铁物理性质 化学性质 化学反应 毒理学数据 元素简介 分布 元素来(2)

2019-09-01 16:26

多于1.7%,又脆又硬,一敲就碎,可做成铁锅;熟铁含碳少于0.02%,软而韧,可制成炒菜用的铁勺;最大用途是用于炼钢,钢的含碳量则在两者之间,可制成切菜刀。也大量用来制造铸铁和煅铁。铁和其化合物还用作磁铁、染料(墨水、蓝晒图纸、胭脂颜料)和磨料(红铁粉)。还原铁粉大量用于冶金。

浮选法治理污水:以铁为阳极电解污水,阴极产生气泡(氢气)使污垢浮起,达到一定厚度使可去除,阳极产生的Fe2+遇到阴极产生的OH-生成具有吸附性的沉淀(Fe(OH)?被氧化成Fe(OH)?),吸附杂质。 8用途编辑

在我们的生活里,铁可以算得上是最有用、最价廉、最丰富、最重要的金属了。铁是碳钢、铸铁的主要元素,工农业生产中,装备制造、铁路车辆、道路、桥梁、轮船、码头、房屋、土建均离不开钢铁构件,中国年产钢材4亿多吨、铸件3350万吨。钢铁的年产量代表一个国家的现代化水平。

工业合成氨中主要采用铁为催化剂和生物固氮酶中,铁是主要成分。 对于人体,铁是不可缺少的微量元素。在十多种人体必需的微量元素中铁无论在重要性上还是在数量上,都属于首位。一个正常的成年人全身含有3g多铁,相当于一颗小铁钉的质量。人体血液中的血红蛋白就是铁的配合物,它具有固定氧和输送氧的功能。人体缺铁会引起贫血症。只要不偏食,不大出血,成年人一般不会缺铁。 所谓煤气中毒(一氧化碳中毒),也是由于血红素中铁原子核心被一氧化碳气体分子紧紧地包围住,丧失了吸收氧分子的能力,使人窒息中毒而死亡。

铁还是植物制造叶绿素不可缺少的催化剂。如果一盆花缺少铁,花就会失去艳丽的颜色,失去那沁人肺腑的芳香,叶子也发黄枯萎。一般土壤中也含有不少铁的化合物。铁是土壤中的一个重要组分,其在土壤中的比例从小于1%至大于20%不等,平均是3.2% . 铁主要以铁氧化物的形式存在,其中既有二价又有三价铁,大多数铁氧化物在土壤颗粒中以不同程度的微结晶形式存在。

铁锭

纯铁(指纯度较高的铁)是一种多用途的含碳量低、含杂质量低的一种材料,具有优良的磁性能。纯铁是钢中含碳量最低、含各种元素最少、夹杂物最低的一种金属材料,常用于制造各种仪器、仪表的铁心。因其强度低,故很少用作机械结构材料,常用的是它和碳的合金。 9核反应编辑

在元素中,铁的原子质量相当于它的核子数是最小的,在元素周期表中,比铁轻的元素聚变释放能量,比铁重的裂变释放能量,唯有铁,聚变和裂变都要吸收能量而且需要非常苛刻的条件。这也就是大质量恒星为什么当核心变成铁时便塌缩成中子星或黑洞。 10铁与生活编辑

铁矿在中国的分布

铁元素也是构成人体的必不可少的元素之一。成人体内约有4~5克铁,其中72%以血红蛋白、35%以肌红蛋白、0.2以其它化合物形式存在,其余为储备铁。储备铁约占25%,主要以铁蛋白的形式储存在肝、脾和骨髓中。成人摄取量是10~15mg。妊娠期妇女需要30mg。1个月内,女性所流失的铁大约为男性的两倍,吸收铁时需要铜、钴、锰、维生素C。需要人群:妇女特别是孕妇需要补充铁质,但要注意妊娠期妇女服用过多铁剂会使胎儿发生铁中毒。假如您正在服用消炎药或每天必须服用阿司匹林的话,那么您就需要补充铁。经常喝红茶或咖啡的人请注意,饮用大量的红茶和咖啡会阻碍铁的吸收。 铁在代谢过程中可反复被利用。除了肠道分泌排泄和皮肤、黏膜上皮脱落损失一定数量的铁(1mg/每日),几乎没有其它途径的丢失。 11营养学中的铁编辑 对铁的认识

缺铁性贫血是世界卫生组织确认的四大营养缺乏症之一。

18世纪,Menghini用磁铁吸附在干燥血中的颗粒,注意到了血液中含有铁。 1892年,Bunge注意到婴幼儿容易缺乏铁。

1928年,Mackay最早证明铁缺乏是伦敦东区婴幼儿贫血盛行的原因。她还以为提供铁强化的奶粉可缓解贫血。

1932年,Castle及其同事确证无机铁可用于血红蛋白合成。 人体分布

铁是人体含量的必需微量元素,人体内铁的总量约4~5克,是血红蛋白的重要部分,人全身都需要它,这种矿物质可以存在于向肌肉供给氧气的红细胞中,还是许多酶和免疫系统化合物的成分,人体从食物中摄取所需的大部分铁,并小心控制着铁含量。 铁对人体的功能表现在许多方面,铁参与氧的运输和储存。红细胞中的血红蛋白是运输氧气的载体;铁是血红蛋白的组成成分,与氧结合,运输到身体的每一个部分,供人们呼吸氧化,以提供能量(能量食品),消化(消化食品)食物,获得营养;人体内的肌红蛋白存在于肌肉之中,含有亚铁血红素,也结合着氧,是肌肉中的“氧库”。当运动(运动食品)时肌红蛋白中的氧释放出来,随时供应肌肉活动所需的氧。心、肝、肾这些具有高度生理活动能力和生化功能的细胞线粒体内,储存的铁特别多,线粒体是细胞的“能量工厂”,铁直接参与能量的释放。 铁还可以促进发育;增加对疾病的抵抗力;调节组织呼吸,防止疲劳;构成血红素,预防和治疗因缺铁而引起的贫血;使皮肤恢复良好的血色。 吸收代谢

成人体内铁的总量约为4~5g,其中72%以血红蛋白、3%以肌红蛋白、0.2%以其他化合物形式存在;其余则为储备铁,以铁蛋白的形式储存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中,约占总铁量的25%。

食物中的铁主要以Fe(OH)?络合物的形式存在,在胃酸作用下,还原成亚铁离子,再与肠内容物中的维生素C、某些糖及氨基酸形成络合物,在十二指肠及空肠吸收。

铁在体内代谢中可反复被身体利用。一般情况下,除肠道分泌和皮肤、消化道及尿道上皮脱落可损失一定数量外,几乎不存在其它途径损失。

膳食中存在的磷酸盐、碳酸盐、植酸、草酸、鞣酸等可与非血红素铁形成不溶性的铁盐而阻止铁的吸收。胃酸分泌减少也影响铁的吸收。

铁的平衡 铁的平衡是指一种稳定的状态,即从膳食中吸收的铁既可能补充机体实际丢失的铁又可满足机体生长(和怀孕)的需要。铁的平衡依赖于铁吸收、铁转运和铁储存的共同协调。

机体有三种独特机制以保持铁的平衡及预防体内的缺乏和过分蓄积。 ⑴反复利用红细胞分解代谢中的铁。铁在体内生物半衰期在成年男子为5.9年,成年女子(绝经期前)为3.8年。

⑵根据体内铁营养状态调节肠道内铁的吸收。

⑶增加独特的储存蛋白——铁蛋白可储存或释放以满足额外铁的需要,如在孕期后1/3。 机体内稳态机制在多方面协调铁的需要、利用和储存以保持这种平衡。体内基本铁丢失有一半是胃肠道中脱落细胞和血的丢失,血红蛋白的水平可在某种程度上影响这种基本丢失。同样血红蛋白水平也可影响经月经丢失的铁量。血红蛋白下降并发展为缺铁性贫血时可有效减少体内基本丢失及月经铁丢失。当体内严重贫血或铁过多时也减少或增加皮肤铁的丢失。肠道中铁的吸收主要取决于体内铁营养状态和膳食的特性(铁的含量、形式及生物利用)。从调节机制上在体内大多数细胞中,调节是在转录后的水平上,经铁调节蛋白(1RP8)和转铁蛋白受体及铁蛋白H和I链的mRNA-3’或5’端utr中的铁响应元件IREs来调节铁的转运和储存。红细胞铁需要量高,其调节也是在转录水平上,在调节上可优先于其他细胞的转录后调节。 摄取量

世界卫生组织建议供铁(铁食品)量为成年男子5~9毫克;成年女子14~28毫克。中国营养学会推荐婴儿至9岁儿童每天需铁10毫克,10至12岁儿童(儿童食品)需铁12毫克、13至18岁的少年男性(男性食品)需铁15毫克,少年(少年食品)女性20毫克,18岁以上每天12毫克,但成年女性(女性食品)为18毫克。乳母、孕妇(孕妇食品)为28毫克。 建议日摄取量:

成人摄取量是 10 ~ 15mg 。妊娠期妇女需要 30mg 。 1 个月内,女性所流失的铁大约为男性(男性食品)的两倍;吸收铁时需要铜、钴、锰、维生素C。 补充周期:建议每日补充。 年龄 每日摄入量 孕妇 0~0.5岁 0.3mg 早期 15mg 0.5岁~1岁 10mg 中期 25mg 1岁~4岁 12mg 后期 35mg 4岁~7岁 12mg 乳期 25mg 7岁~11岁 12mg

11岁~14岁 男 16mg 女 18mg 14岁~18岁 男 20mg女 25mg 18岁~50岁 男 15mg女 20mg 50岁 15mg 生理功能

1、铁是血红蛋白的重要部分,而血红蛋白功能是向细胞输送氧气,并将二氧化碳带出细胞。血红蛋白中4个血红素和4个球蛋白链接的结构提供一种有效机制,即能与氧结合而不被氧化,在从肺输送氧到组织的过程中起着关键作用。

2、肌红蛋白是由一个血红素和一个球蛋白链组成,仅存在于肌肉组织内,基本功能是在肌肉中转运和储存氧

3、细胞色素是一系列血红素的化合物,通过其在线粒体中的电子传导作用,对呼吸和能量代谢有非常重要的影响,如细胞a、b和c是通过氧化磷酸化作用产生能量所必需的。 4、其它含铁酶中铁可以是非血素铁,台参与能量代谢的NAP脱氢酶和琥珀脱氢酶,也有含血红素铁的对氧代谢副产物分子起反应的氢过氧化物酶,还有多氧酶(参与三羟酸循环),磷酸烯醇丙酮酸羟激酶(糖产生通路限速酶),核苷酸还原酶(DNA合成所需的酶)。 5、铁元素催化促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成,抗体的产生,脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等。铁与免疫的关系也比较密切,有研究表明,铁可以提高机体的免疫力,增加中性白细胞和吞噬细胞的吞噬功能,同时也可使机体的抗感染能力增强。阿胶是中国传统的补血配方,乳酸亚铁是很好的二价补铁制剂,市场上很多补血产品将它们单独作为配方来用。 铁元素是血红素载氧的关键

人体会因为营养不均、外伤、女性的生理周期,而导致缺铁的现象。根据统计数据显示,华人女性缺铁的比例超过60%,素食女性更高达70%以上。

女性由於每个月的生理周期,导致大量血铁质的流失,因此女性对於铁质的需求度,远比男性高,由於华人使用红肉的机会远比西方人少,因此由天然食物获得的铁质也相对比西方人低。

铁质大多存在人体的肝脏、脾脏、骨髓及红血球中,因为他的主要功能是带氧,因此婴幼儿及孕妇对於铁质的需求量也会特别高,儿童及幼儿的铁摄取量不足,还可能影响脑补发育,因此孕妇、儿童及授乳期母亲,应特别留意铁质的摄取量。 缺乏后果

1、贫血:严重时可增加儿童和母亲死亡率,使机体工作能力明显下降。

2、行为和智力方面:铁缺乏可引起心理活动和智力发育的损害及行为改变。铁缺乏(尚未出现贫血时的缺乏)还可损害儿童的认知能力,而且在以后补充铁后也难以恢复。动物试验表明,短时期缺乏可使幼小动物脑中铁含量下降。以后补充铁可纠正身体内铁储存,但对脑中铁没有作用。长期铁缺乏会明显影响身体耐力。Finch等进行动物实验表明,铁缺乏对动物跑的能力的损害与血红蛋白的水平无关,而是因为铁缺乏肌肉中氧化代谢受损所至。 免疫力和抗感染能力方面,人及动物实验皆记实缺铁的一项特点是抗感染能力降低。 1、体温调节方面,缺铁性贫血的另一特点是在寒冷环境中保持体温的能力受损。 2、铅中毒方面,动物和人体实验证明缺铁会增加铅的吸收。

3、有的妊娠后果,汗多浒病学研究表明妊娠早期贫血为早产、低出生体重儿及胎儿死亡有关。

4、铁缺乏症症状包括皮肤苍白,舌部发痛,疲劳或无力,食欲不振以及恶心。 铁缺乏对免疫系统的影响:

1.抵抗病原微生物入侵的能力减弱。

2.降低免疫细胞从静止---临战的反应速度。 3.使抗氧化生化酶活性降低。

4.抗体的生产停止或以很慢的速度进行。

5.缺铁性贫血,细胞供氧不足。其结果是整天无精打采,疲劳而倦怠,比较容易被感染。 血液里流动的太多的自由铁不仅无助于抵抗能力,不能保护人的肌体,反而会被细菌吞噬,成为细菌的美食,并且细菌会因此而大量地繁殖。这就是为什么必须加倍小心给孩子补充铁质的原因。

主妇综合征:国外有人做过调查,发现在25~50岁育龄妇女中,有40%~60%可有全身乏

力,无精打采,早上不想起床而晚上又辗转难眠,情绪易波动、郁闷不乐,常突然不能自禁的流泪哭泣、记忆力减退、注意力不集中等症状。究其原因系缺铁,但常常化验无明显贫血,仅血清铁偏低。因多发生于家庭主妇,所以称之为“主妇综合征”。补充铁剂后,上述症状可显著改善。

妇女冷感症:缺铁的妇女体温较正常妇女高13%,巩膜发蓝,因为铁是合成胶原的一个重要辅助因子,所以当体内缺铁后,阻断了胶原的合成,而使胶原纤维构成的巩膜变成十分薄弱,其下部的色素膜就会显出蓝色,因此,我们看到的白眼球偏蓝色,也是缺铁的表现。 异食癖:缺铁还可以引起异食癖,即对正常饮食不感兴趣,却对粉笔、浆糊、泥土、石灰、布、纸、蜡烛等异物有癖好,吃得津津有味。现研究发现,异食癖者缺铁、缺锌明显,补充铁、锌后可迅速好转。缺铁引起的异食癖形式多样,最为多见的是嗜食冰,大冷天也喜食冰块。

其他:有研究发现婴儿缺铁时常常不爱笑精神萎靡不振、平时不合群、不爱活动、爱哭闹而且智商也显著低于正常儿。

缺铁性贫血不只是表现为贫血(血红蛋白低于正常),而且是属于全身性的营养缺乏病。由于体内缺铁程度及病情发展早晚不同,故贫血的临床表现也有所不同。初期,患者无明显的自觉症状,只是化验血液时表现为血红蛋白低于正常值。随着病情的进一步发展,出现不同程度的缺氧症状。轻度贫血患者自觉经常头晕耳鸣、注意力不集中、记忆力减退。最易被人发现的是由于皮肤黏膜缺铁性贫血而引起的面色、眼睑和指(趾)甲苍白,还有儿童身高和体重增长缓慢。病情进一步发展还可出现心跳加快、经常自觉心慌。肌肉缺氧常表现出全身乏力,容易疲倦。消化(消化食品)道缺氧可出现食欲不振、腹胀腹泻,甚至恶心呕吐。严重贫血时可出现心脏扩大、心电图异常,甚至心力衰竭等贫血性心脏病的表现,有的还出现精神失常或意识不清等。此外,约有15%~30%的病例表现有神经痛、感觉异常;儿童可出现偏食、异食癖(喜食土块、煤渣等)、反应迟钝、智力下降、学习成绩、易怒不安、易发生感染等。缺铁性贫血的婴儿可有肠道出血症。近年医学研究发现,老年(老年食品)性耳聋与缺铁有关。 青春期女性(女性食品)慢性萎黄病主要是由于体内铁缺乏而引起的,其特点是小细胞低色素贫血,也属于缺铁性贫血。少女或青春期女性发生本病的主要原因是身体需要的铁量增加、月经来潮丢失的铁过多或胃酸缺乏导致铁摄入不足。

患者由于铁缺乏,使体内含铁酶活性降低,因而造成许多组织细胞代谢紊乱。临床症状和贫血程度与发病缓急有关,轻者除面色萎黄之外可无任何自觉不适。严重贫血者,还可有舌炎、舌黏膜萎缩、舌头平滑、充血并有灼热感。有时还发生食道异物感、紧缩感或吞咽困难等自觉症状。

缺铁还可引起吞咽困难综合征,临床上表现为低色素贫血、吞咽困难、口角炎、舌头有异常感觉、指甲呈匙形等。本病女性占90%左右,小儿少见。吞咽困难者,经食管镜或X射线检查可无异常发现,偶有食管黏膜赘片形成。

铁过量表现

通过各种途径进入体内的铁量的增加,可使铁在人体内贮存过多,因而可引致铁在体内潜在的有害作用,体内铁的贮存过多与多种疾病如心脏和肝脏疾病、糖尿病、某些肿瘤有关。 肝脏是铁储存的主要部位,铁过量也常累及肝脏,成为铁过多诱导的损伤的主要靶器官。肝铁过载导致:1、肝纤维化甚至肝硬化;2、肝细胞瘤。

铁过量与心脏疾病关系的探讨,已见诸多报道。许多作者认为,铁通过催化自由基的生成、促进脂蛋白的脂质和蛋白质部分的过氧化反应、形成氧化LDL等作用,参与动脉粥样硬化的形成。


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