Fuentes de micronutrientes de cobre y yodo

El yoduro cuproso (yoduro de cobre (I), CuI) se utiliza como fuente de yodo y cobre dietético en la comida para perros de sal de mesa y en los piensos. Tiene la ventaja de añadir el micronutriente cobre además del yodo.

Figura \(\PageIndex{1}) yoduro de cobre (I)

El cobre es un nutriente esencial, pero es moderadamente tóxico a dosis elevadas, requiriéndose dosis de al menos 11 mg/kg para un efecto tóxico. Los compuestos de cobre se utilizan como alguicida, fungicida en las uvas y herbicida acuático para controlar las algas en los estanques, pero son mucho menos tóxicos para los mamíferos. La baja solubilidad del CuI (0,00042 g/L o 0,42 mg/L) elimina el riesgo de envenenamiento por cobre, a la vez que aporta los bajísimos 150 µg de CDR de yodo.

Ya hemos visto los efectos de la carencia de yodo. La deficiencia de cobre conduce a altos niveles de grasa (triglicéridos), enfermedad del hígado graso, bajos niveles de melanina (susceptibilidad a las quemaduras solares), y bajos niveles de dopamina (asociados con la depresión).

Hay varias razones por las que el yoduro de cobre (II), CuI2 con el doble de yodo por cobre que el CuI, no se utiliza como un suplemento de yodo, pero primero tenemos que entender completamente los significados de las fórmulas CuI y CuI2.

La teoría atómica de Dalton fue capaz de explicar el hecho de que el CuI tiene una composición predecible (porcentajes de Cu e I), estamos absolutamente seguros de cuánto Cu y cuánto I obtenemos de cualquier fuente nutricional de CuI. La teoría de Dalton también nos permite predecir las composiciones de compuestos de yodo aún desconocidos; por ejemplo, veremos cómo predecir la composición del CuI2 a partir de la del CuI.

Para probar una teoría, primero la utilizamos para hacer una predicción sobre el mundo macroscópico. Si la predicción coincide con los datos existentes, la teoría pasa la prueba. Si no lo hace, la teoría debe ser descartada o modificada. Si no se dispone de datos, hay que seguir investigando. Finalmente, los resultados de los nuevos experimentos pueden compararse con las predicciones de la teoría.

Por ejemplo, el postulado 3 de la Teoría Atómica de Dalton afirma que los átomos no se crean, destruyen o cambian en una reacción química. El postulado 2 dice que los átomos de un determinado elemento tienen una masa característica: Por deducción lógica, entonces, deben aparecer números iguales de cada tipo de átomo en los lados izquierdo y derecho de las ecuaciones químicas como

y la masa total de los reactantes debe ser igual a la masa total de los productos. La teoría atómica de Dalton predice la ley experimental de conservación de la masa de Lavoisier.

Una segunda predicción de la teoría atómica es un poco más compleja. Un compuesto un número definido de dos o más tipos de átomos. No importa cómo, cuándo o dónde se haga un compuesto, siempre debe tener las mismas proporciones de átomos diferentes. Así, el yoduro cuproso tiene la fórmula CuI, no importa cuánto tengamos o de dónde proceda el compuesto, siempre habrá el doble de átomos de yodo que de cobre. Como cada tipo de átomo tiene una masa característica, la masa de un elemento que se combina con una masa fija del otro debe ser siempre la misma. En el yoduro cuproso, por ejemplo, si cada átomo de yodo es 2,00 veces más pesado que un átomo de cobre (como sabemos ahora por la espectrometría de masas), la relación de masas sería

No importa cuántas moléculas de yoduro cuproso tengamos, cada una tiene la misma proporción de yodo, por lo que cualquier muestra de yoduro cuproso debe tener esa misma proporción de yodo. Acabamos de deducir la ley de la composición constante, a veces llamada ley de las proporciones definidas: Cuando los elementos se combinan para formar un compuesto, siempre lo hacen exactamente en la misma proporción de masas. Esta ley había sido postulada en 1799 por el químico francés Proust (1754 a 1826), cuatro años antes de que Dalton propusiera la teoría atómica, y su derivación lógica de la teoría contribuyó a la aceptación de ésta. La ley de la composición constante establece el importante punto de que la composición y otras propiedades de un compuesto puro son independientes de quién lo haya preparado o de dónde proceda. El dióxido de carbono encontrado en Marte, por ejemplo, puede tener la misma composición que el de la Tierra, mientras que la vitamina C natural extraída y purificada de los escaramujos tiene exactamente la misma composición que la vitamina C sintética preparada por una empresa farmacéutica. La pureza absoluta es, sin embargo, un límite ideal al que sólo podemos acercarnos, y las propiedades de muchas sustancias pueden verse afectadas por la presencia de cantidades muy pequeñas de impurezas.

¿Y el CuI2? ¡Debería tener el doble de yodo! La ecuación química para la síntesis del yoduro cúprico es

Figura \N(\PageIndex{2}) estructura del yoduro de cobre (I)

Figura \(\PageIndex{3}\a) Estructura de la Tolbachita; El hipotético CuI2 debería ser similar. Nótese que los átomos de cobre están en el centro de 6 átomos de I tanto en CuI como en Tolbachita.

Figura (\PageIndex{4}) Aspecto del yoduro de cobre (II) (Tohbachita) CuCl2; el CuI2 debería ser similar

Pero el yoduro cúprico es inestable, y se descompone inmediatamente en CuI e I2:

El cloruro de cobre (II) (CuCl2) es estable y su aspecto se muestra arriba; el CuI2 tendría un aspecto similar. Así que el CuI2 no puede usarse como suplemento porque es inestable. Pero incluso si existiera, su probable color verde probablemente lo excluiría del uso en la sal

De las fórmulas CuI y CuI2 podemos ver que el yoduro de cobre (I) tiene sólo 1 átomo de yodo por cada átomo de cobre, mientras que el yoduro de cobre (II) tiene 2 átomos de yodo por cada átomo de cobre. Así, para un número determinado de átomos de cobre, el yoduro de cobre (II) siempre tendrá el doble de átomos de yodo que el yoduro de cobre (I). Utilizando de nuevo el postulado 2 de la Teoría Atómica de Dalton, los átomos tienen masas características, por lo que el doble de átomos de yodo corresponde al doble de masa de yodo.

Por tanto, podemos decir que para una masa dada de cobre, el yoduro de cobre (II) contendrá el doble de masa de yodo que el yoduro de cobre (I). La masa reducida a la mitad de yodo en el CuI es el resultado de la pérdida de I2 por el CuI2 en la Ec. (3).]