Fakta om järn

Från att vara en viktig byggsten i stål till att ge näring åt växter och hjälpa till att transportera syre i blodet – järn är alltid upptagen med att hjälpa till med att upprätthålla livet på jorden.

Järn är ett sprött, hårt ämne som klassificeras som en metall i grupp 8 i det periodiska systemet över grundämnena. Det är den vanligaste av alla metaller, men dess rena form korroderar snabbt om den utsätts för fuktig luft och höga temperaturer. Järn är också det fjärde vanligaste grundämnet i jordskorpan i vikt och en stor del av jordens kärna tros bestå av järn. Förutom att järn är vanligt förekommande på jorden finns det också rikligt i solen och stjärnorna, enligt Los Alamos National Laboratory. Järn är avgörande för levande organismers överlevnad, enligt Jefferson Lab. I växter spelar det en roll i produktionen av klorofyll. Hos djur är det en komponent i hemoglobin – ett protein i blodet som transporterar syre från lungorna till kroppens vävnader.

Nyck procent av all metall som förädlas i dag är järn, enligt Royal Society of Chemistry. Det mesta används för att tillverka stål – en legering av järn och kol – som i sin tur används inom tillverkningsindustrin och anläggningsindustrin, till exempel för att tillverka armerad betong. Rostfritt stål, som innehåller minst 10,5 procent krom, är mycket motståndskraftigt mot korrosion. Det används i köksbestick, apparater och köksredskap som t.ex. stekpannor och stekpannor av rostfritt stål. Tillsats av andra element kan ge stålet andra användbara egenskaper. Till exempel ökar nickel dess hållbarhet och gör det mer motståndskraftigt mot värme och syror; mangan gör det mer hållbart, medan volfram hjälper det att bibehålla hårdheten vid höga temperaturer, enligt Jefferson Lab.

Bara fakta

• Atomnummer (antal protoner i atomkärnan): 26
• Atomsymbol (i det periodiska systemet för grundämnen): Fe
• Atomvikt (atomens genomsnittliga massa): 55,845
• Densitet: 7,874 gram per kubikcentimeter
• Fas vid rumstemperatur: Fast
• Smältpunkt: 2 800,4 grader Fahrenheit (1 538 grader Celsius)
• Kokpunkt: 5 181,8 F (2 861 C)
• Antal isotoper (atomer av samma grundämne med olika antal neutroner): (inkludera hur många som är stabila isotoper): 33 Stabila isotoper: 4
• Mest vanliga isotoper: Järn-56 (naturlig förekomst: 91,754 procent)

Järnets historia och egenskaper

Arkéologer uppskattar att människor har använt järn i mer än 5 000 år, enligt Jefferson Lab. Det visar sig faktiskt att en del av det äldsta järn som människan känner till bokstavligen föll ner från himlen. I en studie som publicerades 2013 i Journal of Archeological Science undersökte forskare gamla egyptiska järnpärlor som dateras till omkring 3200 f.Kr. och fann att de var gjorda av järnmeteoriter. Gamla testamentet i Bibeln nämner också järn flera gånger, enligt Los Alamos National Laboratory.

Järn fås främst från mineralerna hematit och magnetit. I mindre grad kan det också erhållas från mineralerna taconit, limonit och siderit, enligt Jefferson Lab. Järn har fyra olika allotropa former, vilket innebär att det har fyra olika strukturformer där atomerna binder i olika mönster, enligt Los Alamos National Laboratory. Dessa former kallas ferriter och är kända som alfa (som är magnetisk), beta, gamma och omega.

Järn är ett viktigt näringsämne i vår kost. Järnbrist, den vanligaste näringsbristen, kan orsaka anemi och trötthet som påverkar förmågan att utföra fysiskt arbete hos vuxna. Det kan också försämra minnet och andra mentala funktioner hos tonåringar, enligt Centers for Disease Control and Prevention. Kvinnor som har järnbrist under graviditeten löper en ökad risk att få små och tidiga barn, varnar CDC.

Det finns två typer av järn i kosten: heme-järn och icke-heme-järn. Hemjärn – som är den typ av järn som absorberas lättare – finns i kött, fisk och fjäderfä, medan icke-hemjärn – som också absorberas men i mindre utsträckning än hemjärn – finns i både vegetabiliska livsmedel (t.ex. spenat, grönkål och broccoli) och kött, enligt American Red Cross. Människor absorberar upp till 30 procent av hemjärn, jämfört med 2 till 10 procent av icke-hemjärn, rapporterar ARC och tillägger att livsmedel som är rika på C-vitamin, till exempel tomater eller citrusfrukter, kan hjälpa människor att absorbera människor att absorbera icke-hemjärn.

Vem kunde veta?

• Blodet är rött på grund av samspelet mellan järn och syre, enligt University of California, Santa Barbara. Blodet ser rött ut på grund av hur de kemiska bindningarna mellan de två grundämnena reflekterar ljus.
• Rent järn är faktiskt mjukt och formbart, enligt University of Denver.
• År 2007 upptäckte forskare en enorm plym av järnrikt vatten som utgick från hydrotermiska skorstenar i södra Atlanten.
• Ett järn är nödvändigt för tillväxten av fytoplankton – små havsbakterier som använder koldioxid från atmosfären för att ge bränsle till fotosyntes. Vissa forskare har därför hävdat att om haven gödslas med extra järn kan det hjälpa till att suga upp överflödig koldioxid. Men en studie som publicerades online i november 2010 i Proceedings of the National Academy of Sciences visade att detta kanske inte är en så bra idé, eftersom allt detta extra järn faktiskt skulle kunna utlösa tillväxten av giftproducerande alger som bidrar till förorening av det marina djurlivet.
• Omkring 90 procent av all metall som förädlas i dag är järn, enligt Royal Society of Chemistry.
• Järn är en viktig komponent i en meteoritklass som kallas sideriter, enligt Los Alamos National Laboratory.
• En järnpelare från omkring 400 e.Kr. står fortfarande kvar idag i Delhi, Indien, enligt Los Alamos National Laboratory. Pelaren är cirka 7,25 meter hög och mäter 40 centimeter i diameter. Trots att pelaren har utsatts för väderförhållanden har den inte korroderat särskilt mycket tack vare sin unika sammansättning av metaller.
• Exempel på järnrika livsmedel är kött, till exempel nötkött, kalkon, kyckling och griskött; skaldjur, till exempel räkor, musslor, ostron och tonfisk; grönsaker, till exempel spenat, ärtor, broccoli, sötpotatis och strängbönor; bröd och spannmål, till exempel kli, fullkornsbröd och berikat ris; andra livsmedel, till exempel bönor, linser, tomatpuré, tofu och melass, enligt amerikanska Röda Korset.
• Mars yta är röd på grund av en stor mängd järnoxid (rost) på ytan, enligt Nature. Mars har mer än dubbelt så mycket järnoxid i sin skorpa som jorden.
• Jordes fasta inre och flytande yttre kärna består huvudsakligen av järn (cirka 85 respektive 80 viktprocent). Den elektriska ström som genereras av det flytande järnet skapar det magnetfält som skyddar jorden, enligt NASA. Järn finns också i kärnorna på alla planeter i solsystemet.
• Järn är det tyngsta grundämne som bildas i stjärnornas kärnor, enligt JPL. Element som är tyngre än järn kan bara skapas när stjärnor med hög massa exploderar (supernovor).
• Det latinska namnet på järn är ferrum, vilket är källan till dess atomsymbol, Fe.
• Ordet järn kommer från ett anglosaxiskt ord, iren. Ordet järn härstammar möjligen från tidigare ord som betyder ”helig metall” eftersom det användes för att tillverka de svärd som användes under korstågen, enligt WebElements.

Aktuell forskning

Järn har varit föremål för ett flertal medicinska studier, varav en del visar att höga järnnivåer i blodet faktiskt kan vara kopplade till en ökad risk för hjärt- och kärlproblem. ”Det finns en del forskning som tyder på att människor som har mer ferritin i sitt blodsystem och markörer för högre järnhalt i kroppen kan löpa större risk när det gäller vissa kardiovaskulära sjukdomar”, säger Judith Wylie-Rosett, professor vid institutionen för epidemiologi och befolkningshälsa och medicinska institutionen vid Albert Einstein College of Medicine vid Yeshiva University i New York. ”Och om det orsakar risken eller om det är en biomarkör för något annat är oklart”, sade Wylie-Rosett till Live Science. (Ferritin är en typ av protein som lagrar järn, medan ferritintestet mäter mängden järn i blodet).

I en studie av mer än 1 900 finska män i åldrarna 42 till 60 år, publicerad 1992 publicerad i tidskriften Circulation, fann forskarna ett samband mellan höga järnnivåer och ökad risk för hjärtinfarkt. I en nyare studie, som publicerades online i januari 2014 i Journal of Nutrition, fann forskarna att heme-järn, som finns i kött, ökade risken för kranskärlssjukdom med 57 procent, men inget sådant samband hittades mellan icke-heme-järn och risken för kranskärlssjukdom.

Interessant nog har nyare forskning också kopplat ackumulering av järn i hjärnan till Alzheimers sjukdom. I en studie som publicerades i augusti 2013 i Journal of Alzheimer’s Disease fann forskarna att mängden järn i hippocampus – ett område i hjärnan som förknippas med bildandet av minnen – var ökad och förknippad med vävnadsskador i hippocampusområdet hos personer med Alzheimers sjukdom, men inte hos friska äldre personer.

”Ansamlingen av järn i hjärnan kan påverkas av modifierande miljöfaktorer, till exempel hur mycket rött kött och järnkosttillskott vi äter och, hos kvinnor, hysterektomi före klimakteriet”, säger studiens författare dr. George Bartzokis, professor i psykiatri vid Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior vid UCLA, i ett uttalande.

Järnbrist har också kopplats till depression, enligt en studie från 2017 som publicerades i Journal of Psychiatric Research av en grupp australiensiska forskare som försökte hitta en koppling mellan genetik, järnnivåer och depression, särskilt hos tonåringar. Forskarna fann att även om det finns en koppling mellan järnnivåer i blodet och mått på depression finns det inga bevis för ett genetiskt samband mellan de två. Forskarna använde data som finns tillgängliga från tvillingstudier och tittade på en mängd olika faktorer när de jämförde tonåriga tvillingar med vuxna tvillingar. Kopplingen mellan järnnivåer och depression observeras sannolikt mest under perioder då kroppen kräver större mängder järn, till exempel under tillväxtspurter.

En artikel från 2017 som publicerades i European Journal of Nutrition av en forskargrupp från Iran beskrev en studie där järntillskott gavs till nya, icke-anemiska mödrar med postpartumdepression (PPD). En grupp på 70 kvinnor inledde det dubbelblinda försöket en vecka efter förlossningen och PPD-symptomen jämfördes sex veckor senare. Gruppen som fick järntillskott upplevde en betydligt större förbättring av PPD-symtomen än gruppen som fick placebo.

Tilläggsrapportering av Rachel Ross, Live Science Contributor

.