Facts About Iron

Van het zijn van een cruciale bouwsteen van staal tot het voeden van planten en het helpen transporteren van zuurstof in je bloed – ijzer is altijd bezig om het leven op aarde te ondersteunen.

Iron is een brosse, harde stof, geclassificeerd als een metaal in groep 8 op het Periodiek Systeem der Elementen. Het is het meest voorkomende van alle metalen, maar zijn pure vorm corrodeert snel bij blootstelling aan vochtige lucht en hoge temperaturen. IJzer is ook het op drie na meest voorkomende element in de aardkorst naar gewicht en men denkt dat een groot deel van de aardkern uit ijzer bestaat. Volgens het Los Alamos National Laboratory komt ijzer niet alleen veel voor op aarde, maar is het ook overvloedig aanwezig in de zon en de sterren. IJzer is cruciaal voor het overleven van levende organismen, aldus het Jefferson Lab. In planten speelt het een rol bij de productie van chlorofyl. Bij dieren is het een bestanddeel van hemoglobine – een eiwit in het bloed dat zuurstof van de longen naar de weefsels in het lichaam transporteert.

Negentig procent van al het metaal dat tegenwoordig wordt geraffineerd, is ijzer, volgens de Royal Society of Chemistry. Het meeste wordt gebruikt om staal te maken – een legering van ijzer en koolstof – dat op zijn beurt wordt gebruikt in de verwerkende industrie en de weg- en waterbouw, bijvoorbeeld om gewapend beton te maken. Roestvrij staal, dat ten minste 10,5% chroom bevat, is zeer goed bestand tegen corrosie. Het wordt gebruikt in keukenbestek, apparatuur en kookgerei zoals roestvrijstalen pannen en braadpannen. De toevoeging van andere elementen kan staal andere nuttige kwaliteiten geven. Nikkel bijvoorbeeld verhoogt de duurzaamheid en maakt het beter bestand tegen hitte en zuren; mangaan maakt het duurzamer, terwijl wolfraam helpt de hardheid te behouden bij hoge temperaturen, volgens Jefferson Lab.

Alleen de feiten

• Atoomnummer (aantal protonen in de kern): 26
• Atoomsymbool (op het Periodiek Systeem der Elementen): Fe
• Atomair gewicht (gemiddelde massa van het atoom): 55,845
• Dichtheid: 7,874 gram per kubieke centimeter
• Fase bij kamertemperatuur: Vast
• Smeltpunt: 2.800,4 graden Fahrenheit (1.538 graden Celsius)
• Kookpunt: 5.181,8 F (2.861 C)
• Aantal isotopen (atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen): (inclusief hoeveel stabiele isotopen): 33 Stabiele isotopen: 4
• Meest voorkomende isotopen: IJzer-56 (natuurlijke abundantie: 91,754 procent)

Geschiedenis en eigenschappen van ijzer

Archeologen schatten dat mensen ijzer al meer dan 5.000 jaar gebruiken, volgens Jefferson Lab. Het blijkt zelfs dat een deel van het oudste ijzer dat de mens kent letterlijk uit de lucht is komen vallen. In een studie die in 2013 werd gepubliceerd in het Journal of Archeological Science, onderzochten onderzoekers oude Egyptische ijzeren kralen die dateerden van rond 3200 v. Chr. en ontdekten dat ze waren gemaakt van ijzermeteorieten. Ook in het Oude Testament in de Bijbel wordt ijzer meerdere malen genoemd, aldus Los Alamos National Laboratory.

Ijzer wordt meestal gewonnen uit de mineralen hematiet en magnetiet. In mindere mate kan het ook worden verkregen uit de mineralen taconiet, limoniet en sideriet, aldus Jefferson Lab. IJzer heeft vier verschillende allotrope vormen, dat wil zeggen dat het vier verschillende structuurvormen heeft waarin atomen zich in verschillende patronen binden, aldus Los Alamos National Laboratory. Die vormen worden ferrieten genoemd, bekend als alfa (dat magnetisch is), bèta, gamma en omega.

Izer is een belangrijke voedingsstof in onze voeding. IJzertekort, het meest voorkomende voedingstekort, kan bloedarmoede en vermoeidheid veroorzaken, waardoor het vermogen om fysiek werk te verrichten bij volwassenen wordt aangetast. Het kan ook het geheugen en andere mentale functies bij tieners aantasten, aldus de Centers for Disease Control and Prevention. Vrouwen die tijdens de zwangerschap een ijzertekort hebben, lopen een verhoogd risico op het krijgen van kleine en te vroeg geboren baby’s, waarschuwt de CDC.

Er zijn twee soorten ijzer in de voeding: heemijzer en non-heemijzer. Hemijzer – dat is het gemakkelijker geabsorbeerde type ijzer – wordt gevonden in vlees, vis en gevogelte, terwijl non-heemijzer – dat ook wordt geabsorbeerd, maar in mindere mate dan heemijzer – wordt gevonden in zowel plantaardig voedsel (zoals spinazie, boerenkool en broccoli) als vlees, volgens het Amerikaanse Rode Kruis. Mensen absorberen tot 30 procent van heemijzer, vergeleken met 2 tot 10 procent van non-heemijzer, meldt het ARC, eraan toevoegend dat voedingsmiddelen die rijk zijn aan vitamine C, zoals tomaten of citrusvruchten, mensen kunnen helpen non-heemijzer te absorberen.

Wie wist het?

• Bloed is rood vanwege de interactie tussen ijzer en zuurstof, volgens de Universiteit van Californië, Santa Barbara. Het bloed ziet er rood uit door de manier waarop de chemische bindingen tussen de twee elementen licht weerkaatsen.
• Puur ijzer is eigenlijk zacht en kneedbaar, volgens de Universiteit van Denver.
• In 2007 ontdekten onderzoekers een enorme pluim ijzerrijk water dat afkomstig was van hydrothermale bronnen in de zuidelijke Atlantische Oceaan.
• Izer is nodig voor de groei van fytoplankton – minuscule zeebacteriën die kooldioxide uit de atmosfeer gebruiken om fotosynthese te voeden. Sommige onderzoekers hebben daarom betoogd dat het bemesten van de oceanen met extra ijzer zou kunnen helpen overtollige kooldioxide op te zuigen. Maar uit een studie die in november 2010 online werd gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences blijkt dat dit misschien niet zo’n goed idee is, omdat al dit extra ijzer in feite de groei van toxineproducerende algen zou kunnen veroorzaken die bijdragen aan de vervuiling van zeedieren.
• Bijna 90 procent van al het metaal dat tegenwoordig wordt geraffineerd is ijzer, volgens de Royal Society of Chemistry.
• Iron is een cruciaal bestanddeel van een meteorietklasse die bekend staat als siderieten, volgens het Los Alamos National Laboratory.
• Een ijzeren pilaar daterend uit ongeveer 400 na Christus staat vandaag nog steeds in Delhi, India, volgens het Los Alamos National Laboratory. De pilaar is ongeveer 7,25 meter hoog en heeft een diameter van 40 centimeter. Ondanks het feit dat de pilaar is blootgesteld aan weersomstandigheden, is hij niet erg gecorrodeerd door zijn unieke samenstelling van metalen.
• Voorbeelden van ijzerrijk voedsel zijn vlees, zoals rundvlees, kalkoen, kip en varkensvlees; zeevruchten, zoals garnalen, mosselen, oesters en tonijn; groenten, zoals spinazie, erwten, broccoli, zoete aardappelen en snijbonen; brood en granen, zoals zemelengranen, volkorenbrood en verrijkte rijst; andere voedingsmiddelen, zoals bonen, linzen, tomatenpuree, tofu en melasse, volgens het Amerikaanse Rode Kruis.
• Het oppervlak van Mars is rood door een grote hoeveelheid ijzeroxide (roest) op zijn oppervlak, aldus Nature. Mars heeft meer dan twee keer zoveel ijzeroxide in zijn korst dan de Aarde.
• De vaste binnenkern en de vloeibare buitenkern van de Aarde bestaan voornamelijk uit ijzer (respectievelijk ongeveer 85 en 80 gewichtsprocent). De elektrische stroom die door het vloeibare ijzer wordt opgewekt, creëert het magnetische veld dat de Aarde beschermt, aldus de NASA. IJzer wordt ook gevonden in de kernen van alle planeten in het zonnestelsel.
• Iron is het zwaarste element dat in de kernen van sterren wordt gevormd, volgens JPL. Elementen zwaarder dan ijzer kunnen alleen ontstaan bij de explosie van sterren met een hoge massa (supernovae).
• De Latijnse naam voor ijzer is ferrum, dat de bron is van zijn atoomsymbool, Fe.
• Het woord ijzer komt van een Angelsaksisch woord, iren. Het woord ijzer is mogelijk afgeleid van eerdere woorden die “heilig metaal” betekenen, omdat het werd gebruikt om de zwaarden te maken die in de kruistochten werden gebruikt, volgens WebElements.

Huidig onderzoek

Iron is het onderwerp geweest van tal van medische studies, waarvan sommige aantonen dat hoge niveaus van ijzer in het bloed in feite kunnen worden gekoppeld aan een verhoogd risico op hart- en vaatproblemen. “Er is wat onderzoek dat suggereert dat mensen die meer ferritine in hun bloedsysteem hebben en markers van hoger ijzer in het lichaam, mogelijk meer risico lopen in termen van sommige hart- en vaatziekten,” zei Judith Wylie-Rosett, een professor aan de afdeling epidemiologie en volksgezondheid en de afdeling geneeskunde aan het Albert Einstein College of Medicine van de Yeshiva University in New York. “En of dat de oorzaak is van het risico of dat het een biomarker is voor iets anders dat aan de hand is, is onduidelijk,” vertelde Wylie-Rosett aan Live Science. (Ferritine is een soort eiwit dat ijzer opslaat, terwijl de ferritinetest de hoeveelheid ijzer in je bloed meet).

In een studie van meer dan 1.900 Finse mannen in de leeftijd van 42 tot 60 jaar, gepubliceerd in 1992 in het tijdschrift Circulation, vonden onderzoekers een verband tussen hoge niveaus van ijzer en een verhoogd risico op een hartaanval. In een recentere studie, online gepubliceerd in januari 2014 in het Journal of Nutrition, vonden onderzoekers dat heemijzer, gevonden in vlees, het risico op coronaire hartziekten met 57 procent verhoogde, maar er werd geen dergelijk verband gevonden tussen non-heemijzer en het risico op coronaire hartziekten.

Intrigerend is dat recent onderzoek ook de ophoping van ijzer in de hersenen heeft gekoppeld aan de ziekte van Alzheimer. In een studie gepubliceerd in augustus 2013 in het Journal of Alzheimer’s Disease, ontdekten onderzoekers dat de hoeveelheid ijzer in de hippocampus – een gebied van de hersenen geassocieerd met de vorming van herinneringen – verhoogd was en geassocieerd was met weefselschade in het hippocampusgebied bij mensen met de ziekte van Alzheimer, maar niet bij gezonde oudere mensen.

“De ophoping van ijzer in de hersenen kan worden beïnvloed door modificerende omgevingsfactoren, zoals hoeveel rood vlees en ijzersupplementen we consumeren en, bij vrouwen, het hebben van hysterectomieën vóór de menopauze,” studie auteur dr. George Bartzokis, een professor in de psychiatrie aan het Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior aan de UCLA, zei in een verklaring.

Izertekorten zijn ook in verband gebracht met depressie, volgens een studie uit 2017 gepubliceerd in het Journal of Psychiatric Research door een groep Australische onderzoekers die een verband probeerden te vinden tussen genetica, ijzerniveaus en depressie, vooral bij tieners. De onderzoekers ontdekten dat, hoewel er een verband is tussen ijzergehalte in de bloedbaan en mate van depressie, er geen bewijs is voor een genetische relatie tussen de twee. De onderzoekers gebruikten gegevens uit tweelingstudies en keken naar een verscheidenheid van factoren bij het vergelijken van tienertweelingen met volwassen tweelingen. Het verband tussen ijzerniveaus en depressie wordt het meest waarschijnlijk waargenomen tijdens perioden waarin het lichaam grotere hoeveelheden ijzer nodig heeft, zoals tijdens groeispurts.

Een artikel uit 2017 gepubliceerd in het European Journal of Nutrition door een onderzoeksgroep uit Iran beschreef een studie waarin ijzersupplementen werden gegeven aan nieuwe, niet-anemische moeders met een postpartumdepressie (PPD). Een groep van 70 vrouwen begon een week na de bevalling aan de dubbelblinde proef en zes weken later werden de PPD-symptomen vergeleken. De groep die het ijzersupplement nam, ervoer een significant grotere verbetering van de PPD-symptomen dan de groep die de placebo nam.

Aanvullende verslaggeving door Rachel Ross, Live Science Contributor