Sources de micronutriments cuivre et iode

L’iodure cuivreux (iodure de cuivre (I), CuI) est utilisé comme source d’iode et de cuivre alimentaire dans les aliments pour chiens et les aliments pour animaux en sel de table…. Il présente l’avantage d’ajouter le micronutriment cuivre ainsi que l’iode.

Figure \(\PageIndex{1}\) iodure de cuivre (I)

Le cuivre est un nutriment essentiel, mais il est modérément toxique à des doses plus élevées,, des doses d’au moins 11 mg/kg étant nécessaires pour obtenir un effet toxique. Les composés du cuivre sont utilisés comme algicide, fongicide sur les raisins, et herbicide aquatique utilisé pour contrôler les algues dans les étangs, mais ils sont beaucoup moins toxiques pour les mammifères. La faible solubilité du CuI (0,00042 g/L ou 0,42 mg/L) élimine le risque d’empoisonnement au cuivre, tout en fournissant les très faibles 150 µg d’AJR en iode.

Nous avons déjà vu les effets d’une carence en iode. La carence en cuivre entraîne un taux élevé de graisses (triglycérides), une maladie du foie gras, un faible taux de mélanine (sensibilité aux coups de soleil) et un faible taux de dopamine (associé à la dépression).

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles l’iodure de cuivre (II), CuI2 avec deux fois plus d’iode par cuivre que CuI, n’est pas utilisé comme supplément d’iode, mais nous devons d’abord comprendre complètement la signification des formules CuI et CuI2.

La théorie atomique de Dalton a pu expliquer le fait que le CuI a une composition prévisible (pourcentages de Cu et de I), nous sommes absolument certains de la quantité de Cu et de la quantité de I que nous obtenons de toute source nutritionnelle de CuI. La théorie de Dalton nous permet également de prédire les compositions de composés iodés encore inconnus ; par exemple, nous verrons comment prédire la composition de CuI2 à partir de celle de CuI.

Pour tester une théorie, nous l’utilisons d’abord pour faire une prédiction sur le monde macroscopique. Si la prédiction concorde avec les données existantes, la théorie passe le test. Si ce n’est pas le cas, la théorie doit être écartée ou modifiée. Si les données ne sont pas disponibles, il faut poursuivre les recherches. Finalement, les résultats des nouvelles expériences peuvent être comparés aux prédictions de la théorie.

Par exemple, le postulat 3 de la théorie atomique de Dalton affirme que les atomes ne sont pas créés, détruits ou modifiés dans une réaction chimique. Le postulat 2 dit que les atomes d’un élément donné ont une masse caractéristique : Par déduction logique, donc, des nombres égaux de chaque type d’atome doivent apparaître sur les côtés gauche et droit des équations chimiques telles que

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et la masse totale des réactifs doit être égale à la masse totale des produits. La théorie atomique de Dalton prédit la loi expérimentale de conservation de la masse de Lavoisier.

Une deuxième prédiction de la théorie atomique est un peu plus complexe. Un composé un nombre défini de deux ou plusieurs types d’atomes. Peu importe comment, quand ou où un composé est fabriqué, il doit toujours avoir les mêmes ratios d’atomes différents. Ainsi, l’iodure cuivreux a pour formule CuI ; quelle que soit la quantité que nous avons ou l’origine du composé, il y aura toujours deux fois plus d’atomes d’iode que d’atomes de cuivre. Comme chaque type d’atome a une masse caractéristique, la masse d’un élément qui se combine avec une masse fixe de l’autre doit toujours être la même. Dans l’iodure cuivreux, par exemple, si chaque atome d’iode est 2,00 fois plus lourd qu’un atome de cuivre (comme nous le savons maintenant par spectrométrie de masse), le rapport des masses serait

Quel que soit le nombre de molécules d’iodure cuivreux que nous avons, chacune a la même proportion d’iode, et donc tout échantillon d’iodure cuivreux doit avoir cette même proportion d’iode. Nous venons de déduire la loi de la composition constante, parfois appelée loi des proportions définies : Lorsque des éléments se combinent pour former un composé, ils le font toujours dans un rapport de masse exactement identique. Cette loi avait été postulée en 1799 par le chimiste français Proust (1754 à 1826), quatre ans avant que Dalton ne propose la théorie atomique, et sa dérivation logique de la théorie a contribué à l’acceptation de cette dernière. La loi de la composition constante souligne le fait que la composition et les autres propriétés d’un composé pur sont indépendantes de la personne qui l’a préparé ou de sa provenance. On peut s’attendre à ce que le dioxyde de carbone trouvé sur Mars, par exemple, ait la même composition que sur Terre, tandis que la vitamine C naturelle extraite et purifiée des cynorhodons a exactement la même composition que la vitamine C synthétique préparée par une entreprise pharmaceutique. La pureté absolue est cependant une limite idéale dont nous ne pouvons que nous approcher, et les propriétés de nombreuses substances peuvent être affectées par la présence de très petites quantités d’impuretés.

Que dire de CuI2 ? Il devrait avoir deux fois plus d’iode ! L’équation chimique de synthèse de l’iodure cuivrique est

Figure \(\PageIndex{2}\) Structure de l’iodure de cuivre (I)

Figure \(\PageIndex{3}\) Structure de la Tolbachite ; L’hypothétique CuI2 devrait être similaire. Notez que les atomes de cuivre sont au centre de 6 atomes d’I, tant dans le CuI que dans la Tolbachite.

Figure \(\PageIndex{4}\) Aspect de l’iodure de cuivre (II) (Tohbachite) CuCl2 ; CuI2 devrait être similaire

Mais l’iodure cuivrique est instable, et se décompose immédiatement en CuI et I2 :

Le chlorure de cuivre (II) (CuCl2) est stable et son aspect est montré ci-dessus ; CuI2 aurait un aspect similaire. Donc, le CuI2 ne peut pas être utilisé comme complément car il est instable. Mais même s’il existait, sa couleur verte probable l’exclurait probablement de l’utilisation dans le sel !

D’après les formules CuI et CuI2, nous pouvons voir que l’iodure de cuivre (I) ne possède qu’un atome d’iode pour chaque atome de cuivre, tandis que l’iodure de cuivre (II) possède 2 atomes d’iode pour chaque atome de cuivre. Ainsi, pour un nombre donné d’atomes de cuivre, l’iodure de cuivre (II) aura toujours deux fois plus d’atomes d’iode que l’iodure de cuivre (I). Toujours en utilisant le postulat 2 de la théorie atomique de Dalton, les atomes ont des masses caractéristiques, et donc deux fois plus d’atomes d’iode correspondent à deux fois la masse d’iode.

On peut donc dire que pour une masse donnée de cuivre, l’iodure de cuivre (II) contiendra deux fois la masse d’iode que l’iodure de cuivre (I). La masse d’iode divisée par deux dans CuI résulte de la perte de I2 par CuI2 dans l’équation (3)]

Le raisonnement et les calculs ci-dessus illustrent la loi des proportions multiples. Lorsque deux éléments forment plusieurs composés, le rapport de masse dans un composé sera un petit multiple entier du rapport de masse dans un autre. Dans le cas de l’iodure de cuivre (I) et de l’iodure de cuivre (II), les rapports massiques de l’iode au cuivre sont respectivement de 2,00:1 et de 4,00:1. La deuxième valeur est un petit multiple entier de (2 fois) la première.

Jusqu’à la proposition de la théorie atomique, personne ne s’attendait à ce qu’il existe une relation entre les rapports de masse dans deux ou plusieurs composés contenant les mêmes éléments. Comme la théorie prédisait de telles relations, Dalton et d’autres chimistes ont commencé à les rechercher. Très vite, de nombreuses preuves expérimentales ont été accumulées pour montrer que la loi des proportions multiples était valide. Ainsi, la théorie atomique était capable de rendre compte de faits et de lois déjà connus, et elle prédisait également une nouvelle loi. Afin de vérifier cette prédiction, Dalton et ses contemporains ont réalisé de nombreuses expériences quantitatives supplémentaires. Celles-ci ont conduit à d’autres faits, d’autres lois et, finalement, à des théories nouvelles ou modifiées. Cette caractéristique de stimuler plus de recherche et de réflexion a mis les postulats de Dalton dans la compagnie distinguée d’autres bonnes théories scientifiques.

Du ChemPRIME : 2.4 : Test de la théorie atomique

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