Železo

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
manganželezokobalt
Fe
Ru  
 
 
Fe-TableImage.png
Splošno
Ime, simbol, vrstno število železo, Fe, 26
Kemijska vrsta prehodna kovina
Skupina, perioda, blok 8 (VIIIB), 4 , d
Gostota, trdota 7874 kg/m3, 4,0
Videz svetleča kovina
s primesjo sive
Fe,26.jpg
Lastnosti atoma
Relativna atomska masa 55,845(2) a. e. m.[1]
Atomski polmer (izračunan) 140 (156) pm
Kovalentni polmer 125 pm
van der Waalsov polmer ni podatka
Elektronska konfiguracija [Ar]3d64s2
e- na energijski nivo 2, 8, 14, 2
Oksidacijska stanja −2, −1, +1,[2] +2, +3, +4, +5,[3] +6
​(amfoteren oksid)
Kristalna struktura telesno centrirana kocka,
a = 286,65 pm,
ploskovno centrirana kocka
(pri T = 1185 – 1667 K)
Fizikalne lastnosti
Agregatno stanje trdno (feromagnetik)
Tališče 1808 K (2795 °F)
Vrelišče 3023 K (4982 °F)
Molski volumen 7,09 ×10−6 m3/mol
Izparilna toplota 349,6 kJ/mol
Talilna toplota 13,8 kJ/mol
Parni tlak 7,05 Pa pri 1808 K
Hitrost zvoka 4910 m/s pri 293,15 K
Razne lastnosti
Elektronegativnost 1,83 (Paulingova lestvica)
Specifična toplota 440 J/(kg · K)
Električna prevodnost 10,4 106/(m·ohm)
Toplotna prevodnost 80,2 W/(m·K)
1. ionizacijski potencial 762,5 kJ/mol
2. ionizacijski potencial 1561,9 kJ/mol
3. ionizacijski potencial 2957 kJ/mol
4. ionizacijski potencial 5290 kJ/mol
Najstabilnejši izotopi
izo NA t1/2 DM DE MeV DP
54Fe 5,8 % Fe je stabilen z 28 nevtroni
55Fe {sint.} 2,73 y ε capture 0,231 55Mn
56Fe 91,72 % Fe je stabilen z 30 nevtroni
57Fe 2,2 % Fe je stabilen z 31 nevtroni
58Fe 0,28 % Fe je stabilen z 32 nevtroni
59Fe {sint.} 44,503 d β 1,565 59Co
60Fe {sint.} 1,5E6 y β- 3,978 60Co
Če ni označeno drugače, so
uporabljene enote SI in standardni pogoji.

Železo je kemični element s simbolom Fe (iz latinskega ferrum) in vrstnim številom 26. Je kovina iz prvega niza prehodnih elementov.[4]

Po masi je najpogostejši element na Zemlji, saj tvori večino Zemljinega zunanjega in notranjega jedra. V Zemljini skorji je četrti najpogostejši element. Njegovo obilje v zemeljskih planetih je posledica jedrskega zlivanja v zelo masivnih zvezdah (zvezdna nukleosinteza), v katerem v zadnji jedrski reakciji, ki je eksotermna, nastaja 56Ni, ki razpade na najpogostejša železova izotopa 56Fe (~ 92 %) in 54Fe (~ 6 %). Radioaktivni nikelj je zato zadnji element, ki nastane pred silovitim propadom supernove, po katerem se kot predhodnik radionukleotida železa razprši po vesolju. Železo in nikelj sta zato najpogostejši kovini v kovinskih meteoritih in skorjah planetov, kakršna je Zemlja.

Železo spada v 8. skupino periodnega sistema elemetov in ima zato številna oksidacijska stanja: od -2 do +6. Najpogostejši sta +2 in +3. V elementarnem stanju se pojavlja v meteoroidih in okoljih z nizko vsebnostjo kisika. V stiku z vodo in kisikom je reaktivno. Sveža površina železa je bleščeče srebrno siva, vendar se na vlažnem zraku hitro prevleče s hidriranimi železovimi oksidi, bolj znanimi kot rja. Na nasprotju z nekaterimi kovinami, ki se na zraku pasivirajo in s tem prekinejo proces oksidacije, imajo železovo oksidi večji volumen od kovine in se odluščijo, s čimer izpostavijo koroziji novo svežo površino.

Kovinsko železo se uporablja že od pradavnine. Pred njim se je uporabljal baker in njegove zlitine, ki imajo nižje tališče. Čisto železo, katerega se ne da pridobiti s plavžno obdelovo železove rude, je relativno mehko. Njegovo trdoto in trdnost močno povečajo nečistoče, zlasti ogljik, s katerim se onesnaži v plavžu. Železa z 0,002 - 2,1% ogljika so ogljikova jekla, ki so do 1000 krat trša od čistega železa. Surovo železo se proizvaja v plavžih, v katerih se železova ruda reducira s koksom do elementarnega železa. Nadaljnja obdelava surovega železa s kisikom zniža vsebnost ogljika na raven, primerno za jekla. Jekla in železove zlitine z nizko vsebnostjo ogljika so poleg zlitin z drugimi kovinami (jeklene zlitine) zaradi svoje široke palete koristnih lastnosti in obilja železovih rud daleč najpogostejše industrijske kovine.

Zelo uporabne so tudi železove spojine. Zmes železovega(III) oksida (Fe2O3) in uprašenega aluminija je termit, ki se uporablja za varjenje in rafiniranje rud. Železo tvori s halogeni in halkogeni binarne spojine. Med njegovimi najbolj znanimi organokovinskimi spojinami je ferocen (bis(η5-ciklopentadienil)železo, C10H10Fe), ki je bil prva odkrita sendvičasta spojina.

Železo igra pomembno vlogo tudi v biologiji, ker tvori v hemoglobinu in mioglobinu komplekse z molekularnim kisikom. Obe spojini sta proteina, ki v vretenčarjih prenašata kisik za celično dihanje. Železo je vezano tudi na aktivnih mestih v mnogo pomembnih redukcijsko-ksidacijskih encimih in sodeluje v redukcijsko-oksidacijskih procesih v rastlinah in živalih.

Značilnosti[uredi | uredi kodo]

Mehanske lastnosti[uredi | uredi kodo]

Značilne vrednosti natezne trdnosti (NT) in trdote po Brinellu (TB) zazličnih vrst železa in jekla[5][6]
Železo/jeklo NT
(MPa)
TB
(Brinell)
Monokristalna vlakna 11000
Cementirano jeklo 2930 850–1200
Martenzitno jeklo 2070 600
Bajnitno jeklo 1380 400
Perlitno jeklo 1200 350
Hladno obdelano železo 690 200
Drobnozrnato železo 340 100
Železo z ogljikom 140 40
Čisto monokristalno železo 10 3

Mehanske lastnosti železa in njegovih zlitin se vrednotijo na različne načine. Trdoto, na primer, se lahko določa z Brinellovo, Rockwellovo ali Vickersovo metodo. Podatki za železo so tako skladni, da se pogosto uporabljajo za umerjanje instrumentov ali za primerjavo preskusov.[6] Mehanske lastnosti železa so zelo odvisne od nečistoč. Monokristali zelo čistega železa, ki se uporablja v znanstvenih raziskavah, so mehkejši od aluminija.[5] Najčistejše industrijsko proizvedeno železo s čistočo 99,99 % ima Brinellovo trdoto 20-30.[7] Z naraščanjem vsebnosti ogljika sprva zelo narasteta tako trdota kot natezna trdnost. Maksimalno trdoto 65 Rc ima železo z 0,6 % ogljika, ki ima po drugi strani zelo majhno natezno trdnost.[8]

Molski volumen α-železa pri sobni temperaturi v odvisnosti od tlaka

Zaradi pomembnosti železa v jedrih planetov so se obširno raziskovale tudi njegove lastnosti pri visokih tlakih in temperaturah. S preskusi so ugotovili, da se obliko železa, ki je stabilna pri standardnih pogojih, lahko obremeni s tlakom do približno 16 GPa, preden se pretvori v visokotlačno obliko.

Fazni diagram in alotropi[uredi | uredi kodo]

Železo je zgleden primer alotropije kovin. Ima najmanj štiri alotropne oblike, znane kot α, γ, δ, in ε-železo. Nekaj, sicer spornih poskusov kaže, da je pri zelo visokih tlakih in temperaturah stabilno tudi β-železo.[9]

Nizkotlačni fazni diagram čistega železa

Ohlajajoče se raztaljeno železo začne kristalizirati pri 1538 °C kot δ-alotrop, ki ima kristalno strukturo telesno centrirane kocke. Z nadaljnjim ohlajanjem se pri 1394 °C pretvori v γ-alotrop (avstenit), ki ima kristalno strukturo ploskovno centrirane kocke. Pri temperaturi 912 °C se struktura ponovno pretvori v telesno centrirano kocko ali α-železo (ferit). Pri 770 °C (Curiejeva temperatura, Tc) se železo še zadnjikrat pretvori in postane magnetno. Pri prehodu skozi Curiejevo temperaturo se kristalna struktura ne spremeni, pač pa se spremeni »domena strukture«, v kateri vsebuje vsaka domena železo s posebnim elektronskim spinom. V nemagnetiziranem železu so vsi elektronski spini atomov znotraj ene domene obrnjeni v eno smer, v drugi domeni pa v drugo smer, tako da se njihov učinek izniči. Rezultat je nemagnetno železo. V magnetiziranem železu so vsi elektronski spini usklajeni, tako da se magnetni učinki sosednjih domen medsebojno krepijo. Čezudi vsebuje vsaka domena več milijard atomov, je zelo majhna in ima premer samo približno 10 mikrometrov.[10] Pri tlakih nad približno 10 GPa in temperaturah nekaj sto K ali manj, se struktura α-železa pretvori v heksagonalni gosto pakirani sklad, ki je znana tudi kot ε-železo. Pri višjih temperaturah se v ε-železo pretvori tudi γ-železo, vendar je zato potrebna višja temperatura. β-faza, če sploh obstaja, bi se lahko pojavila šele pri tlaku najmanj 50 GPa in temperaturi najmanj 1500 K. Zanjo se domneva, da bi lahko imela ortorombsko strukturo ali strukturo z dvojnim gosto pakiranim skladom.[9]

Bolj kot železo so pomembne njegove zlitine z nekaterimi kovinami in ogljikom. Obstaja veliko vrst jekla z zelo različnimi lastnostmi, za njihovo razumevanje in proizvodnjo pa je ključno poznavanje alotropov železa.

α-železo ali ferit je pri normalnih temperaturah najbolj stabilna oblika železa. Je precej mehka kovina, v kateri se lahko raztopi samo majhna količina ogljika, pri 910 °C ne več kot 0,021 masnih %.[11]

Pri temperaturah med 912 in 1400 °C se struktura α-železa pretvori iz telesno centrirane v ploskovno centrirano kocko - γ-železo ali avstenit. Ta oblika železa je približno enako mehka, vendar se v njej lahko raztopi več ogljika, pri 1146 °C kar 2,04 masnih %. Avstenit je uporaben za proizvodnjo nekaterih vrst nerjavnih jekel, primernih za izdelavo nožev ter bolnišnične in kuhinjske opreme.[10]

Visokotlačne faze železa so pomembne kot končni člen modelov za trdne dele jeder planetov. Za notranje jedro Zemlje se na splošno domneva, da je sestavljeno večinoma iz zlitine železa in niklja s strukturo ε (ali morda β).

Tališče železa je eksperimentalno dobro določeno za tlake do približno 50 GPa. Za višje tlake so različne študije določile trojno točko γ-ε-tekočina pri tlakih, ki se razlikujejo za več deset GPa in so prinesli razlike v tališčih, večje od 1000 K. Na splošno gledano kažeta računalniška simulacija molekularne dinamike taljenje železa in poskusi z udarnimi valovi višja tališča in veliko bolj strme naklone talilnih krivulj kot statični poskusi, izvedeni v celicah z diamantnim nakovalom.[12]

Izotopi[uredi | uredi kodo]

Naravno železo sestavljajo štirje stabilnih izotopi: 54Fe (5,845 %), 56Fe (91,754 %), 57Fe (2,119 %) in 58Fe (0,282 %), od katerih ima samo 57Fe spin (−1⁄2). Za nuklid 54Fe se domneva, da je podvržen dvojnemu beta razpadu, vendar tega pojava nikoli niso opazili. Določili so samo spodnjo mejo razpolovnega časa, ki znaša t1/2 > 3,1×1022 let.

60Fe je ugasel radionuklid z dolgim razpolovnim časom (2,6 milijona let).[13] Na Zemlji ga niso odkrili. Njegov končni razpadni produkt je stabilen nuklid 60Ni.

Večina preteklega dela pri merjenju izotopske sestava železa se je osredotočala na določanje zazličkov 60Fe, nastalih v procesih, ki spremljajo nukleosintezeo, se pravi na študije meteoritov, in procese nastajanja rud. V zadnjem desetletju je napredek v masni spektrografiji omogočil detekcijo in kvantifikacijo minutnih naravnih sprememb v razmerjih stabilnih železovih izotopov. Gonilna sila teh raziskav so še vedno znanstvene skupnosti, ki preučujejo Zemljo in planete, čeprav so se v zadnjem času začele pojavljati tudi aplikacije za biološke in industrijske sisteme.[14]

Za jedrske znanstvenike je še zlasti zanimiv najpogostejši železov izotop 56Fe, ki je hkrati najpogostejši zadnji člen nuleosinteze. Pogosto se napačno navaja, da je izotop z najvišjo vezno energijo, čeprav je to v resnici 62Ni.[15] Ker se 56Ni brez težav proizvaja iz lažjih jeder v alfa procesih jedrskih reakcij v supernovah, je prav on (14 alfa delcev, se pravi helijevih jeder) končni člen fuzijskih verig znotraj izjemno masivnih zvezd, saj bi dodajanje še enega helijevega jedra, ki bi dalo 60Zn, zahtevalo veliko več energije. 56Ni, katerega razpolovni čas je približno šest dni, se v teh zvezdah sicer masovno proizvaja, vendar hitro razpada, najprej do radioaktivnega 60Co in nato do stabilnega 56Fe. Slednji nuklid je zato v vesolju zelo pogost v primerjavi z drugimi kovinskimi elementi s približno enako atomsko maso.

V fazah na meteoritih Semarkona in Chervony Kut je korelacija med koncentracijo 60Ni, hčerinskega produkta 60Fe, in vsebnostjo stabilnih železovih izotopov, kar dokazuje obstoj 60Fe v času nastanka našega Osončja. Energija, ki se je sprostila z razpadom 60Fe, je skupaj z energijo, ki se je sprostila z razpadom radionukleida 26Al, morda povzročila pretalitev in diferenciacijo asteroidov po njihovem nastanku pred približno 4,6 milijarde let. Še globlji vpogled v rojstvo in našega Osončja bi lahko omogočila pogostost 60Ni v izvenzvezdnem gradivu.[16]

Jedra železovih atomov imajo eno od najvišjih veznih energij na nukleon, katero presega samo nikljev izotop 62Ni, ki nastaja z jedrskim zlivanjem v zvezdah. Zelo majhen delček energije bi se sicer še lahko pridobil s sintezo 62Ni, vendar razmere za to sintezo na zvezdah niso primerne. V porazdelitvi elementov na Zemlji železo močno presega nikelj, kar predvidoma velja tudi za tvorjenje elementov v supernovah.[17]

56Fe je najtežji stabilni izotop, ki nastaja z alfa procesi v zvezdni nukleosintezi. Elementi, težji od železa in niklja, zahtevajo za svoj nastanek supernovo. Železo je najpogostejši element v jedrih rdečih velikanov in najpogostejša kovina v železnih meteoritih in v gostih jedrih planetov, kakršna je Zemlja.

Nukleosinteza[uredi | uredi kodo]

Železo proizvajajo ekstremno velike in ekstremno vroče zvezde (več kor 2,5 milijona K) v procesih zgorevanja silicija. Železo je najtežji stabilni element, ki lahko nastane na ta način. Proces se začne z drugim največjim stabilnim jedrom, ki nastaja z zgorevanjem silicija, se pravi s kalcijem. Ko se stabilno kalcijevo jedro zlije s helijevim jedrom, nastane nestabilen titan. Preden titan razpade, se lahko zlije z drugim helijevim jedrom, tako da nastane nestabilen krom. Krom se lahko pred razpadom zlije z naslednjim helijevim jedrom, tako da nastane nestabilno železo. Železo se lahko pred razpadom zlije s še enim helijevim jedrom, pri čemer nastane nestabilen 56Ni. Vsako nadaljnje zlivanje ne sprošča energije, ampak jo porablja, zato pretvorbi vse snovi v 56Ni zvezda ne proizvaja več energije, ki bi preprečila zrušenje jedra. 56Ni nazadnje razpade v nestabilen 56Co, ki se pretvori v stabilno 56Fe. Ko se jedro zvezde zruši, nastane supernova, v kateri nastaja dodatno stabilno železo v procesu r.

Pridobivanje[uredi | uredi kodo]

Pomembnejše rudnine, iz katerih pridobivamo železo, so magnetit, hematit, limonit, siderit in piritni ogorki. Postopek pridobivanja lahko poteka na več različnih načinov:

Železo je četrti najpogostejši element in najpogostejša težka kovina v zemeljski skorji. Ni še natančno znano, ali je zemeljska sredica res sestavljena iz zlitine železa in niklja. Železo je elementarno le v meteorjih, sicer je kemijsko vezano, tudi v organizmih. Rumeno, rjavo ali rdečo barvo dajejo prsti predvsem železovi oksidi.

Železova ruda je zelo poceni, njeno ceno v glavnem določajo le stroški prevoza. Cena železa je potemtakem odvisna od cene goriva in od stroškov drugih, za proizvodnjo potrebnih snovi. Da dobijo 1000 ton železa, potrebujejo okoli 2000 ton rude, 1000 ton koksa, 600 ton dodatkov (npr. apnenca), 4000 ton zraka in 30 000 ton tehnološke vode za hlajenje in izpiranje. Po drugi strani pa na vsako tono železa nastane 600 ton odpadkov, 125 ton prahu in 5900 ton plavžnih plinov.[navedi vir]

Tehnična uporaba[uredi | uredi kodo]

Železo v organizmu[uredi | uredi kodo]

Železo je eden najpomembnejših biogenih elementov človeškega organizma. Skupna količina v telesu zdravega, odraslega človeka znaša 4,5 g. Je sestavni del več sto proteinov in encimov, med katerimi velja izpostaviti naslednje:

  • železo v hemu je sestavni del proteinov udeleženih pri prenosu kisika- hemoglobina in mioglobina,
  • hem je kofaktor citokromov-ključnih encimov biotransformacije ksenobiotikov,
  • hem je kofaktor številnih encimov, ki sodelujejo pri mitohondrijskem prenosu elektronov oz. pri dihalni verigi,
  • železo vsebujoči proteini z nehemsko strukturo, kot sta NADH dehidrogenaza in sukcinat dehidrogenaza, so ključni encimi primarnega metabolizma,
  • katalaze in peroksidaze so hemski proteini, ki sodelujejo pri razgradnji vodikovega peroksida ter varujejo celice pred škodljivimi kisikovimi zvrstmi,
  • hemski encim mieloperoksidazo uporabljajo nevtrofilci pri sintezi hipoklorne kisline, slednjo pa uporabljajo pri uničenju bakterij,
  • človeški organizem uporablja železo-vsebujoč encim prolil hidroksilazo kot enega izmed senzorjev za hipoksijo ter tako omogoča prilagodljivost človeškega telesa življenju na različnih nadmorskih višinah,
  • ribonukleotid reduktaza je železo-vsebujoč encim udeležen pri sintezi DNA

Z uravnoteženo prehrano se dnevno vnese 10 do 30 mg železa. Naravni viri so tako rastlinskega kot živalskega izvora. Naslednja preglednica prikazuje količino železa v posamezni hrani na 100 g določenega živila.

Živilo Železo (mg)
Leča 11,1
Školjke 10,9
Goveja jetra 10,8
Sezam 10,4
Sojino zrnje 9,7
Piščančja jetra 9,2
Rdeč fižol 6,4
Ostrige 5,1
Govedina na žaru 4,25
Mandlji 4,0
Suhe marelice 3,2
Jajce 2,0
Piščančje prsi 1,9
Tofu 1,2
Losos 1,2
Brokoli 1,0

Absorpcija železa je v človeškem organizmu omejena s fizikalno-kemijskimi lastnostmi železovih ionov in s fiziološkim stanjem železa v organizmu. Železo v hrani živalskega izvora prihaja vezano na proteine, v hrani rastlinskega izvora prihaja kot sol anorganskih kislin. Železo, ki se uporablja v terapiji per os, prihaja kot sol anorganskih kislin. V organizmu zdravega, odraslega moškega se absorbira 0,5 do 1,0 mg železa, v organizmu zdrave, odrasle ženske 1,0 do 1,5 mg. V stanjih povečanih potreb je ta količina bistveno večja. Iz hrane živalskega izvora se železo absorbira sorazmerno dobro (20-odstotno), iz hrane rastlinskega izvora pa bistveno manj (10-odstotno). Železo v hrani je trivalentno, da se lahko absorbira, se mora najprej reducirat v dvovalentno. Absorpcija poteka po vsej dolžini tankega črevesa, vendar je najpomembnejša v duodenumu. V celicah črevesa se železo veže s proteinom apoferitin in nastaja feritin. Absorpcija se neha, ko so skladišča napolnjena in ves apoferitin izkoriščen. Ko se pojavi potreba po železu, se železo sprošča iz feritina, apoferitin pa se vrne v ciklus. Kolikor je omejena količina apoferitina, toliko je omejena tudi absorpcija železa( t.i. mukozna blokada). Če so potrebe po železu majhne, zaloge pa velike, se bo celotna količina absorbiranega železa prenesla v feritin. Tako se organizem zavaruje pred preveliko absorpcijo železa. Pred vstopom v plazmo se železo veže na feriglobulin in nastane transferin, s katerim se prenaša do ciljnega organa, kjer se veže na specifične receptorje. V procesu endocitoze transferin vstopa v eritroblast, sprošča železo in se uporablja v sintezi hemoglobina. Ena molekula transferina lahko veže največ 2 fero iona. Z merjenjem transferina se lahko določi kapaciteta možnega vezanega železa. Neuporabljeno železo se deponira v jetrih, vranici in kostnem mozgu kot rezervno železo. Železo se skladišči v dveh oblikah, pogostejši je feritin, topen v vodi, ki je sestavljen iz kristalov železovega hidroksida, prekritega z luskami beljakovine apoferitin. Druga oblika je v vodi netopen hemosiderin. Vrednost plazmatskega feritina se lahko uporablja za oceno zalog železa v organizmu. Absorpcija in prenosna kapaciteta se lahko povečuje pri pomanjkanju železa, hipoksiji, anemiji, pri povečani sintezi transferina.

Nekateri dejavniki bodisi povečujejo bodisi zmanjšujejo absorpcijo. Med pospeševalce absorpcije železa štejemo:

  • askorbinsko kislino (vitamin C): močno vpliva na absorpcijo železa z redukcijo trovalentnih železovih ionov v dvovalentne ter s tvorbo kompleksa z železovim Fe2+, ki ima visoko biološko uporabnost, železovi ioni v obliki Fe3+ se praktično ne absorbirajo,
  • ostale organske kisline, kot so citronska, malna in mlečna kislina, ki vse po vrsti tvorijo različne komplekse z železovimi ioni Fe2+, in tako olajšajo njihovo absorpcijo
  • rdeče meso, ribe, perutnina poleg tega, da vsebujejo železo v hemu, pospešujejo absorpcijo nehemskega železa.

Zaviralci absorpcije so naslednji:

  • fitinska kislina je prisotna v stročnicah, žitaricah in rižu, majhne količine fitinske kisline (5 do 10 mg) lahko zavrejo absorpcijo nehemskega železa do 50 %, zaradi česar je absorpcija železa iz zelenjave (soja, fižol, leča, grah) izjemno nizka
  • polifenoli iz sadja, zelenjave, kave, čaja, vina in začimb lahko znatno zavrejo absorpcijo železa
  • sojini proteini močno zavirajo absorpcijo železa, kar deloma sovpada s količino fitatov.

Priporočeni dnevni odmerki železa po starostnih obdobjih so predstavljeni v naslednji preglednici:

Življenjsko obdobje Starost Moški (mg/dan) Ženske (mg/dan)
Dojenčki 0-6 mesecev 0,27 0,27
Dojenčki 7-12 mesecev 11 11
Otroci 1-3 leta 7 7
Otroci 4-8 let 10 10
Otroci 9-13 let 8 8
Adolescenti 14-18 let 11 15
Odrasli 19-50 let 8 18
Odrasli >51 let 8 8
Nosečnice vse starosti - 27
Dojilje 18 let in mlajše - 10
Dojilje 19 let in starejše - 9

Pomanjkanje železa[uredi | uredi kodo]

Pomanjkanje železa je najpogostejša oblika pomanjkanja mikroelementov v svetu. Poznamo 3 nivoje pomanjkanja železa, ki so razvrščeni glede na:

  • izčrpane so zaloge, vendar funkcionalnega pomanjkanja še ni,
  • zgodnje funkcionalno pomanjkanje železa že moti nastajanje rdečih krvnih celic,
  • daljše pomanjkanja železa povzroči mikrocitno hipokromno slabokrvnost (anemijo), za katero so značilne majhne rdeče krvne celice z nizko vsebnostjo hemoglobina. Simptomi, kot so bledica, utrujenost, slabost, so posledica nezadostne oskrbe s kisikom. Ravno tako je moten potek vseh telesnih procesov, v katerih sodelujejo snovi, ki vsebujejo železo. Anemija zaradi pomanjkanja železa se zdravi z železovimi prehranskimi dopolnili.

Vzroki za pomanjkanje so lahko:

  • hitra rast,
  • nosečnost- potrebe po železu so povečane zaradi oskrbe zarodka in posteljice ter povečanja volumna krvi,
  • kronična krvavitev v primeru nekaterih bolezni,
  • akutna krvavitev, ki pa običajno povzroči le kratkotrajno pomanjkanje, saj se izčrpajo le zaloge železa,
  • bolezni, ki povzročajo slabšo absorpcijo železa v črevesju (celiakija, infekcija),
  • vegetarijanstvo- ker je biološka razpoložljivost železa iz rastlinskih virov precej manjša kot biološka razpoložljivost iz živalskih virov, morajo vegetarijanci zaužiti približno 80 % več železa in paziti, da zaužijejo dovolj snovi, ki optimizirajo absorpcijo železa,
  • redna in intenzivna telesna vadba- potrebe telesno aktivnih ljudi so lahko do 30 % višje kot pri neaktivni populaciji.

Pri pomanjkanju železa pridejo v poštev prehranska dopolnila, ki vsebujejo železo v različnih oblikah in z različno vsebnostjo elementarnega železa:

  • železov (II) sulfat heptahidrat, 22 % elementarnega železa,
  • železov (II) sulfat monohidrat, 33 % elementarnega železa,
  • železov (II) glukonat, 12 % elementarnega železa,
  • železov (II) fumarat, 33 % elementarnega železa.

Toksičnost[uredi | uredi kodo]

Primeri zastrupitev z železom so redki. Pojavljajo se pri namernem jemanju velikih odmerkov ali pri obolenjih hemokromatoze, katerih vzrok je podedovana motnja čezmerne absorpcije železa. Smrtna doza je med 200 in 250 mg/kg telesne teže, simptomi akutne zastrupitve pa se lahko pojavijo že pri 20–60 mg/kg telesne teže. Simptomi se lahko pojavijo v štirih fazah:

  • 1-6 ur po zaužitju lahko pride do slabosti, bruhanja, šibkega srčnega utripa, nizkega krvnega tlaka, letargije in bolečin v trebušnem predelu,
  • če zastrupitev ne povzroči takojšnje smrti, se lahko simptomi umirijo za naslednjih 12-24 ur,
  • 12-48 ur po zaužitju se simptomi vrnejo in lahko vključujejo še odpovedovanje srčno-žilnega sistema, jeter, ledvic in centralnega živčnega sistema,
  • 2-6 tednov po zaužitju se lahko razvijejo kronične poškodbe jeter, želodca in centralnega živčnega sistema.

Interakcije[uredi | uredi kodo]

Železo lahko vstopa v interakcije z mnogimi zdravili, pa tudi z določeno hrano in sestavinami hrane. Mleko, jajca, kava, črni čaj, fitinska kislina, celulozna vlakna zmanjšujejo absorpcijo železa, medtem ko jo alkohol znatno povečuje, kar lahko povzroči tudi toksičnost.
  • Tetraciklinski antibiotiki: hkratna uporaba železa in tetraciklinskih antibiotikov lahko povzroči klinično pomembno interakcijo in zmanjša terapevtsko koncentracijo antibiotika, zato se dajanje železa priporoča najmanj dve uri pred antibiotikom ali po njem.
  • Etidronat: klinično pomembna interakcija lahko nastane pri hkratni uporabi železa in etidronata, v kateri se pomembno zmnanjšuje absorpcija etidronata, zato se priporoča ločeno jemanje.
  • Fluorokinoloni: hkratna uporaba železa in fluorokinolonov lahko izzove heliranje fluorokinolonov in tako zmanjša absorpcijo ter povzroča znižanje terapevtske vrednosti v seču in serumu. Da bi se zmanjšala možnost te klinično pomembne interakcije, se priporoča ločeno jemanje.
  • Cimetidin, antacidi, kalcijeve spojine: lahko zmanjšajo absorpcijo železa, zato se mora povečati skupni dnevni vnos.
  • Vitamin E: večji odmerki železa lahko katalizirajo oksidacijo in povečajo potrebe po vitaminu E.

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.
  2. ^ R. S. Ram, P. F. Bernath (2003). Fourier transform emission spectroscopy of the g4Δ-a4Δ system of FeCl. Journal of Molecular Spectroscopy 221 (2): 261. Bibcode: 2003JMoSp.221..261R. doi: 10.1016/S0022-2852(03)00225-X.
  3. ^ G. Demazeau, B. Buffat, M. Pouchard, P. Hagenmuller (1982). Recent developments in the field of high oxidation states of transition elements in oxides stabilization of Six-coordinated Iron(V). Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 491: 60. doi:10.1002/zaac.19824910109.
  4. ^ Periodni sistem elementov. IUPAC.
  5. ^ 5,0 5,1 Kohl, Walter H. (1995). Handbook of materials and techniques for vacuum devices. Springer. str. 164–167. ISBN 1-56396-387-6. 
  6. ^ 6,0 6,1 Kuhn, Howard and Medlin, Dana (pripravljeno po direktivi ASM International Handbook Committee), ur. (2000). ASM Handbook – Mechanical Testing and Evaluation 8. ASM International. str. 275. ISBN 0-87170-389-0. 
  7. ^ K. Takaji, O. Toshikatsu (1964). Properties of Various Pure Irons: Study on pure iron I. Tetsu-to-Hagane 50 (1): 42–47.
  8. ^ V. Raghavan (2004). Materials Science and Engineering. PHI Learning Pvt. Ltd., str. 218. ISBN 81-203-2455-2.
  9. ^ 9,0 9,1 R. Boehler (2000). High-pressure experiments and the phase diagram of lower mantle and core materials. Review of Geophysics (American Geophysical Union) 38 (2): 221–245.
  10. ^ 10,0 10,1 B.L. Bramfitt, A.O. Benscoter (2002). The Iron Carbon Phase Diagram. Metallographer's guide: practice and procedures for irons and steels. ASM International. str. 24–28. ISBN 978-0-87170-748-2.
  11. ^ M.J. Wilson (2007). Concise encyclopedia of the structure of materials. Elsevier. str. 183. ISBN 0-08-045127-6.
  12. ^ R. Boehler, M. Ross (2007). Properties of Rocks and Minerals_High-Pressure Melting. Mineral Physics. Treatise on Geophysics 2. Elsevier. str. 527–541. doi: 10.1016/B978-044452748-6.00047-X.
  13. ^ G. Rugel, T. Faestermann, K. Knie, G. Korschinek, M. Poutivtsev, D. Schumann, N. Kivel, I. Günther-Leopold, R. Weinreich, M. Wohlmuther (2009). New Measurement of the 60Fe Half-Life. Physical Review Letters 103 (7). doi: 10.1103/PhysRevLett.103.072502. ISSN 0031-9007.
  14. ^ N. Dauphas, O. Rouxel (2006). Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes. Mass Spectrometry Reviews 25 (4): 515–550. doi: 10.1002/mas.20078. PMID 16463281.
  15. ^ M.P. Fewell (1995). The atomic nuclide with the highest mean binding energy. American Journal of Physics 63 (7): 653. Bibcode: 1995AmJPh..63..653F. doi: 10.1119/1.17828.
  16. ^ S. Mostefaoui, G.W. Lugmair, P. Hoppe, A. El Goresy (2004). Evidence for live 60Fe in meteorites. New Astronomy Reviews 48: 155. Bibcode: 2004NewAR..48..155M. doi: 10.1016/j.newar.2003.11.022.
  17. ^ M.A. Bautista, A.K. Pradhan (1995). Iron and Nickel Abundances in H~II Regions and Supernova Remnants. Bulletin of the American Astronomical Society 27: 865. Bibcode: 1995AAS...186.3707B.

Literatura[uredi | uredi kodo]

  1. Vovk Tomaž, Obreza Aleš: Prehranska dopolnila I: minerali in vitamini; Fakulteta za farmacijo, Ljubljana 2009
  2. Medić-Šarić Marica, Buhač Ines, Bradamante Vlasta: Vitamini in minerali; Ins obs medicus, Ptuj 2002
  3. Pokorn Dražigost: Prehrana v različnih življenjskih obdobjih: prehranska dopolnila v prehrani; Marbona, Ljubljana 2005

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]