Fakten ĂŒber Eisen

Von einem entscheidenden Baustein aus Stahl bis hin zu pflegenden Pflanzen und dem Transport von Sauerstoff im Blut - Eisen ist immer damit beschäftigt, das Leben auf der Erde zu unterstützen.

Eisen ist eine spröde, harte Substanz, die in Gruppe 8 des Periodensystems der Elemente als Metall klassifiziert ist. Das häufigste aller Metalle, seine reine Form, korrodiert schnell durch Einwirkung von feuchter Luft und hohen Temperaturen. Eisen ist auch das vierthäufigste Element in der Erdkruste und ein großer Teil des Erdkerns besteht vermutlich aus Eisen. Abgesehen davon, dass es auf der Erde häufig vorkommt, ist es in der Sonne und den Sternen reichlich vorhanden, so das Los Alamos National Laboratory. Laut Jefferson Lab ist Eisen für das Überleben lebender Organismen von entscheidender Bedeutung. In Pflanzen spielt es eine Rolle bei der Produktion von Chlorophyll. Bei Tieren ist es ein Bestandteil von Hämoglobin - ein Protein im Blut, das Sauerstoff von den Lungen zu den Geweben im Körper transportiert.

Neunzig Prozent aller Metalle, die heutzutage raffiniert werden, sind laut der Royal Society of Chemistry Eisen. Das meiste davon wird für die Herstellung von Stahl verwendet - eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff -, die wiederum im verarbeitenden Gewerbe und im Hoch- und Tiefbau zum Beispiel für die Herstellung von Stahlbeton verwendet wird. Rostfreier Stahl, der mindestens 10,5 Prozent Chrom enthält, ist sehr korrosionsbeständig. Es ist in der Küche Besteck, Geräte und Kochgeschirr wie Edelstahl Pfannen und Bratpfannen verwendet. Die Zugabe anderer Elemente kann Stahl mit anderen nützlichen Qualitäten versehen. Zum Beispiel erhöht Nickel seine Haltbarkeit und macht es widerstandsfähiger gegen Hitze und Säuren; Mangan macht es haltbarer, während Wolfram bei Jefferson Lab hilft, die Härte bei hohen Temperaturen zu halten.

Nur die Fakten

  • Atomzahl (Anzahl der Protonen im Kern): 26
  • Atomsymbol (auf dem Periodensystem der Elemente): Fe
  • Atomgewicht (durchschnittliche Masse des Atoms): 55.845
  • Dichte: 7,874 Gramm pro Kubikzentimeter
  • Phase bei Raumtemperatur: Feststoff
  • Schmelzpunkt: 2.800,4 Grad Fahrenheit (1.538 Grad Celsius)
  • Siedepunkt: 5.181,8 F (2.861 C)
  • Anzahl der Isotope (Atome des gleichen Elements mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen): (wie viele sind stabile Isotope): 33 Stabile Isotope: 4
  • Häufigste Isotope: Eisen-56 (natürliche Häufigkeit: 91,754 Prozent)

Geschichte und Eigenschaften von Eisen

Archäologen schätzen, dass Menschen seit mehr als 5.000 Jahren Eisen verwenden, so Jefferson Lab. Tatsächlich stellt sich heraus, dass einige der ältesten Eisen, die den Menschen bekannt sind, buchstäblich vom Himmel fielen. In einer Studie, die 2013 im Journal of Archeological Science veröffentlicht wurde, untersuchten Forscher altägyptische Eisenperlen, die auf etwa 3200 v. Chr. Datieren. und fanden heraus, dass sie aus Eisenmeteoriten bestanden. Das Alte Testament in der Bibel erwähnt auch Eisen mehrmals, nach Los Alamos National Laboratory.

Eisen wird meist aus Mineralien Hämatit und Magnetit gewonnen. In geringerem Maße kann es laut Jefferson Lab auch aus den Mineralien Taconit, Limonit und Siderit gewonnen werden. Eisen hat vier verschiedene allotrope Formen, was bedeutet, dass es vier verschiedene strukturelle Formen hat, in denen Atome in verschiedenen Mustern binden, nach Los Alamos National Laboratory. Diese Formen heißen Ferrite, bekannt als Alpha (das ist magnetisch), Beta, Gamma und Omega.

Eisen ist ein wichtiger Nährstoff in unserer Ernährung. Eisenmangel, der häufigste Mangel an Nährstoffen, kann Anämie und Müdigkeit verursachen, die die körperliche Leistungsfähigkeit von Erwachsenen beeinträchtigen. Es kann auch das Gedächtnis und andere geistige Funktionen bei Teenagern beeinträchtigen, so das Zentrum für Krankheitskontrolle und Prävention. Frauen, die während der Schwangerschaft einen Eisenmangel haben, haben ein erhöhtes Risiko, kleine und frühe Babys zu bekommen, warnt die CDC.

Es gibt zwei Arten von Eisen in der Nahrung: Häm Eisen und Nicht-Häm Eisen. Hämeisen - das ist die leichter absorbierbare Art von Eisen - kommt in Fleisch, Fisch und Geflügel vor, während Nicht-Häm-Eisen - das ebenfalls absorbiert wird, aber in geringerem Maße als Hämeisen - in beiden pflanzlichen Lebensmitteln (wie z Spinat, Kohl und Brokkoli) und Fleisch, entsprechend dem amerikanischen roten Kreuz. Menschen absorbieren bis zu 30 Prozent Häm-Eisen, verglichen mit 2 bis 10 Prozent Nicht-Häm-Eisen, berichtet die ARC. Lebensmittel reich an Vitamin C wie Tomaten oder Zitrusfrüchte können dazu beitragen, dass Menschen nicht-Häm-Eisen absorbieren.

Wer wusste?

  • Blut ist rot wegen der Wechselwirkung zwischen Eisen und Sauerstoff, entsprechend der Universität von Kalifornien, Santa Barbara. Das Blut sieht rot aus, weil die chemischen Bindungen zwischen den beiden Elementen Licht reflektieren.
  • Reines Eisen ist laut der Universität von Denver eigentlich weich und formbar.
  • Im Jahr 2007 entdeckten Forscher eine riesige Wolke eisenhaltigen Wassers aus hydrothermalen Quellen im südlichen Atlantik.
  • Eisen ist für das Wachstum von Phytoplankton notwendig - winzige Meeresbakterien, die Kohlendioxid aus der Atmosphäre zur Photosynthese nutzen. Einige Forscher haben daher argumentiert, dass die Düngung der Ozeane mit zusätzlichem Eisen dazu beitragen könnte, überschüssiges Kohlendioxid aufzusaugen. Aber eine Studie, die im November 2010 in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, fand heraus, dass dies nicht so eine gute Idee ist, da all dieses zusätzliche Eisen das Wachstum toxinproduzierender Algen auslösen könnte, die zur Kontamination von Meerestieren beitragen Tierwelt.
  • Ungefähr 90 Prozent aller Metalle, die heute raffiniert werden, sind laut der Royal Society of Chemistry Eisen.
  • Laut Los Alamos National Laboratory ist Eisen ein wichtiger Bestandteil einer Meteoriten-Klasse, die als Siderite bekannt ist.
  • Eine Eisensäule aus der Zeit um 400 n. Chr. Steht heute noch in Delhi, Indien, nach Los Alamos National Laboratory. Die Säule ist etwa 23,75 Fuß (7,25 Meter) hoch und misst 15,75 Zoll (40 Zentimeter) im Durchmesser.Trotz Witterungseinflüssen korrodierte die Säule aufgrund ihrer einzigartigen Metallzusammensetzung nicht sehr stark.
  • Beispiele für eisenreiche Nahrungsmittel umfassen Fleisch wie Rindfleisch, Truthahn, Hühnchen und Schweinefleisch; Meeresfrüchte wie Garnelen, Muscheln, Austern und Thunfisch; Gemüse, wie Spinat, Erbsen, Brokkoli, Süßkartoffeln und Bohnen; Brot und Getreide wie Kleie, Vollkornbrot und angereicherter Reis; andere Nahrungsmittel, wie Bohnen, Linsen, Tomatenmark, Tofu und Melasse, laut dem amerikanischen Roten Kreuz.
  • Die Oberfläche des Mars ist rot wegen einer großen Menge von Eisenoxid (Rost) auf seiner Oberfläche, nach der Natur. Mars hat mehr als doppelt so viel Eisenoxid in seiner Kruste wie die Erde.
  • Die festen inneren und flüssigen äußeren Kerne der Erde bestehen hauptsächlich aus Eisen (ungefähr 85 Prozent bzw. 80 Gewichtsprozent). Der elektrische Strom, der vom flüssigen Eisen erzeugt wird, erzeugt laut NASA das Magnetfeld, das die Erde schützt. Eisen wird auch in den Kernen aller Planeten im Sonnensystem gefunden.
  • Eisen ist laut JPL das schwerste Element, das in den Kernen von Sternen gebildet wird. Elemente, die schwerer als Eisen sind, können nur erzeugt werden, wenn Massensterne explodieren (Supernovae).
  • Der lateinische Name für Eisen ist Ferrum, das die Quelle seines atomaren Symbols Fe ist.
  • Das Wort Eisen stammt von einem angelsächsischen Wort, iren. Das Wort Eisen ist möglicherweise von früheren Wörtern abgeleitet, die "heiliges Metall" bedeuten, weil es verwendet wurde, um die Schwerter in den Kreuzzügen zu verwenden, nach WebElements.

Aktuelle Forschung

Eisen ist Gegenstand zahlreicher medizinischer Studien, von denen einige zeigen, dass hohe Eisenspiegel im Blut möglicherweise mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Probleme verbunden sind. "Es gibt einige Forschungsergebnisse, die darauf hindeuten, dass Menschen, die mehr Ferritin in ihrem Blutsystem und Marker von höherem Eisen im Körper haben, in Bezug auf einige Herz-Kreislauf-Erkrankungen stärker gefährdet sind", sagte Judith Wylie-Rosett, Professorin an der Abteilung für Epidemiologie und Bevölkerungsgesundheit und der Abteilung für Medizin am Albert-Einstein-College für Medizin der Yeshiva-Universität in New York. "Und ob das das Risiko verursacht oder ob dies ein Biomarker für etwas anderes ist, ist unklar", sagte Wylie-Rosett gegenüber Live Science. (Ferritin ist eine Art von Protein, die Eisen speichert, während der Ferritin-Test die Menge an Eisen in Ihrem Blut misst.)

In einer Studie von mehr als 1.900 finnischen Männern im Alter von 42 bis 60 Jahren, veröffentlicht im Jahr 1992 in der Zeitschrift Circulation veröffentlicht, fanden Forscher einen Zusammenhang zwischen hohen Eisenspiegeln und erhöhtem Risiko für Herzinfarkt. In einer neueren Studie, veröffentlicht online im Januar 2014 im Journal of Nutrition, fanden Forscher, dass Häm-Eisen, in Fleisch gefunden, das Risiko für koronare Herzkrankheit um 57 Prozent erhöht, aber keine solche Verbindung wurde zwischen Nicht-Häm-Eisen gefunden Risiko der koronaren Herzkrankheit.

Interessanterweise haben neue Forschungen auch die Akkumulation von Eisen im Gehirn mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht. In einer Studie, die im August 2013 im Journal of Alzheimer veröffentlicht wurde, fanden Forscher heraus, dass die Menge an Eisen im Hippocampus - ein Bereich des Gehirns, der mit der Bildung von Erinnerungen verbunden ist - erhöht und mit Gewebeschädigungen im Hippocampus-Bereich in Verbindung gebracht wird mit Alzheimer-Krankheit, aber nicht bei gesunden älteren Menschen.

"Die Anhäufung von Eisen im Gehirn kann durch die Veränderung von Umweltfaktoren beeinflusst werden, zB wie viel rotes Fleisch und eiserne Nahrungsergänzungsmittel wir konsumieren und bei Frauen mit Hysterektomien vor der Menopause", analysiert Dr. George Bartzokis, Professor für Psychiatrie am Semel Institut für Neurowissenschaften und menschliches Verhalten an der UCLA, sagte in einer Erklärung.

Eisenmangel wurde auch mit Depressionen in Verbindung gebracht, so eine Studie aus dem Jahr 2017, die im Journal of Psychiatric Research von einer Gruppe australischer Forscher veröffentlicht wurde, die insbesondere bei Teenagern einen Zusammenhang zwischen Genetik, Eisenspiegel und Depression suchten. Die Forscher fanden heraus, dass es zwar einen Zusammenhang zwischen den Eisenspiegeln im Blut und dem Grad der Depression gibt, dass jedoch keine genetische Verwandtschaft zwischen beiden besteht. Die Forscher verwendeten Daten aus Zwillingsstudien und untersuchten eine Vielzahl von Faktoren beim Vergleich von Zwillingen im Teenageralter mit erwachsenen Zwillingen. Der Zusammenhang zwischen Eisenspiegeln und Depression ist am ehesten in Zeiträumen zu beobachten, in denen der Körper höhere Mengen an Eisen benötigt, wie etwa bei Wachstumsschüben.

Ein Artikel aus dem Jahr 2017, der im European Journal of Nutrition von einer Forschungsgruppe aus dem Iran veröffentlicht wurde, beschreibt eine Studie, in der Eisenergänzungen an neue, nicht anämische Mütter mit postpartaler Depression (PPD) verabreicht wurden. Eine Gruppe von 70 Frauen begann den Doppelblindversuch eine Woche nach der Geburt und die PPD-Symptome wurden sechs Wochen später verglichen. Die Gruppe, die das Eisenpräparat einnahm, zeigte eine signifikant größere Verbesserung der PPD-Symptome als die Gruppe, die das Placebo einnahm.

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