Autor: Alke Fink
Riesensterne bauen bis zum Ende ihres Lebens in ihrem Kern Eisen durch Fusionsreaktionen auf. Wenn sie gross genug sind, ziehen sie sich zusammen, um dann zu explodieren und ihr Eisen durch das Universum zu schiessen: der Ursprung allen Eisens.
Schwerter aus Eisen
Während unserer Geschichte, veränderte sich unsere Lebensweise durch den Einsatz von Eisen vollkommen. Die bis heute älteste gefundene Verwendung von Eisen in verarbeiteter Form wurde in Mesopotamien um 2700–3000 v. Chr. entdeckt; weit vor dem Übergang von der Bronzezeit in die Eisenzeit, die erst um 1200 v. Chr. stattfand.
Der Einsatz von Eisen beeinflusste nicht nur die Bauweise, sondern auch Kampf und Krieg. Schwerter aus Eisen waren stärker als die bisher verwendeten Bronzeschwerter und charakteristisch für diese Zeit – Krieg bedeutete Leben oder Tod für jede Nation.
Die Mischung machts
Und doch gab es ein Problem: in der Gegenwart von Sauerstoff und Feuchtigkeit rostet Eisen. Aber gerade dieses Problem des Rostes führte zu einer brillanten Entdeckung: jener von Eisen-Legierungen. Legierungen entstehen, wenn einem Metall, eine kleine Menge eines anderen Elements beigemischt wird. Es kommt zu einem neuen Material mit neuen Eigenschaften. Wenn Eisen beispielsweise 0,2 Prozent bis 2,1 Prozent Kohlenstoff zugemischt wird, bildet sich Stahl, das noch stärker ist als Eisen selbst.
Legierungen wie diese werden vielseitig eingesetzt: Autos, Züge, Gebäude oder Uhren. So stellt Eisen einen sehr wichtigen Rohstoff dar. Weltweit widmet sich 95 Prozent der Metallproduktion dem Eisen. Die weltweiten Top-Drei-Länder der Eisenproduktion sind dabei China, Brasilien und Australien mit 71 Prozent des gesamten Produktionsvolumens. Eine nützliche Eigenschaft von Eisen, die im modernen Leben genutzt wird, ist der Magnetismus.
Eisen ist von Natur aus magnetisch, kann aber durch plötzliche Stösse oder magnetische Felder entmagnetisiert werden. Dies ermöglicht die Kontrolle über sein Magnetfeld, was in einer Vielzahl von Gebieten Anwendung findet: in VHS, Festplatten, Bankomatkarten, Fernsehern, Lautsprechern und als magnetische Nanopartikel in der Medizin.
Einsatz im Krieg
Eine interessante Anwendung des Magnetismus waren Unterwasserminen im Zweiten Weltkrieg. Minen wurden so eingestellt, dass sie explodierten, sobald ein magnetisches Material in der Nähe war. Schiffskörper wurden aus Eisen-Legierungen gemacht und wurden magnetisiert, wenn sie sich durch die Magnetfelder der Erde bewegten. Dies konnte jede in der Nähe gelegene Mine zum Explodieren bringen.
Der Kanadier Charles F. Goodeve entwickelte eine neue Technologie, um den Magnetismus vom Rumpf zu entfernen – bekannt als «degaussieren», nach dem berühmten deutschen Wissenschaftler Johann Gauss.
Für Mensch und Pflanze
Eisen ist also tatsächlich lebensnotwendig. Allerdings weniger, weil wir es für unsere Bankomatkarten und i-Phones brauchen, vielmehr weil wir es in Form des Hämoglobins für den Transport von Sauerstoff im Körper benötigen. Auch Pflanzen sind ohne Eisen nicht überlebensfähig: Sie brauchen es, um Chlorophyll herzustellen und so Photosynthese zu betreiben. Zudem benötigen alle Lebewesen auf der Erde Eisen, um die DNA, welche die Anweisungen für alles Leben kodiert, produzieren zu können.
Ein Mangel an Eisen kann folglich ernst sein und ist die häufigste Ursache von Anämie, da zu wenig Hämoglobin gebildet wird. Weltweit leiden geschätzt mehr als eine Milliarde Menschen darunter. Die Menge an Eisen im Körper kann durch den Verzehr von eisenreichen Lebensmitteln wie Bohnen, Linsen, Getreide und Fleisch erhöht werden.
Ein simpler Fehler
Der bekannte Comic-Matrose Popeye hätte also wohl besser zum Steak gegriffen statt zur Spinat-Büchse … Aber woher kommt die weit verbreitete Fehlannahme, dass Spinat ein eisenreiches Gemüse sei? Es ist dies die Geschichte des deutschen Wissenschaftlers E. von Wolf, dem bei der Veröffentlichung des Eisengehalts von Spinat im Jahre 1870 ein Fehler unterlief, was zu einem 10-mal höheren Eisengehalt als dem tatsächlichen führte. Dieser Fehler wurde erst in den 1930er-Jahren behoben.
Alke Fink ist Förderprofessorin SNF am Departement Chemie der Uni Freiburg und seit dem 1. Juli auch zu 50 Prozent Professorin am Adolph-Merkle-Institut.
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Die Uno hat das Jahr 2011 zum Internationalen Jahr der Chemie erklärt. Unter dem Motto «Chemie – unser Leben, unsere Zukunft» stellen Mitarbeiter des Instituts für Chemie der Universität Freiburg in einer Serie einige Bereiche vor, in denen die Chemie unser tägliches Leben beeinflusst. im
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Das Institut für Chemie räumt in diesem Artikel definitiv mit dem Mythos auf, dass Spinat sehr eisenhaltig sein soll. Trotzdem darf er natürlich weiter gegessen werden.Bild Keystone/a
