לפני אלפי שנים שמשו כתכשיטים וחפצי נוי . (PAX 1940 )
יש חוקרים הסבורים כי היוד משמש כמעכב פעילות חיידקית הן אצל חסרי חוליות ימיים והן בקרב בעלי חיים אלעיים יותר (KIRK 1991 ) . למה בדיוק משמש היוד יש עדיין חלוקי דעות בקרב חוקרים ואנשי אקדמיה, אך מה שללא עוררין הוא הימצאותם הריכוזים גבוהים למדי ברקמות של אלמוגים קשים. Ron Shimeck מצא בקסניה פועמת (Pumping xenia ) שנלקחה מהטבע הכילה 350 PPM במשקל רטוב וקסניה גידול שבי הכילה 270 PPM משקל רטוב ו 1350 PPM במשקל יבש ריכוזים אלו מזכירים את הצטברות היוד בקרב מאקרו אצות. הכנסת יוד לתוך רקמות האורגניזם צורכת אנרגיה רבה, ואם היצור מוציא כמויות אנרגיה גבוהות כל כך להכניס יוד בכמויות גדולות ניתן להניח כי יש לו שימוש בכך. ולא מן אחר שלא היה מוציא כ"כ הרבה אנרגיה על אגירת יוד היה ניחן ביתרון אבולוציוני ותוך מספר דורות היה דוחק את אוכלוסיית הקסניות האוגרות יוד. ישנם אלמוגים אחרים רבים כגון Sacrophyton Sp. המכילות יוד ברקמת החיבור שלו אך אין נתונים מדויקים על ריכוזי יוד. (מידע לא מפורסם). מנסיון של מגדלים רבים ניכר ללא ספר שבמחסור של יוד (מתחת ל 0.05 PPM ) האלמוגים לא גדלים ומתחילים למות.
6)יוד וזואנטידים (פטריות).
זואנטידים או בשמם המדוייק יותר Corallimorpha או בשמם העממי "פטריות" וזאת על אף שבינם לבין פטריות פונגי דבר וחצי דבר, הינם בעצם שושנות ים (Dunn 1992) למרות שמבחינה מורפולוגית הם מפגינים דמיון רב מאד לאלמוגים קשים. Chen 1993 מציין כי "פטריות" ממשפחת Rhodactis בהעדר יוד יש תמותה כאשר החיות מסתגלות לאור חזק יותר, כאשר יש כמויות יוד גבוהות יותר במים התמותה קטנה יותר.
מעבר לכך יש נתונים מעטים על משפחה זאת, יש לציין כי לא רק בנושאי תזונה כי בכלל מעט מאד ידוע על הטקסונומיה וביולוגיה של חיות אלו (den Hartog 1990) . בכלל רק לפני שנתיים וחצי התחילו לנסות למיין אותם ולעשות סדר במשפחות שלהם...
בכל מקרה נראה כי חלק גדול מה"פטריות " בסגולות משתמשות ביוד לקבלת פיגמנט כחול (ולא בברזל או נחושת).
סוף חלק א'