Vas

HATÓANYAG NEVE, KÉPLETE, MEGJELENÉSI FORMÁJA 

Név
IUPAC név

Vas (Ferrum)

Iron

Vegyületcsoport

Átmeneti fémek - Vascsoport

CAS szám

7439-89-6

Molekulaképlet

Fe

Szerkezeti képlet

-

Megjelenés

A Föld magját alkotja (Ni-el együtt): szilárd belső mag, folyékony külső mag. Vegyületei formájában fordul elő a földkéregben (4.8 %, 4. leggyakoribb a földkéregben), ill. tiszta állapotban a Földre került meteoritokban. Elemi állapotban szürkésfehér, szívós, jól alakítható fém. Fő ásványai a hematit (Fe₂O₃), magnetit (Fe₃O₄), limonit (FeO(OH)nH₂O), ilmenit (FeTiO₃), sziderit (FeCO₃) és pirit (FeS₂) [1]

ALKALMAZÁS, HATÁSOK

Alkalmazás,
felhasználási terület

Sokoldalú, széles körben felhasznált elem (textilipar, gyógyászat, festékgyártás, kohászat, stb.). [2]

A vasgyártás alapanyaga a vasérc és különböző segédanyagok (szén-koksz, salakképző anyag és levegő). A folyamat a nagyolvasztóban történik, ahol felülről adagolják a vasércet, a kokszot és salakképző anyagként mészkövet. A befúvott levegő a szénnel (koksz) reakcióba lép és szén-dioxid, majd szén-monoxid képződik. A keletkező szén-monoxid, illetve a szén a vasérccel reagálva elemi vasat és valamilyen szén-oxidot eredményez. A keletkező olvadt vas az ún. nyersvas, amely széntartalma (1,6-4%) miatt rideg, törékeny anyag. Az emlíett tulajdonságai miatt a nyersvas nem sok mindenre használható, ezért acélt gyártanak belőle. Az acélgyártás során a nyersvas széntartalmát 1,7 % alá csökkentik, valamint különböző ötvöző anyagokat adagolnak hozzá. A keletkező acél (az ötvözőelemektől függően) kemény, szívós, jól megmunkálható, korrózió- és saválló. [3]

A vas nem toxikus foszfátkötő elem, ami már ma is sok tóban felelős a foszfátkötésért. [2]

Elsődleges hatás

A vas elengedhetetlen a elektrotranszporthoz, hemoglobin és mioglobin szintézishez, a szöveti oxidációban szerepet játszó enzimek és az oxigén és széndioxid szállítást végző hemoglobin működéséhez, valamint a szállító- és raktárfehérjék képződéséhez. [4]

Mellékhatások

Csökkent vasbevitel esetén a szervezet a raktárakból használ fel, ennek következménye, hogy csökken a vér hemoglobin szintje, és ez vérszegénységhez vezet. Vashiány tünetei a sápadtság, fáradékonyság, csökkent szellemi képesség, hajhullás, körmök töredezése, izompanaszok. Felszívódását gátolja C-vitamin hiány, a csersavak, a fitátok (gabonafélék), oxalátok (spenót, sóska), mert ezek oldhatatlan komplexet képeznek a vassal, így gátolják a felszívódást. A vegetáriánusoknál - mivel ők nem fogyasztanak húsféléket - gyakoribb a hiány.

A vasbevitel túlzott mértékénél csökken a fertőzésekkel szembeni ellenálló képesség, nő a kórokozó baktériumok szaporodása, csökken a réz és a cink hasznosulása. Egyes feltételezések szerint megnő a tumoros megbetegedések kockázata is. [4]

FIZIKAI-KÉMIAI TULAJDONSÁGOK

Moláris tömeg

55.85 g/mol

Sűrűség

7.8 g/cm3

Olvadáspont

1536 °C

Forráspont

2861 °C

Gőznyomás [5]

Vízoldhatóság

Vízzel nem reagál, csak ha van benne oldott O₂ →  rozsda FeO(OH) ill. Fe(OH)₃.Fe₂O₃

vas(II) vegyületek (Fe²⁺) jól oldódik vízben

Stabilitás

A Fe2+ ion-vegyületek zöld színűek, az aniontól függően, de ezek a sók nem stabilak, levegőn átalakulnak sárga színű Fe3+ vegyületekké. A kettős szulfátok stabilabbak – például a Mohr-só, ennek képlete Fe(NH4)2(SO4)2 –, de levegőn lassan ezek is oxidálódnak. A vas(III)-oxalát ellenben fény hatására vas(II)-oxaláttá alakul (Fe2(C2O4)3 → 2 Fe(COO)2+2 CO2). [6]

A Fe2+ iont tartalmazó vas(II)-vegyületek redukáló tulajdonságúak (legerősebben lúgos közegben), könnyen oxidálódnak stabilabb vas(III)-vegyületekké. Bár a vas oxidációs száma vegyületeiben leggyakrabban +2 vagy +3, egyes vegyületeiben (a ferrátokban) a vas oxidációs száma +6 is lehet.

Reakcióképessége miatt kísérő elemeitől nehezen, hosszadalmas laboratóriumi műveletekkel is csak részben sikerül megtisztítani. A színvasnak minősíthető fém is csak mintegy 99,998% Fe-t tartalmaz; ezt főleg kísérleti célokra használják. [5]

Hidrolízis

Nincs (csak a vegyületei). A vas(II)-ion vegyületei halványzöld színűek, könnyen oxidálódnak vas(III)-vegyületekké. Az utóbbiakban a vas kevésbé pozitív, könnyen hidrolizálódnak.

Fizikai, kémia, biológiai állandók

H, Henry-állandó

-

K_ow

-

K_oc  [l/kg]

-

pKa

-

BCF, biokoncentráció

-

VISELKEDÉSE A KÖRNYEZETBEN

Abiotikus degradálhatóság és
metabolitok

Könnyen oxidálódik (akár a levegő oxigénjétől).

Biodegradálhatóság és
metabolitok

A vas nem toxikus foszfátkötő elem, ami már ma is sok tóban felelős a foszfátkötésért.

KÖRNYEZETMINŐSÉGI KRITÉRIUMOK

Határértékek

Ivóvíz: 0,2 mg/l (EU, 201/2001-es Kormányrendelet)

Levegő:

TLV (8 órás TWA) = 5 mg/m³ (ACGIH 2007)

respirábilis Fe-oxidok esetében 6 mg/m³

MÉRT KONCENTRÁCIÓJA A KÖRNYEZETBEN

Koncentrációja a környezetben (mérési adat)

gabonamagvak (0.7-12), hüvelyesek (0.6-7.1), cereáliák (0.7-4.3), tejtermékek (0.2-4.8), húsok, húskészítmények (0.7-10.5), belsőségek (2-16), főzelékfélék (0.2-4.6), gyümölcsök (0.1-4.5) mg/100g mennyiségre

Emberi szervezetben 2,5-5 g

ÖKOSZISZTÉMÁRA GYAKOROLT HATÁS [7]

Vízi ökoszisztémára gyakorolt hatások

Nagy koncentrációban toxikus

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

Halak- 96 órás LC50:                                               41,5 mg/l

Vízi gerinctelenek - 48 órás EC50:                           59.8 mg/l

Vízi növények - 7 napos EC50, biomassza         > 103.4 mg/l

Krónikus toxicitási adatok (NOEC, LOEC)

Halak- 21 napos NOEC                                           3.4 mg/l

Vízi gerinctelenek -21 napos NOEC                  < 1.08 mg/l

Szárazföldi ökoszisztémára gyakorolt hatások

Kis koncentrációban hasznos mind a növényi és állati szervezet számára. Nagy koncentrációban azonban toxikus.

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

Emlősök - akut orális LD50                           > 1185 mg/kg

Madarak - akut LD50                                    > 1231 mg/kg

Giliszták - akut 14 nap LC50                         > 1400 mg/kg

Krónikus toxicitási adatok (NOEC, LOEC)

EMBERRE GYAKOROLT HATÁS

Általános káros hatások

Túlzott Fe bevitel (más átmeneti fémekhez hasonlóan) szabad gyökök fokozott keletkezését eredményezi a szervezetben, ami gyulladásos tünetekhez és oxidatív stresszhez vezet, idegrendszeri betegségeket és szklerózis multiplexet okozhat.

Lebontás az emberben, távozása a szervezetből

Légúton és gyomor-bélrendszeren keresztül szívódik fel. Gyomrunk állapotától és étkezési szokásainktól függően, a megemésztett vas csupán 2-20%-a fog hasznosulni. Egészséges egyéneknél 4-5g vasat találunk. A májban, vesében, csontvelőben van jelen nagyobb mennyiségben. Kiválasztása során a fel nem szívódott része széklettel és vizelettel távozik. [2]

Endokrin rendszert károsító

-

Immunrendszert károsító

-

Szövetkárosító

bőr, illetve szem irritáció (vas-szulfid)

Mutagén

-

Karcinogén

-

Reprotoxikus, teratogén

van

Akut toxicitási adatok (LD50)

patkányoknál: 180 mg/kg

nyulaknál: 150 mg/kg

Krónikus toxicitási adatok (NOEL, LOEL)

EGYÉB JELLEMZŐK