Alp22.ru

Промышленное строительство
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Химические и физические свойства железа, применение

Химические и физические свойства железа, применение

Одним из наиболее распространенных металлов в земной коре после алюминия считается железо. Физические и химические свойства его таковы, что оно обладает отличной электропроводностью, теплопроводностью и ковкостью, имеет серебристо-белый цвет и высокую химическую реакционную способность быстро коррозировать при высокой влажности воздуха или больших температурах. Находясь в мелкодисперсном состоянии, оно в чистом кислороде горит и самовоспламеняется на воздухе.

Начало истории железа

В третьем тысячелетии до н. э. люди стали добывать и научились обрабатывать бронзу и медь. Широкого применения из-за дороговизны они не получили. Продолжались поиски нового металла. История железа началась в первом веке до н. э. В природе его можно встретить только в виде соединений с кислородом. Для получения чистого металла необходимо отделить последний элемент. Расплавить железо долго не удавалось, так как его надо было нагреть до 1539 градусов. И только с появлением сыродутных печей в первом тысячелетии до новой эры стали получать этот металл. На первых порах он был хрупким, содержал много шлаков.

физические свойства железа

Железо в природе

Одного алюминия в литосфере содержится больше, чем железа. В природе его можно встретить только в виде соединений. Трехвалентное железо, вступая в реакцию, окрашивает почву в бурый цвет и придает песку желтоватый оттенок. Оксиды и сульфиды железа разбросаны в земной коре, иногда наблюдаются скопления минералов, из которых впоследствии и добывают металл. Содержание двухвалентного железа в некоторых минеральных источниках придает воде особый привкус.

физические и химические свойства железа

Какими физическими свойствами железо обладает?

Это пластичный серебристо-белого цвета металл с сероватым оттенком, имеющий металлический блеск. Он является хорошим проводником электрического тока и теплоты. Благодаря пластичности он прекрасно поддается ковке и прокатке. Железо не растворяется в воде, но разжижается в ртути, плавится при температуре 1539 и кипит при 2862 градусов по Цельсию, имеет плотность 7,9 г/см³. Особенностью физических свойств железа является то, что металл притягивается магнитом и после аннулирования внешнего магнитного поля хранит намагниченность. Используя эти свойства его можно применять для изготовления магнитов.

Химические свойства

Железо обладает следующими свойствами:

  • на воздухе и в воде легко окисляется, покрываясь ржавчиной;
  • в кислороде накаленная проволока горит (при этом образуется окалина в виде оксида железа);
  • при температуре 700–900 градусов по Цельсию вступает в реакцию с парами воды;
  • при нагревании реагирует с неметаллами (хлором, серой, бромом);
  • вступает в реакции с разбавленными кислотами, в результате получаются соли железа и водород;
  • не растворяется в щелочах;
  • способно вытеснить металлы из растворов их солей (железный гвоздь, в растворе медного купороса, покрывается красным налетом, — это выделяется медь);
  • в концентрированных щелочах при кипячении проявляется амфотерность железа.

Особенность свойств

Одним из физических свойств железа является ферромагнитность. На практике с магнитными свойствами этого материала приходится встречаться часто. Это — единственный металл, который обладает такой редкостной чертой.

какие физические свойства железа

Запасы и добыча

Одним из самых распространенных элементов на земле является железо. По содержанию в земной коре занимает четвертое место. Известно множество руд, которые содержат его, например, магнитный и бурый железняк. Металл в промышленности получают в основном из руд гематита и магнетита при помощи доменного процесса. Вначале происходит его восстановление углеродом в печи при высокой температуре 2000 градусов по Цельсию.

физические свойства вещества железо

Преимущества железа

Основные физические свойства вещества железа дают ему и сплавам следующие преимущества перед другими металлами:

  • Обладают твердостью и прочностью, сохраняя упругость. У разных сплавов эти качества неодинаковы и зависят от легирующих добавок, способов производства и термообработки.
  • Большое разнообразие чугуна и сталей позволяют использовать их для любых нужд в народном хозяйстве.
  • Высокие магнитные свойства металла незаменимы для изготовления магнитопроводов.

применение железа на основе его физических свойств

Недостатки

Кроме большого числа положительных качеств, есть и ряд отрицательных свойств металла:

  • Изделия подвержены коррозии. Для устранения этого нежелательного эффекта с помощью легирования получают нержавеющие стали, а в остальных случаях делают специальную антикоррозийную обработку конструкций и деталей.
  • Железо накапливает статическое электричество, поэтому изделия, содержащие его, подвергаются электрохимической коррозии и также требуют дополнительной обработки.
  • Удельный вес металла составляет 7,13 г/см³. Это физическое свойство железа придает конструкциям и деталям повышенный вес.

Состав и структура

У железа по кристаллическому признаку есть четыре модификации, которые отличаются структурой и параметрами решетки. Для выплавки сплавов именно наличие фазовых переходов и легирующих добавок имеет существенное значение. Различают следующие состояния:

  • Альфа-фаза. Она сохраняется до 769 градусов по Цельсию. В этом состоянии железо сохраняет свойства ферромагнетика и обладает объемно-центрированной решеткой кубического типа.
  • Бета-фаза. Существует при температуре от 769 до 917 градусов по Цельсию. Имеет немного другие параметры решетки, чем в первом случае. Все физические свойства железа остаются прежними за исключением магнитных, их оно утрачивает.
  • Гамма-фаза. Строение решетки становится гранецентрированным. Такая фаза проявляется в диапазоне 917–1394 градусов Цельсия.
  • Омега-фаза. Такое состояние металла появляется при температуре выше 1394 градусов Цельсия. От прежней отличается только параметрами решетки.

физические свойства простого вещества железа

Применение

Люди начали использовать сначала метеоритное железо, которое ценили выше золота. С тех пор область применения этого металла только расширялась. Ниже представлено применение железа, на основе его физических свойств:

  • ферромагнитные оксиды используют для производства магнитных материалов: промышленных установок, холодильников, сувениров;
  • оксиды железа применяют как минеральные краски;
  • хлорид железа незаменим в радиолюбительской практике;
  • сульфаты железа используют в текстильной промышленности;
  • магнитная окись железа – один из важных материалов для производства устройств долговременной компьютерной памяти;
  • ультрадисперсный порошок железа находит применение в черно-белых лазерных принтерах;
  • прочность металла позволяет изготовлять оружие и броню;
  • износостойкий чугун можно использовать для производства тормозов, дисков сцепления, а также деталей для насосов;
  • жаростойкий – для доменных, термических, мартеновских печей;
  • жаропрочный – для компрессорного оборудования, дизельных двигателей;
  • высококачественная сталь используется для газопроводов, корпуса отопительных котлов, сушилок, стиральных и посудомоечных машин.

Заключение

Под железом часто подразумевают не сам метал, а его сплав — низкоуглеродистую электротехническую сталь. Получение чистого железа довольно сложный процесс, и поэтому его используют только для производства магнитных материалов. Как уже отмечалось, что исключительное физическое свойство простого вещества железа – это ферромагнетизм, т. е. способность намагничиваться в присутствии магнитного поля.

Роль железа в организме: дефицит, избыток, источники

Фото: Shutterstock

Организм не вырабатывает железо самостоятельно, человек получает 1-2 мг этого элемента вместе с пищей. Примерно столько же каждый из нас теряет с ороговевшими клетками кожи и кишечника.

Функции железа

Железо помогает поддерживать многие важные функции организма, влияя на уровень жизненной энергии, концентрацию внимания, желудочно-кишечные процессы, иммунную систему и регуляцию температуры тела. Его недостаток или избыток моментально сказывается на самочувствии.

Обменные процессы

Железо — важный компонент гемоглобина, состоящего из красных кровяных телец (эритроцитов). Гемоглобин содержит около двух третей железа в организме. Он соединяется с кислородом, а эритроциты разносят его из легких по всему телу. Этот минерал также входит во многие элементы, отвечающие за холестериновый обмен, переработку калорий в энергию, борьбу с токсинами. Благодаря железу со своими функциями лучше справляется иммунная система, а эритроциты с его помощью отправляют углекислый газ в легкие для переработки. Оно также необходимо для поддержания здоровья клеток, кожи, волос и ногтей.

Фото: Unsplash

Беременность

В период беременности в женском организме увеличивается количество жидкости. За счет этого резко растет объем крови и производство эритроцитов, которые нужны для обеспечения плода кислородом и необходимыми веществами. Кровь становится жиже, падает уровень гемоглобина. Организм потребляет железо максимально. Дефицит минерала может привести к ранним родам, низкому весу младенца после рождения, а также к нарушению его когнитивного развития. Беременные женщины с железодефицитом больше склонны к инфекционным заболеваниям, поскольку он негативно влияет на иммунную систему [1].

Энергия

Недостаточное количество железа в рационе может повлиять на эффективность, с которой организм использует энергию. Благодаря роли переносчика кислорода к мышцам и мозгу, железо играет важную роль в умственной и физической активности. Низкий уровень этого элемента может привести к проблемам с концентрацией внимания, раздражительности и снижению выносливости.

Норма железа

Рекомендуемая суточная норма потребления железа зависит от возраста, пола, образа жизни и состояния здоровья [2].

Дети нуждаются в большем количестве железа, чем взрослые: в период роста и формирования организма любые полезные вещества расходуются гораздо быстрее. Дневная норма зависит от возраста ребенка: 4 –8 лет — 10 мг, 9–13 лет — 8 мг. Начиная с подросткового возраста, когда у девочек начинается менструация, их суточная потребность в железе увеличивается.

В возрасте 19 –50 лет женщины должны получать 18 мг железа каждый день, в то время как мужчинам того же возраста достаточно 8 мг [3]. После наступления менопаузы ежедневная норма железа для женщин приравнивается к мужской — 8 мг каждый день.

Иногда человеку требуется больше железа, чем обычно. Следить за уровнем железа в крови необходимо при беременности и кормлении, почечной недостаточности, язве или желудочно-кишечных расстройствах, которые препятствуют нормальному усвоению минерала. В случае дефицита следует проконсультироваться с врачом.

Фото: Pexels

К уровню железа необходимо относиться с особенным вниманием спортсменам, поскольку интенсивные тренировки могут разрушать эритроциты. Также следить за этим параметром нужно вегетарианцам и веганам, поскольку железо, получаемое из растительной пищи, усваивается недостаточно.

Дефицит железа

Если наступает железодефицит, то ткани и мышцы перестают получать необходимый объем кислорода, который способствует их эффективному функционированию. Это может привести к анемии.

Причины, по которым может наступить анемия [4]:

  • недостаточное поступление железа с пищей;
  • снижение всасываемости железа из-за нарушения работы ЖКТ;
  • повышенная потребность в железе во время беременности;
  • чрезмерные кровопотери (например, во время месячных).

Снижение уровня железа может также происходить во время внешних и внутренних кровотечений, операций с кровопотерями, частого донорства. Влияют на уровень этого минерала перенесенная анорексия и хронические заболевания, связанные с нарушением всасывания железа. Также риск дефицита повышается во время активного роста ребенка, при приеме антикоагулянтов и антиагрегантов. Анемия может быть вызвана нерегулярным питанием, скудным и однообразным рационом, а также питанием, основанным на схемах вегетарианства и веганства.

Фото: Pexels

Дефицит железа приводит к симптомам, которые могут значительно повлиять на качество жизни. Признаки его нехватки в организме бывают разными в зависимости от тяжести анемии, скорости ее развития, возраста, состояния здоровья. В некоторых случаях люди долгое время не испытывают никаких симптомов.

Симптомы дефицита железа

Самыми распространенными признаками дефицита считаются:

  • Повышенная утомляемость, чувство сильной усталости [5]. Когда организму не хватает железа для производства гемоглобина, который распространяет кислород по телу, многие ткани и органы недополучают энергию.
  • Головокружение, шум в ушах, головные боли, обмороки, мелькание «мушек» перед глазами, снижение памяти.
  • Тахикардия, учащенное сердцебиение при нагрузке и без. Из-за недостатка кислорода в тканях сердцу приходится работать усерднее, чтобы нивелировать дефицит и разогнать больше насыщенной кислородом крови. Поскольку такое состояние может быть симптомом разных заболеваний, диагностировать дефицит железа только по этому признаку достаточно сложно, необходимо комплексное обследование.
  • Бледность. Восковой цвет лица или бледная окраска внутренней поверхности нижних век — частый признак дефицита железа [6]. Он может проявляться как по всему телу, так и только на лице, деснах или других частях тела. Чаще всего бледность появляется в случаях средней и тяжелой анемии [7].
  • Изменения ногтей, ломкость волос. На ногтях, которые становятся хрупкими, появляются плоские или вогнутые участки.
  • Одышка. Из-за низкого уровня гемоглобина падает уровень кислорода в крови, поэтому увеличивается частота дыхания — так тело пытается восполнить этот дефицит [8]. Если обычные физические нагрузки, которые раньше выполнялись без усилий, вдруг начали вызывать трудности с дыханием, стоит обратиться к врачу.
  • Изменения вкуса и обоняния. Поражение слизистой полости рта, языка и губ. Опухший язык, неприятные ощущения в полости рта (сухость, жжение), язвы на слизистой, трещины в уголках губ могут быть признаком анемии [9].
  • Синдром беспокойных ног. Сильное желание двигать ногами в состоянии покоя, неприятные и странные ощущения зуда в ступнях, от которых сложно заснуть, могут быть симптомом дефицита железа [10]. Причины такого состояния до конца не изучены, но около 25% людей с железодефицитной анемией имеют синдром беспокойных ног [11].

Также при дефиците железа встречаются следующие симптомы:

  • головные боли, головокружение;
  • учащенное сердцебиение;
  • сухие, поврежденные волосы, кожа, ногти;
  • тяга к употреблению несъедобных продуктов (лед, глина, грязь, мел, бумага);
  • постоянно холодные руки и ноги;
  • чувство подавленности, депрессия;
  • частые инфекционные заболевания.

Длительная железодефицитная анемия приводит к тяжелым последствиям. Нарушается работа сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта, развивается постепенная атрофия мышц. У женщин происходят сбои менструального цикла, а при беременности возникает угроза выкидыша и преждевременных родов.

Избыток железа

Как и любое вещество, в больших количествах железо может быть токсично для организма. За процесс регуляции и поддержания его запасов в равновесии отвечает гормон гепсидин. Некоторые нарушения, которые подавляют выработку гепсидина, могут привести к отравлению минералом.

В обычном состоянии в крови циркулирует очень мало свободного железа, поскольку оно плотно связано с белками. При накоплении в клетках, оно катализирует вредные процессы. Ускоряется окисление жиров, из-за этого образуются свободные радикалы. Они представляют собой атомы кислорода, имеющие высокую окислительную способность, повреждающую органеллы (постоянные элементы клеток, необходимые для ее существования) клеток и их стенки.

Избыток этого элемента встречается гораздо реже, чем дефицит. Передозировка может наступить внезапно или проявляться медленно в течение долгого времени.

Такое состояние может быть вызвано:

  • Отравлением железом. Оно наступает при передозировке добавками железа, их бесконтрольном приеме без учета рекомендаций врача и результатов анализов крови. Разовые дозы до 10-20 мг/кг могут вызывать побочные симптомы, а выше 40 мг/кг требуют медицинской помощи [12].
  • Наследственным гемохроматозом. Это генетическое заболевание, характеризующееся нарушением обмена железа и накоплением его в клетках различных органов [13].
  • Так называемой африканской перегрузкой железом. Такой синдром вызван высоким уровнем железа в пище или напитках. Впервые он был замечен в Африке, где домашнее пиво варили в железных горшках [14].

Ранние симптомы отравления железом могут включать боль в животе, тошноту и рвоту. Постепенно избыток минерала накапливается во внутренних органах, вызывая серьезные повреждения мозга и печени.

Продукты с железом

Существует два основных типа железа, содержащиеся в продуктах питания: гемовое и негемовое.

Фото: Pexels

Гемовое железо поступает в организм из животного белка — мяса или рыбы. Негемовое можно получить из зелени, орехов, бобовых, но его биодоступность составляет 5-12%, в то время как гемового железа — 14-18% [15]. Железо из продуктов животного происхождения усваивается организмом лучше, чем из растительных источников.

Наиболее богаты гемовым железом моллюски, мясные субпродукты, красное мясо, птица и яйца. Также большую порцию железа содержит шоколад — 19% от суточной нормы в 28 г [16].

Для веганов и вегетарианцев богатым источником железа могут стать гречка, нут, гранат, киноа, бобы, шпинат.

Важно правильно употреблять пищу, содержащую железо. Продукты, насыщенные этим минералом, хорошо сочетаются с фруктами и овощами с высоким уровнем витамина С. Такое соседство увеличивает усвоение железа [17]. П родукты, насыщенные кальцием, наоборот, подавляют всасывание железа, поэтому их лучше употреблять в разное время [18].

Препараты железа и витамины

Питаться сбалансировано следует всем и всегда, независимо от уровня железа в крови. Но в случае анемии, выраженного снижения уровней ферритина или железа одной диеты недостаточно.

При низком уровне железа или железодефицитной анемии врач назначает специальные препараты, которые помогут улучшить ситуацию. Адекватное медикаментозное лечение дополняет диетические рекомендации и позволяет быстро достичь нормальных параметров обмена железа в крови. Контролировать следует не только уровень гемоглобина, но и железа, ферритина, железосвязывающей способности крови.

Фото: Pixabay

Необходимо не просто добиться нормального уровня всех показателей обмена железа, но и постоянно поддерживать его. В этом могут помочь препараты железа или БАДы с его содержанием. Они различаются дозировкой, переносимостью и влиянием на ЖКТ. Выбор сейчас достаточно велик — не ошибиться поможет терапевт.

Для улучшения усвоения железа необходимо употреблять железосодержащие продукты совместно с продуктами, богатыми аскорбиновой кислотой (черная смородина, красный болгарский перец, шиповник, зеленый лук, грейпфрут) и медью (вишня, инжир, гречка, овсянка, шпинат, салат).

Нужно учитывать, что если запивать железосодержащие блюда чаем или молоком, то усвоение минерала снижается более чем в два раза. Лучше всего запивать их фруктовыми и овощными соками, в которых много меди, аскорбиновой кислоты и органических кислот, улучшающих усвоение железа.

Комментарий эксперта

Наталья Поленова, кандидат медицинских наук, кардиолог, терапевт GMS Clinic

К сожалению, очень часто пациентки с дефицитом железа длительное время пребывают в этом состоянии, страдают от неспецифических симптомов, таких как тахикардия, головокружение, общая слабость, выпадение волос. Они посещают врачей самых разных специальностей: кардиологов, неврологов, дерматологов, проходят множество дополнительных видов обследования, но так и не получают необходимого им простого и эффективного лечения. Если женщина детородного возраста обращается к врачу любой специальности с указанными выше неспецифическими симптомами, начинать диагностический поиск следует именно с железодефицитного состояния.

Корректировать дефицит железа можно довольно быстро, у врачей внушительный арсенал таблетированных, жидких, парентеральных лекарственных форм, а также БАДов. После коррекции железодефицитного состоянии многие пациентки сожалеют, что столько лет их качество жизни страдало, они находились в сниженном ресурсном состоянии, в то время как помочь им можно было довольно быстро и просто.

Среди пациентов мужского пола железодефицитная анемия встречается в десятки раз реже, чем у девушек. Зоной особого внимания здесь считаются доноры, регулярно участвующие в сдаче крови. Этой категории лиц тоже время от времени требуется назначение препаратов железа в адекватной дозировке. У всех остальных представителей сильного пола (без известных хронических заболеваний) риск избытка железа, конечно, выше, чем его дефицит. Поэтому самостоятельное и необоснованное применение препаратов железа молодыми здоровыми мужчинами не просто бесполезно, но и опасно.

Когда целевые показатели обмена железа на фоне приема препаратов будут достигнуты (цель лечения ЖДА — введение железа в количестве, необходимом для нормализации уровня гемоглобина: у женщин 120-140 г/л, у мужчин 130-160 г/л) и произошло восполнение тканевых запасов железа (ферритин сыворотки> 40-60 мкг/л), возникает задача в закреплении результата. Для этого необходимо профилактическое (курсовое) назначение препаратов железа группам риска: женщинам при обильных мено/метроррагиях, донорам крови, веганам, пациентам с хроническими заболеваниями ЖКТ.

Очень важно при выявлении анемии не просто назначить железосодержащие препараты, но и выявить причину дефицита, чтобы не пропустить дебют опасного, в том числе, онкологического заболевания. Исключив угрожающую здоровью патологию, можно спокойно и методично корректировать обмен железа до достижения нормальных показателей.

Железо в воде: полезные свойства и опасность

Железо в воде: полезные свойства и опасность

Железо является характерным элементом природных вод зоны избыточного увлажнения. На территории этой природной зоны расположены города Центральной части России, Сибири и Дальнего Востока. В подземных водах Москвы и Московской области содержание железа превышает значение ПДК практически повсеместно.

Железо – один из самых распространенных элементов в при­роде. Его содержание в земной коре составляет около 4,7 % по массе, поэтому железо, с точки зрения его распространенности в природе, принято называть макроэлементом. Известно свыше 300 минералов, содержащих соединения железа. Среди них – магнит­ный железняк альфа FеО(ОН), бурый железняк Fе3О42О, гематит (красный железняк) и другие. Главными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. В процессе взаимодействия с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами образуется сложный комплекс соединений железа, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и сельскохозяйственными стоками.

Железо в воде: полезные свойства и опасность Железо в воде: полезные свойства и опасность

Воздействие на организм

Железо является жизненно важным микро­элементом для животных и растений, то есть элементом, необходимым для жизнедеятельности живых организмов в малых количествах. В организме человека железо входит в состав важнейших в биологическом отношении органических соединений – гемоглобина крови и ряда ферментов. Около 70% железа, содержащегося в организме человека, входит в состав гемоглобина. Основным физиологическим назначением железа является участие в процессе кроветворения.

Железо в воде: полезные свойства и опасность

Железо в воде

В природных водах вода может содержать железо в разных формах. Чаще всего встречается двух- и трех- валентное железо. Чистая, прозрачная вода, изливающаяся из скважины, постояв некоторое время на воздухе, буквально на глазах начинает мутнеть, приобретая характерную рыжевато-бурую окраску. Это происходит потому, что соединения двухвалентного железа, вступив в контакт с кислородом воздуха, окисляются и переходят в нерастворимую форму трехвалентного железа — осадок, называемый ржавчиной. Содержание железа в воде выше 1-2 мг Fe /дм 3 значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования даже в технических целях. ПДК железа составляет 0,3 мг Fe /дм 3 (лимитирующий показатель вредности – органолептический).

Железо в воде: полезные свойства и опасность

Ржавчина очень часто встречается в водопроводной воде. Одна из основных причин — устаревшие системы водоснабжения. Пройдя очистку на муниципальных водопроводных очистных сооружениях, вода обычно содержит небольшое количество железа, укладывающиеся в медицинские нормы, но проходя до конечного потребителя через многие километры труб распределительной водопроводной сети, она подвергается вторичному загрязнению, растворяя продукты коррозии стальных труб.

В результате на выходе мы вновь имеем «железистую» воду с желтоватым оттенком. Насыщенная соединениями железа вода имеет не только неприятный вид. Она портит запорную арматуру, оставляет ржавые подтеки на керамических поверхностях сантехники. Кроме того, медиками доказано, что вода с повышенным содержанием железа (свыше 0,3 мг/л) приводит к заболеваниям печени, увеличивает риск инфарктов, негативно влияет на репродуктивную функцию организма, а также служит причиной появления аллергических реакций.

Повышенное содержание железа в воде создает благоприятные условия для развития железобактерий, особенно в подогретой воде. Эти микроорганизмы образуют ветвящиеся колонии, которые осложняют работу гидротехнических сооружений. Продукты жизнедеятельности железобактерий являются канцерогенами. Железообрастания внутри труб – идеальная среда для развития кишечной палочки, гнилостных бактерий, различных других микроорганизмов. Все это ухудшает химические и бактериологические показатели воды.

Очистка воды от железа

В природных водах может присутствовать двухвалентное (за­кисное) или трехвалентное (окисное) железо. Наиболее часто в воде подземных источников железо встречается в виде бикарбона­та закиси железа Fe(HCO3)2, то есть двууглекислого железа. Из подземных вод двухвалентное железо может быть устране­но при помощи аэрации воды. Надо отметить, что двууглекислое железо в воде частично гидролизуется, теряя углекислоту. Гидрат закиси железа Fe(OH)2, соединяясь с кислородом, превращается в коллоидную гидроокись железа Fe(OH)3, которая при коагулировании переходит в окись железа Fe2O33H2O, выпадающую в виде бурых хлопьев. Поэтому после аэрации нужно пропускать воду через контактные резервуары и фильтры.

Если в воде содержится сернокислое железо FeSO4, то при аэра­ции такой воды ее обезжелезивание не достигается, так как при гидролизе растворенной соли железа образуется угольная кисло­та, понижающая рН воды до величины, меньшей 6,8, при которой гидролиз почти прекращается. Поэтому из воды СО2 удаляется путем ее предварительного известкования, после которого необходимы отстаивание и фильтрова­ние воды.

Чтобы установить наиболее экономичный для данной воды спо­соб обезжелезивания, надо произвести пробное удаление железа. Обезжелезивание воды для хозяйственно-питьевых нужд произ­водят при содержании в исходной воде железа в количестве более 0,3 мг/л, при этом специальные установки предусматриваются только в тех случаях, когда железо не может быть удалено попут­но при обработке воды на других очистных сооружениях.

Для того, чтобы решить, какой именно способ обезжелезнивания воды необходим именно вам, нужно понять, в каких формах железо представлено в вашей воде. Для этого рекомендуется обратиться к специалистам-аналитикам, а также профессионалам водоподготовки. Все эти вопросы находятся в компетенции лаборатории MSU LAB.

Продукты питания богатые железом

Продукты питания богатые железом

Железодефицитная анемия – наиболее распространенное заболевание, вызванное нехваткой микроэлементов.

Более всего ему подвержены дети и женщины детородного возраста. Этот тип анемии развивается из-за недостатка железа в рационе, после серьезных кровопотерь или как следствие дефицита витамина С. Есть другие виды анемии, например – мегалобластная, вызванная недостаточным употреблением витамина В12 и фолиевой кислоты.

Главное задание железа в организме – участие в формировании гемоглобина, который концентрирует в себе примерно две третьих всего Fe и осуществляет газообмен. Еще четверть запасов железа хранится в белке-ферритине и около 5 % – в составе других белков.

Польза для организма

Железо, полученное из продуктов питания, обеспечивает ряд процессов в человеческом организме. Учитывая особую значимость вещества, стоит остановиться на его функциях более детально.

Образование гемоглобина

Эта способность является одной из главных функций феррума. Человек на постоянно нуждается в непрерывно функционирующем гемоглобине, особенно на фоне потери крови в результате даже незначительных внешних либо внутренних кровотечений, снижают его уровень.

В частности, женщины регулярно испытывают значительные потери крови, поэтому они более подвержены анемии, чем мужчины. Особенно ярко проблема проявляется при неправильном, несбалансированном питании.

Кроме того, именно железо в составе гемоглобина транспортирует кислород по всем клеткам организма.

Для образования мышц

В мышечной ткани железо играет роль поставщика кислорода, без которого невозможен процесс их сокращения. Если мускулы не будут сжиматься и расслабляться, то станут невозможны движения.

От феррума зависят тонус и эластичность мышц, а слабость – типичный симптом железодефицита.

Для мозга

Способность переносить кислород по организму делает железо незаменимым микроэлементом для полноценной работы мозга. Fe-дефицит повышает риск развития болезни Альцгеймера, деменции и других заболеваний, вызванных нарушениями мозговой деятельности.

Синдром беспокойных ног

Польза железа для организма

Большинство исследователей сходятся во мнении, что причиной развития этого сенсомоторного заболевания в ряде случаев является недостаточное потребление железа. Дефицит вызывает мышечные спазмы, усиливающиеся в период покоя (сна, нахождении в положении сидя).

Поддержание здоровой температуры тела

Интересно, что железо обладает способностью регулировать температуру тела. А от ее стабильности зависит адекватность протекания ферментативных и метаболических процессов.

Для поддержания самочувствия

Устраняет хроническую усталость у мужчин и женщин, которая также является следствием низкого гемоглобина.

Укрепление иммунитета

В работе иммунной системы ферруму отведена ключевая роль. Организм, насыщенный железом в достаточном объеме, способен более активно бороться с инфекционными заболеваниями. Кроме того, от железа зависит скорость заживления ран.

Здоровая беременность

Во время беременности женский организм испытывает необходимость в повышенных объемах крови и красных кровяных тельцах (для снабжения растущего плода). Поэтому потребность в соединении у беременных возрастает. Железодефицит повышает риск преждевременных родов, провоцирует недостаточный вес у новорожденного и нарушения в его развитии.

Помимо этого, железо способно влиять на энергетический обмен, ферментативную деятельность, избавлять от бессонницы, повышать концентрацию внимания.

Чем опасен дефицит

Анемия – это, как правило, результат Fe-дефицита. Главные симптомы нехватки железа:

  • быстрая утомляемость;
  • слабость в мышцах; при небольшой нагрузке;
  • извращение вкуса;
  • обильные менструальные кровотечения у женщин (могут рассматриваться как симптом и причина одновременно).

Как уже отмечалось, женщины более подвержены развитию железодефицита. Почти 10 % представительниц слабого пола детородного возраста страдают нехваткой этого микроэлемента. А вот у мужчин (и у женщин после менопаузы) феррумдефицитная анемия встречается реже. Дети также входят в группу риска развития патологии.

Факторы, способствующие развитию железодефицита

Наиболее частые причины:

  1. Повышенные потери крови (в том числе, у доноров) увеличивают потребность организма в железе.
  2. Силовые тренировки и упражнения на выносливость требуют повысить дневную норму феррума почти в два раза.
  3. Умственная деятельность способствует более быстрому расходованию железных запасов.
  4. Болезни желудочно-кишечного тракта, гастриты с пониженной кислотностью, аутоиммунные заболевания кишечника могут послужить причиной плохого всасывания железа.

Сочетание с другими питательными веществами

Сочетание железа с другими питательными веществами

Витамин С. Употребление аскорбиновой кислоты вместе с железосодержащими продуктами способствует повышенному всасыванию железа. Например, если ввести в Fe-рацион половинку грейпфрута, организм поглотит в три раза больше железа. Поэтому важно, чтоб меню было обогащено не только железом, но и витамином С. Однако стоит обратить внимание: аскорбинка сильнее влияет на всасывание железа из растений, нежели на поглощение феррума животного происхождения.

Витамин А. Дефицит ретинола блокирует способности организма использовать запасы железа для формирования красных кровяных телец.

Медь. Этот микроэлемент, как известно, необходим для транспортировки полезных веществ из мест хранения в клетки и органы. При недостатке меди железо теряет свою способность к перемещению, что в результате ведет к развитию анемии. Желаете пополнить запасы феррума и меди одновременно? На вашем столе должны регулярно появляться бобы, соя и чечевица.

Также важно сочетать продукты, богатые железом, с пищей, содержащей витамины группы В (благодаря ферруму В-вещества обретают повышенную химическую активность).

Многие составляющие компоненты пищи могут ингибировать (ослаблять) абсорбцию железа, связывая его в желудочно-кишечном тракте. Ряд таких компонентов найдены в цельном зерне и черном чае. Однако исследования показали, что здоровому человеку от этих веществ сложно получить вред. А вот у людей с уже имеющимися нарушениями абсорбции железа или с развитой анемией всасывание еще больше ухудшается.

Важно знать и то, что кальций почти полностью блокирует поглощение железа. Отсюда рекомендация: для нормального усвоения феррума железосодержащие продукты употреблять отдельно от молочной пищи и другой, богатой кальцием.

Потребности организма в железе

Суточная норма железа для взрослых колеблется в пределах 10-30 мг.

Допустимым верхним пределом диетологи называют порцию Fe в 45 мг. При этом суточная норма для женщин немного выше, чем для мужчин. Это объясняется физиологическими процессами: с менструальной кровью теряется от 10 до 40 мг железа ежемесячно. С возрастом потребности женского организма в ферруме снижаются.

У здоровых людей передозировка железа почти не наблюдается. Высокому риску отравления подвергаются люди с гемохроматозом (генетическое расстройство, при котором процент поглощение железа из пищи в 3-4 раза выше, чем у здоровых людей). Чрезмерное накопление феррума в теле может активировать свободные радикалы (повреждают клетки печени, сердца, поджелудочной, увеличивают риск развития рака).

Продукты, содержащие феррум

Продукты содержащие феррум

В продуктах питания встречаются 2 вида железа: гемовое и негемовое. Первый вариант – это феррум, входящий в состав гемоглобина. Его источники – вся пища животного происхождения и морепродукты. Гемовое железо быстрее и легче всасывается организмом. Негемовое железо – элемент, полученный из растительных продуктов. Для формирования гемоглобина используется только частично, и то лишь в сочетании с витамином С.

Для достижения максимальной пользы, диетологи рекомендуют совмещать продукты животного и растительного происхождения. Таким способом легко повысить всасывание феррума (иногда до 400 %).

Многим известно, что мясо, особенно красных сортов, а также субпродукты – лучшие источники железа.

Растительная пища также способна дать достаточное количество железа. Правда, для этого важно питаться самыми разными видами еды неживотного происхождения.

Исследования частично разрушают теорию о том, что растения не могут обеспечить человека необходимым количеством железа. Во многих вегетарианских продуктах железо содержится в количестве, превышающем 10 % от суточной нормы, а порция шпината или чечевицы обеспечит треть дневной нормы.

Растительная пища содержит меньше калорий и жиров, поэтому идеально подходит для людей, следящих за фигурой и здоровьем. Но, помимо этого, приверженцы вегетарианства не отрицают, что рекомендованная суточная норма железа, полученного исключительно из растительной пищи, должна быть примерно в полтора раза выше, чем у мясоедов.

Среди растительной пищи наилучшими источниками железа являются бобовые и зеленые листовые овощи. Хорошими питательными свойствами и неплохими запасами феррума обладают и цельные зерна. И наиболее неожиданный для многих источник железа – патока из сахарного тростника. Только 1 чайная ложка этого продукта содержит в себе почти 1 миллиграмм железа. Этот показатель значительно превышает таковой среди других подсластителей, таких как мед, кленовый сироп, коричневый сахар.

Чтобы легче понять, какие продукты являются наиболее насыщенными железом, предлагаем таблицу. Используя эти знания, легко избежать железодефицитной анемии.

Лучшие источники гемового железа

Название продуктаКоличествоСодержание железа (мг)
Свиная печень200 г61,4
Печень говяжья200 г14
Говяжьи почки200 г14
Мидии200 г13,6
Устрицы200 г12
Сердце200 г12,6
Мясо кролика200 г9
Индейка200 г8
Баранина200 г6,2
Курица200 г5
Скумбрия200 г5
Говяжий фарш (нежирный)200 г4
Сельдь200 г2
Яйцо куриное1 штука1
Перепелиные яйца1 штука0,32
Черная икра10 г0,25
Лучшие источники негемового железа

Название продуктаКоличествоСодержание железа (мг)
Арахис200 г120
Соя200 г10,4
Фасоль (лимская)200 г8,89
Картофель200 г8,3
Фасоль белая200 г6,93
Бобы200 г6,61
Чечевица200 г6,59
Шпинат200 г6,43
Свекла (ботва)200 г5,4
Кунжут0,25 стакана5,24
Нут200 г4,74
Салат ромэн200 г4,2
Мангольд200 г3,96
Спаржа200 г3,4
Брюссельская капуста200 г3,2
Семена тыквы0,25 стакана2,84
Тмин2 ч.л.2,79
Свекла200 г2,68
Репа200 г2,3
Порей200 г2,28
Капуста белокочанная200 г2,2
Зеленый горошек200 г2,12
Брокколи200 г2,1
Оливки200 г2,1
Кабачок200 г1,3
Помидоры200 г0,9
Петрушка10 г0,5
Перец чили10 мг1,14
Орегано2 ч.л.0,74
Базилик10 г0,31
Черный перец2 ч.л.0,56

Как сохранить железо в пище

Среди преимуществ железа, содержащегося в пище животного происхождения, – высокая термоустойчивость. А вот растительный феррум плохо переносит механическую обработку или варку. В качестве примера можно назвать цельные зерна, которые в процессе переработки в муку теряют почти три четверти запасов Fe.

Если говорить о варке, то в этом случае железо из продукта не испаряется – оно частично переходит в воду, в которой готовился овощ. Также важно знать несколько хитростей, которые помогут сохранить железо в блюдах.

1. Свести потери к минимуму возможно, если сократить время приготовления пищи, а воды для этого использовать как можно меньше. Пример: шпинат, проваренный на протяжении 3 минут в большой кастрюле, теряет почти 90 % железа.

2. Чугунная посуда способна насыщать продукты дополнительным железом. Эти порции могут быть совсем маленькими – от 1 до 2 миллиграммов, но реальность такого процесса уже доказана. Более того, опыты показали, что кислые продукты более интенсивно поглощают феррум из такой тары.

Усвояемость железа

Но даже если продукт содержит в себе умопомрачительные запасы железа, это еще не значит, что все это богатство перейдет в организм. Всасывание феррума из разной пищи происходит с определенной интенсивностью. Так, из мяса человек вытянет примерно 20 % имеющегося железа, из рыбы – немного больше чем 10 %. Бобы отдадут 7 %, орехи – 6, а употребляя фрукты, бобовые и яйца, не стоит рассчитывать на более чем 3-процентное усвоение феррума. Меньше всего – только 1 процент железа – можно получить из приготовленных круп.

Железодефицитная анемия – серьезная проблема, тянущая за собой множество попутных заболеваний. Но избежать ее можно, если помнить о роли правильного питания.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Специальность: терапевт, невролог .

Общий стаж: 5 лет .

Место работы: БУЗ ОО «Корсаковская ЦРБ» .

Образование: Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева .

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как сделать коптильню в домашних условиях видео
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector