เหล็ก (องค์ประกอบ): ลักษณะโครงสร้างทางเคมีการใช้งาน - เคมี - 2025

เหล็กเป็นโลหะการเปลี่ยนแปลงที่อยู่ในกลุ่มที่ 8 หรือ VIIIB ของตารางธาตุและแทนด้วยสัญลักษณ์ทางเคมี Fe. เป็นโลหะสีเทาเหนียวแข็งแรงอ่อนสูงและใช้ในการใช้งานจำนวนมากที่มีประโยชน์สำหรับคน และสังคม

ประกอบด้วยเปลือกโลก 5% และยังเป็นโลหะที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสองรองจากอลูมิเนียม นอกจากนี้ออกซิเจนและซิลิกอนมีปริมาณมากเกินไป อย่างไรก็ตามในส่วนของแกนกลางของโลก 35% ประกอบด้วยโลหะและเหล็กเหลว

Alchemist-hp (พูดคุย) (www.pse-mendelejew.de)

นอกแกนโลกไม่พบเหล็กในรูปโลหะเนื่องจากถูกออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับอากาศชื้น ตั้งอยู่ในหินบะซอลต์ตะกอนคาร์บอนิเฟอรัสและอุกกาบาต โดยทั่วไปจะผสมกับนิกเกิลเช่นเดียวกับในแร่คามาไคต์

แร่ธาตุเหล็กหลักที่ใช้ในการทำเหมืองมีดังต่อไปนี้: เฮมาไทต์ (เฟอริกออกไซด์, เฟ₂ O ₃ ), แมกไนต์ (เฟอร์โรโซเมอริกออกไซด์, เฟ₃ O ₄ ), ลิโมไนต์ (เฟอรัสออกไซด์ไฮดรอกไซด์) และ ไซเดอไรต์ (เหล็กคาร์บอเนต, FeCO ₃ )

โดยเฉลี่ยแล้วผู้ชายมีธาตุเหล็ก 4.5 กรัมซึ่ง 65% อยู่ในรูปของฮีโมโกลบิน โปรตีนนี้เกี่ยวข้องกับการขนส่งออกซิเจนในเลือดและในการกระจายไปยังเนื้อเยื่อต่าง ๆ เพื่อการดูดซึมของไมโอโกลบินและนิวโรโกลบินในภายหลัง

แม้จะมีประโยชน์มากมายของธาตุเหล็กสำหรับมนุษย์ แต่โลหะส่วนเกินอาจมีฤทธิ์เป็นพิษร้ายแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อตับระบบหัวใจและหลอดเลือดและตับอ่อน ดังกล่าวเป็นกรณีของโรคทางพันธุกรรม hemochromatosia

เหล็กมีความหมายเหมือนกันกับการก่อสร้างความแข็งแกร่งและสงคราม ในทางกลับกันเนื่องจากความอุดมสมบูรณ์จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ควรพิจารณาในการพัฒนาวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยายาหรือโพลีเมอร์ใหม่ ๆ และแม้จะมีสนิมสีแดง แต่ก็เป็นโลหะสีเขียวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ประวัติศาสตร์

สมัยโบราณ

เหล็กได้รับการแปรรูปเป็นเวลาหลายพันปี อย่างไรก็ตามเป็นเรื่องยากที่จะพบวัตถุเหล็กในยุคโบราณดังกล่าวเนื่องจากความอ่อนแอต่อการกัดกร่อนซึ่งทำให้เกิดการทำลายล้าง วัตถุเหล็กที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักนั้นทำมาจากที่พบในอุกกาบาต

ดังกล่าวเป็นกรณีของลูกปัดชนิดหนึ่งที่สร้างขึ้นใน 3500 ปีก่อนคริสตกาลซึ่งพบในเกอร์ซาห์ประเทศอียิปต์และกริชที่พบในหลุมฝังศพของตุตันคามุน อุกกาบาตเหล็กมีลักษณะเป็นนิกเกิลสูงดังนั้นจึงสามารถระบุแหล่งที่มาในวัตถุเหล่านี้ได้

นอกจากนี้ยังพบหลักฐานของเหล็กหล่อใน Asmar, Mesopotamia และ Tail Chagar Bazaar ในซีเรียระหว่าง 3000-2700 ปีก่อนคริสตกาลแม้ว่าการหล่อเหล็กจะเริ่มขึ้นในยุคสำริด แต่ก็ต้องใช้เวลาหลายศตวรรษในการเคลื่อนย้ายทองสัมฤทธิ์

นอกจากนี้ยังพบโบราณวัตถุเหล็กหล่อในอินเดีย 1800 ถึง 1200 ปีก่อนคริสตกาลและในเลแวนต์ประมาณ 1,500 ปีก่อนคริสตกาลโดยคิดว่ายุคเหล็กเริ่มต้นใน 1,000 ปีก่อนคริสตกาลเนื่องจากต้นทุนการผลิตลดลง

ปรากฏในประเทศจีนระหว่าง 700 ถึง 500 ปีก่อนคริสตกาลโดยอาจขนส่งผ่านเอเชียกลาง พบวัตถุเหล็กชิ้นแรกใน Luhe Jiangsu ประเทศจีน

ยุโรป

เหล็กดัดถูกผลิตในยุโรปโดยใช้สิ่งที่เรียกว่ากาล่าฟอร์จ กระบวนการนี้จำเป็นต้องใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง

เตาหลอมในยุคกลางสูง 3.0 ม. ทำด้วยอิฐทนไฟและมีการสูบลมด้วยมือ ในปี 1709 อับราฮัมดาร์บี้ได้ก่อตั้งเตาหลอมโค้กเพื่อผลิตเหล็กหลอมเหลวแทนที่ถ่าน

การมีเหล็กราคาถูกเป็นปัจจัยหนึ่งที่นำไปสู่การปฏิวัติอุตสาหกรรม ในช่วงนี้เริ่มการกลั่นเหล็กหมูเป็นเหล็กดัดซึ่งใช้ในการสร้างสะพานเรือโกดัง ฯลฯ

เหล็ก

เหล็กใช้ความเข้มข้นของคาร์บอนสูงกว่าเหล็กดัด เหล็กกล้าถูกผลิตขึ้นใน Luristan ประเทศเปอร์เซียในช่วง 1,000 ปีก่อนคริสตกาลวิธีการใหม่ในการผลิตเหล็กเส้นที่ไม่มีคาร์บอนได้ถูกคิดค้นขึ้นในการปฏิวัติอุตสาหกรรมซึ่งต่อมาถูกนำมาใช้ในการผลิตเหล็ก

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1850 Henry Bessemer ได้คิดค้นการเป่าลมเข้าไปในเหล็กหมูหลอมเพื่อผลิตเหล็กอ่อนซึ่งทำให้การผลิตเหล็กประหยัดมากขึ้น ส่งผลให้การผลิตเหล็กดัดลดลง

คุณสมบัติ

การปรากฏ

ความแวววาวของโลหะกับสีเทาอมเทา

น้ำหนักอะตอม

55,845 ยู.

เลขอะตอม (Z)

26

จุดหลอมเหลว

1,533 ºC

จุดเดือด

2,862 ºC

ความหนาแน่น

- อุณหภูมิแวดล้อม: 7.874 g / mL.

- จุดหลอมเหลว (ของเหลว): 6.980 g / mL.

ความร้อนของฟิวชั่น

13.81 กิโลจูล / โมล

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

340 กิโลจูล / โมล

ความจุของแคลอรี่โมลาร์

25.10 J / (โมล K)

พลังงานไอออไนเซชัน

- ระดับไอออไนเซชันแรก: 762.5 kJ / mol (Fe ⁺ gaseous)

- ระดับไอออไนเซชันที่สอง: 1,561.9 kJ / mol (Fe ²⁺ gaseous)

- ระดับไอออไนเซชันที่สาม: 2.957, kJ / mol (Fe ³⁺ก๊าซ)

อิเล็ก

1.83 ในระดับ Pauling

วิทยุปรมาณู

เชิงประจักษ์ 126 น

การนำความร้อน

80.4 วัตต์ / (mK)

ความต้านทานไฟฟ้า

96.1 Ω· m (ที่ 20 ºC)

จุดคูรี

770 ° C โดยประมาณ ที่อุณหภูมินี้เหล็กจะไม่ใช่แม่เหล็กไฟฟ้าอีกต่อไป

ไอโซโทป

ไอโซโทปเสถียร: ⁵⁴ Fe มีความอุดมสมบูรณ์ 5.85%; ⁵⁶ Fe มีความอุดมสมบูรณ์ 91.75%; ⁵⁷ Fe มีความอุดมสมบูรณ์ 2.12%; และ⁵⁷ Fe ที่มีความอุดมสมบูรณ์ 0.28% เนื่องจาก⁵⁶ Fe เป็นไอโซโทปที่เสถียรและอุดมสมบูรณ์ที่สุดจึงไม่น่าแปลกใจที่น้ำหนักอะตอมของเหล็กจะใกล้เคียงกับ 56 u มาก

ในขณะที่ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี ได้แก่⁵⁵ Fe, ⁵⁹ Fe และ⁶⁰ Fe

โครงสร้างและการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์

- Allropes

เหล็กที่อุณหภูมิห้องตกผลึกในโครงสร้างลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง (bcc) ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าα-Fe หรือเฟอร์ไรต์ (ภายในศัพท์แสงโลหะวิทยา) เนื่องจากสามารถใช้โครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิและความดันเหล็กจึงถูกกล่าวว่าเป็นโลหะอัลโลทรอปิก

allotrope bcc เป็นเหล็กทั่วไป (ferromagnetic) ซึ่งผู้คนรู้จักกันดีและดึงดูดแม่เหล็ก เมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 771 ºCมันจะกลายเป็นพาราแมกเนติกและแม้ว่าคริสตัลของมันจะขยายตัวเท่านั้น แต่ก่อนหน้านี้ "เฟสใหม่" นี้ถือว่าเป็นβ-Fe allotropes ของเหล็กอื่น ๆ ก็เป็นพาราแมกเนติกเช่นกัน

ระหว่าง910ºCถึง1394ºCเหล็กถูกพบว่าเป็นออสเทนไนต์หรือออลโตรปγ-Fe ซึ่งมีโครงสร้างเป็นลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง fcc การแปลงระหว่างออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์มีผลกระทบอย่างมากต่อการผลิตเหล็ก เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนสามารถละลายได้ในออสเทนไนต์มากกว่าในเฟอร์ไรต์

จากนั้นสูงกว่า 1394 ºCจนถึงจุดหลอมเหลว (1538 ºC) เหล็กจะกลับไปใช้โครงสร้าง bcc, δ-Fe; แต่ต่างจากเฟอร์ไรต์แอลโลโทรปนี้คือพาราแมกเนติก

เหล็ก Epsilon

ด้วยการเพิ่มความดันเป็น 10 GPa ที่อุณหภูมิไม่กี่ร้อยองศาเซนติเกรดอัลโลโทรปαหรือเฟอร์ไรต์จะวิวัฒนาการไปเป็นεอัลโลทรอปเอปไซลอนซึ่งมีลักษณะการตกผลึกในโครงสร้างหกเหลี่ยมขนาดกะทัดรัด นั่นคือมีอะตอม Fe ที่กะทัดรัดที่สุด นี่คือรูปแบบที่สี่ของเหล็กอัลโลทรอปิก

การศึกษาบางชิ้นตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของ allotropes อื่น ๆ ของเหล็กภายใต้แรงกดดันเช่นนี้ แต่ในอุณหภูมิที่สูงขึ้น

- ลิงค์โลหะ

ไม่ว่าเหล็กอัลโดโทรปและอุณหภูมิที่ "เขย่า" อะตอม Fe ของมันหรือความดันที่อัดแน่นพวกมันจะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันด้วยเวเลนซ์อิเล็กตรอนเดียวกัน สิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่แสดงในการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์:

3 มิติ⁶ 4 วินาที²

ดังนั้นจึงมีอิเล็กตรอนแปดตัวที่เข้าร่วมในพันธะโลหะไม่ว่ามันจะอ่อนลงหรือแข็งแกร่งขึ้นในระหว่างการเปลี่ยนแบบอัลโลทรอปิก ในทำนองเดียวกันอิเล็กตรอนทั้ง 8 ตัวนี้กำหนดคุณสมบัติของเหล็กเช่นการนำความร้อนหรือไฟฟ้า

- หมายเลขออกซิเดชั่น

เลขออกซิเดชันที่สำคัญที่สุด (และทั่วไป) สำหรับเหล็กคือ +2 (Fe ²⁺ ) และ +3 (Fe ³⁺ ) ในความเป็นจริงระบบการตั้งชื่อแบบเดิมจะพิจารณาเฉพาะตัวเลขหรือสถานะทั้งสองนี้ อย่างไรก็ตามมีสารประกอบที่เหล็กสามารถได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนอีกจำนวนหนึ่ง นั่นคือถือว่าการมีอยู่ของไอออนบวกอื่น ๆ

ตัวอย่างเช่นเหล็กอาจมีเลขออกซิเดชัน +1 (Fe ⁺ ), +4 (Fe ⁴⁺ ), +5 (Fe ⁵⁺ ), +6 (Fe ⁶⁺ ) และ +7 (Fe ^{7 +} ). สายพันธุ์เฟอร์เรตประจุลบ FeO ₄ ^2-มีเหล็กที่มีเลขออกซิเดชัน +6 เนื่องจากออกซิเจนทั้งสี่อะตอมได้ออกซิไดซ์ในระดับดังกล่าว

ในทำนองเดียวกันเหล็กอาจมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ เช่น -4 (Fe ^4- ), -2 (Fe ^2- ) และ -1 (Fe ^- ) อย่างไรก็ตามสารประกอบที่มีศูนย์เหล็กและได้รับอิเล็กตรอนเหล่านี้หายากมาก นั่นคือเหตุผลว่าทำไมแม้ว่ามันจะมีค่ามากกว่าแมงกานีสในแง่นี้ แต่รูปแบบหลังนี้จะสร้างสารประกอบที่เสถียรกว่ามากโดยมีช่วงของสถานะออกซิเดชั่น

ผลที่ตามมาเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติมันก็เพียงพอที่จะต้องพิจารณา Fe ²⁺หรือเฟ³⁺ ; ไอออนบวกอื่น ๆ สงวนไว้สำหรับไอออนหรือสารประกอบที่เฉพาะเจาะจง

ได้มาอย่างไร?

เครื่องประดับเหล็กโลหะผสมที่สำคัญที่สุดของเหล็ก ที่มา: pxhere.

การรวบรวมวัตถุดิบ

เราต้องดำเนินการต่อไปยังตำแหน่งของแร่ของแร่ธาตุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการขุดเหล็ก แร่ธาตุที่นำมาใช้มากที่สุดมีดังต่อไปนี้: เฮมาไทต์ (Fe ₂ O ₃ ) แมกไนต์ (Fe ₃ O ₄ ) ลิโมไนต์ (FeO · OH · nH ₂ O) และไซเดอไรต์ (FeCO ₃ )

จากนั้นขั้นตอนแรกในการสกัดคือการรวบรวมหินด้วยแร่เหล็ก หินเหล่านี้ถูกบดให้แตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ต่อจากนั้นมีขั้นตอนของการคัดเลือกชิ้นส่วนของหินที่มีแร่เหล็ก

มีสองกลยุทธ์ในการเลือกใช้: การใช้สนามแม่เหล็กและการตกตะกอนในน้ำ เศษหินอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็กและชิ้นส่วนของแร่จะอยู่ในนั้นจึงสามารถแยกออกจากกันได้

ในวิธีที่สองเศษหินจะถูกทิ้งลงในน้ำและเศษที่มีเหล็กเนื่องจากมีน้ำหนักมากกว่าให้ตกตะกอนที่ด้านล่างของน้ำโดยปล่อยให้สิ่งมีชีวิตอยู่ทางตอนบนของน้ำเนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่า

เตาหลอมเหล็ก

เตาหลอมที่ผลิตเหล็ก ที่มา: Pixabay

แร่เหล็กจะถูกขนส่งไปยังเตาหลอมซึ่งจะถูกทิ้งพร้อมกับถ่านหินโคคกิ้งซึ่งมีหน้าที่เป็นผู้จัดหาเชื้อเพลิงและคาร์บอน นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มหินปูนหรือหินปูนซึ่งช่วยเติมเต็มการทำงานของฟลักซ์

เตาหลอมที่มีส่วนผสมก่อนหน้านี้จะถูกฉีดอากาศร้อนที่อุณหภูมิ 1,000 ºC เหล็กละลายโดยการเผาไหม้ของถ่านหินซึ่งทำให้อุณหภูมิถึง 1,800 ºC เมื่อเหลวแล้วจะเรียกว่าเหล็กหมูซึ่งสะสมอยู่ที่ด้านล่างของเตาอบ

เหล็กหมูจะถูกนำออกจากเตาเผาและเทลงในภาชนะเพื่อเคลื่อนย้ายไปยังโรงหล่อแห่งใหม่ ในขณะที่ตะกรันซึ่งเป็นสิ่งเจือปนที่อยู่บนพื้นผิวของเหล็กหมูจะถูกทิ้งไป

เหล็กหมูถูกเทโดยใช้ทัพพีในเตาหลอมพร้อมกับหินปูนเป็นฟลักซ์และออกซิเจนจะถูกนำมาใช้ที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นปริมาณคาร์บอนจะลดลงการกลั่นเหล็กหมูเพื่อเปลี่ยนเป็นเหล็กกล้า

ต่อจากนั้นเหล็กจะถูกส่งผ่านเตาไฟฟ้าเพื่อผลิตเหล็กชนิดพิเศษ

การประยุกต์ใช้งาน

- เหล็ก

สะพานเหล็กในอังกฤษหนึ่งในสิ่งก่อสร้างจำนวนมากที่ทำด้วยเหล็กหรือโลหะผสม ที่มา: ไม่มีผู้เขียนที่อ่านได้โดยเครื่อง Jasonjsmith สันนิษฐาน (ตามการร้องเรียนการละเมิดลิขสิทธิ์)

เนื่องจากเป็นโลหะที่มีต้นทุนต่ำและอ่อนตัวได้ซึ่งทนต่อการกัดกร่อนได้จึงกลายเป็นโลหะที่มีประโยชน์มากที่สุดสำหรับมนุษย์ภายใต้รูปแบบที่แตกต่างกัน: ปลอมแปลงหล่อและเหล็กประเภทต่างๆ

เหล็กใช้สำหรับการก่อสร้าง:

- สะพาน

- พื้นฐานสำหรับอาคาร

- ประตูและหน้าต่าง

- เรือ

- เครื่องมือที่แตกต่างกัน

- ท่อน้ำดื่ม

- ท่อสำหรับรวบรวมน้ำเสีย

- เฟอร์นิเจอร์สำหรับสวน

- ตะแกรงเพื่อความปลอดภัยภายในบ้าน

นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตเครื่องใช้ในครัวเรือนเช่นหม้อกระทะมีดส้อม นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตตู้เย็นเตาเครื่องซักผ้าเครื่องล้างจานเครื่องปั่นเตาอบเครื่องปิ้งขนมปัง

ในระยะสั้นเหล็กมีอยู่ในวัตถุทุกชนิดที่อยู่รอบตัวมนุษย์

อนุภาคนาโน

เหล็กเมทัลลิกยังเตรียมเป็นอนุภาคนาโนซึ่งมีปฏิกิริยาสูงและคงคุณสมบัติแม่เหล็กของของแข็งขนาดมหึมา

ทรงกลมของ Fe (และสัณฐานวิทยาอื่น ๆ ) ใช้เพื่อทำให้น้ำของสารประกอบออร์กาโนคลอรีนบริสุทธิ์และเป็นตัวพายาที่ส่งไปยังบริเวณที่เลือกของร่างกายผ่านการใช้สนามแม่เหล็ก

นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่รองรับในปฏิกิริยาที่พันธะคาร์บอน CC หัก

- สารประกอบเหล็ก

ออกไซด์

เฟอร์รัสออกไซด์ FeO ใช้เป็นเม็ดสีสำหรับผลึก เฟอร์ริกออกไซด์ Fe ₂ O ₃เป็นฐานของเม็ดสีหลายสีตั้งแต่สีเหลืองจนถึงสีแดงที่เรียกว่า Venetian red รูปร่างสีแดงเรียกว่ารูจใช้ขัดโลหะและเพชรมีค่า

เฟอร์โร - เฟอร์ริกออกไซด์ Fe ₃ O ₄ใช้ในเฟอร์ไรต์สารที่มีความสามารถในการเข้าถึงแม่เหล็กสูงและความต้านทานไฟฟ้าใช้ได้ในความทรงจำของคอมพิวเตอร์บางประเภทและในการเคลือบเทปแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังใช้เป็นเม็ดสีและสารขัดเงา

ซัลเฟต

Ferrous sulfate heptahydrate, FeSO ₄ · 7H ₂ O เป็นรูปแบบที่พบมากที่สุดของเฟอร์รัสซัลเฟตซึ่งเรียกว่ากรดกำมะถันสีเขียวหรือโคเปรา ใช้เป็นตัวรีดิวซ์และในการผลิตหมึกปุ๋ยและยาฆ่าแมลง นอกจากนี้ยังพบว่าใช้ในการชุบเหล็กด้วยไฟฟ้า

เฟอร์ริกซัลเฟต Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ใช้เพื่อให้ได้สารส้มเหล็กและสารประกอบเฟอร์ริกอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอนในการทำให้น้ำเสียบริสุทธิ์และเป็นสิ่งที่ไม่ธรรมดาในการย้อมสีสิ่งทอ

คลอไรด์

เฟอร์รัสคลอไรด์ FeCl ₂ใช้เป็นตัวรีดิวซ์และตัวรีดิวซ์ ในขณะเดียวกันเฟอร์ริกคลอไรด์ FeCl ₃ใช้เป็นสารคลอรีนสำหรับโลหะ (เงินและทองแดง) และสารประกอบอินทรีย์บางชนิด

การบำบัด Fe ³⁺ด้วย hexocyanoferrate ion ^-4ทำให้เกิดการตกตะกอนสีน้ำเงินที่เรียกว่า Prussian blue ซึ่งใช้ในสีและแลคเกอร์

อาหารที่มีธาตุเหล็ก

หอยเป็นแหล่งอาหารที่อุดมไปด้วยธาตุเหล็ก ที่มา: pxhere.

โดยทั่วไปแนะนำให้รับประทานธาตุเหล็ก 18 มก. / วัน ในบรรดาอาหารที่ให้ไว้ในอาหารประจำวันมีดังต่อไปนี้:

หอยให้ธาตุเหล็กในรูปแบบฮีมดังนั้นจึงไม่มีการยับยั้งการดูดซึมของลำไส้ หอยกาบให้ธาตุเหล็กสูงถึง 28 มก. ต่อ 100 กรัม ดังนั้นหอยกาบในปริมาณนี้จะเพียงพอต่อความต้องการเหล็กในแต่ละวัน

ผักโขมมีธาตุเหล็ก 3.6 มก. ต่อ 100 กรัม เนื้ออวัยวะเช่นเนื้อลูกวัวมีธาตุเหล็ก 6.5 มก. ต่อ 100 กรัม การมีส่วนร่วมของไส้กรอกเลือดมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นบ้าง ไส้กรอกเลือดประกอบด้วยส่วนของลำไส้เล็กยัดไส้ด้วยเลือดเนื้อ

พืชตระกูลถั่วเช่นถั่วฝักยาวมีธาตุเหล็ก 6.6 มก. ต่อ 198 ก. เนื้อแดงมีธาตุเหล็ก 2.7 มก. ต่อ 100 กรัม เมล็ดฟักทองมี 4.2 มก. ต่อ 28 ก. Quinoa มีธาตุเหล็ก 2.8 มก. ต่อ 185 กรัม เนื้อไก่งวงสีเข้มมี 2.3 มก. ต่อ 100 กรัม บรอกโคลีมี 2.3 มก. ต่อ 156 มก.

เต้าหู้มี 3.6 มก. ต่อ 126 ก. ในขณะเดียวกันดาร์กช็อกโกแลตมี 3.3 มก. ต่อ 28 ก.

บทบาททางชีวภาพ

หน้าที่ของธาตุเหล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสิ่งมีชีวิตที่มีกระดูกสันหลังมีมากมายนับไม่ถ้วน คาดว่าเอนไซม์มากกว่า 300 ชนิดต้องการธาตุเหล็กเพื่อการทำงานของมัน ในบรรดาเอนไซม์และโปรตีนที่ใช้มีชื่อต่อไปนี้:

- โปรตีนที่มีกลุ่มฮีมและไม่มีกิจกรรมของเอนไซม์: ฮีโมโกลบินไมโอโกลบินและนิวโรโกลบิน

- เอนไซม์ที่มีกลุ่มฮีมที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งอิเล็กตรอน: ไซโตโครเมส a, b และ f และไซโตโครมออกซิเดสและ / หรือกิจกรรมออกซิเดส ซัลไฟต์ออกซิเดส, ไซโตโครม P450 ออกซิเดส, ไมอีโลเพอรอกซิเดส, เปอร์ออกซิเดส, คาตาเลส ฯลฯ

- โปรตีนที่มีธาตุเหล็ก - กำมะถันซึ่งเกี่ยวข้องกับกิจกรรมออกซีรีดักเตสที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงาน: ซัคซิเนตดีไฮโดรจีเนส, ไอโซซิเตรตดีไฮโดรจีเนสและอะโคนิเทสหรือเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการจำลองและซ่อมแซมดีเอ็นเอ: DNA-polymerase และ DNA-heliclases

- เอนไซม์ที่ไม่ใช่ฮีมที่ใช้เหล็กเป็นปัจจัยร่วมในการเร่งปฏิกิริยา ได้แก่ ฟีนิลอะลานีนไฮโดรเลสไทโรซีนไฮโดรเลสทริปโตเฟนไฮโดรเลสและไลซีนไฮโดรเลส

- โปรตีนที่ไม่ใช่ฮีมมีหน้าที่ในการขนส่งและจัดเก็บธาตุเหล็ก: เฟอร์ริตินทรานเฟอร์รินแฮปโตโกลบินเป็นต้น

ความเสี่ยง

ความเป็นพิษ

ความเสี่ยงจากการได้รับธาตุเหล็กมากเกินไปอาจเป็นแบบเฉียบพลันหรือเรื้อรัง สาเหตุหนึ่งของการเป็นพิษของธาตุเหล็กแบบเฉียบพลันคือการได้รับยาเม็ดเหล็กมากเกินไปในรูปของกลูโคเนตฟูมาเรตเป็นต้น

ธาตุเหล็กอาจทำให้เกิดการระคายเคืองของเยื่อเมือกในลำไส้ความรู้สึกไม่สบายที่แสดงออกมาทันทีหลังจากรับประทานเข้าไปและจะหายไปหลังจาก 6 ถึง 12 ชั่วโมง เหล็กที่ดูดซึมจะถูกสะสมไว้ตามอวัยวะต่างๆ การสะสมนี้อาจทำให้เกิดการรบกวนการเผาผลาญ

หากปริมาณเหล็กที่กินเข้าไปเป็นพิษอาจทำให้ลำไส้ทะลุด้วยเยื่อบุช่องท้องอักเสบ

ในระบบหัวใจและหลอดเลือดจะสร้างภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำที่อาจเกิดจากเลือดออกในระบบทางเดินอาหารและการปลดปล่อยธาตุเหล็กของสาร vasoactive เช่นเซโรโทนินและฮีสตามีน ในที่สุดเนื้อร้ายขนาดใหญ่ของตับและตับวายอาจเกิดขึ้นได้

Hemochromatosia

Hemochromatosia เป็นโรคทางพันธุกรรมที่นำเสนอการเปลี่ยนแปลงในกลไกการควบคุมธาตุเหล็กของร่างกายซึ่งแสดงให้เห็นจากการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของเหล็กในเลือดและการสะสมในอวัยวะต่างๆ รวมทั้งตับหัวใจและตับอ่อน

อาการเริ่มต้นของโรคมีดังต่อไปนี้ปวดข้อปวดท้องอ่อนเพลียและอ่อนแรง มีอาการต่อไปนี้และสัญญาณของโรคที่ตามมา: เบาหวานการสูญเสียความต้องการทางเพศความอ่อนแอหัวใจล้มเหลวและตับวาย

Hemosiderosis

Hemosiderosis มีลักษณะเฉพาะตามชื่อโดยการสะสมของ hemosiderin ในเนื้อเยื่อ สิ่งนี้ไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อ แต่สามารถพัฒนาไปสู่ความเสียหายได้เช่นเดียวกับที่เห็นใน hemochromatosia

Hemosiderosis อาจเกิดจากสาเหตุต่อไปนี้: การดูดซึมธาตุเหล็กที่เพิ่มขึ้นจากอาหารโลหิตจางจากเม็ดเลือดแดงที่ปล่อยธาตุเหล็กออกจากเม็ดเลือดแดงและการถ่ายเลือดมากเกินไป

Hemosiderosis และ hemochromatosia อาจเกิดจากการทำงานไม่เพียงพอของฮอร์โมนเฮปซิดินซึ่งเป็นฮอร์โมนที่หลั่งจากตับซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมธาตุเหล็กในร่างกาย

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. Foist L. (2019). Allotropes of Iron: ประเภทความหนาแน่นการใช้งานและข้อเท็จจริง ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
3. Jayanti S. (nd). Allotropy of Iron: อุณหพลศาสตร์และโครงสร้างคริสตัล โลหะวิทยา. ดึงมาจาก: engineeringenotes.com
4. Nanoshel. (2018) พลังเหล็กนาโน สืบค้นจาก: nanoshel.com
5. วิกิพีเดีย (2019). เหล็ก. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
6. ประวัติศาสตร์ชร็อพเชียร์ (เอสเอฟ) คุณสมบัติของเหล็ก สืบค้นจาก: shropshirehistory.com
7. ดร. แป้งสจ๊วต (2019). ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับธาตุเหล็ก ดึงมาจาก: chemicool.com
8. Franziska Spritzler (2018, 18 กรกฎาคม). อาหารเพื่อสุขภาพ 11 ชนิดที่อุดมไปด้วยธาตุเหล็ก สืบค้นจาก: healthline.com
9. Lenntech (2019). ตารางธาตุ: เหล็ก. สืบค้นจาก: lenntech.com
10. บรรณาธิการของสารานุกรมบริแทนนิกา (13 มิถุนายน 2562). เหล็ก. สารานุกรมบริแทนนิกา. ดึงมาจาก: britannica.com