亚铁离子 （有较强还原性的金属阳离子）

简介

亚铁离子被广泛用做食用菌保鲜剂、检测剧毒品氰化物及降低土壤硫化氢危害等领域，也被用于废水脱氮和染料降解的处理。

人体中亚铁离子参与形成血红蛋白，通过细胞膜进入血液。当人体对铁的摄入或吸收存在障碍时就会发生缺铁性贫血，当补充的铁剂过量时会发生硫酸铁中毒。

理化性质

亚铁离子（Fe）为固体状，其盐溶液一般为浅绿色、硫化物为黑色、氢氧化物为白色。熔点为1538℃，亚铁离子（Fe）是元素铁的较低价氧化态，具有较强的还原性，Fe的性质并不稳定，容易被氧化成稳定的三价Fe。Fe也具有弱氧化性，可以同锌、镁等活泼金属发生置换反应。

与碱反应

亚铁离子可以与碱反应生成白色氢氧化铁沉淀。

Fe+2OH

该配合物的摩尔吸光系数为1.1×10L/（mol·cm），在pH=2~9之间，颜色深浅与溶液的酸度无关。在有还原剂的存在下，颜色可保持几个月不变。

人体作用

作用机制

铁在人体吸收部位主要位于十二指肠及空肠上段。饮食中的铁一般为三价铁有机化合物，经胃酸作用还原为二价铁。二价铁参与形成血红蛋白，通过细胞膜进入血液。多余的铁以铁蛋白、含铁血黄素形式储存于单核吞细胞系统内，待铁需要量增加时动用。当人体对铁的摄入或吸收存在障碍时就会发生缺铁性贫血，如老年人因牙齿脱落、咀嚼困难或肉食品摄入量少、胃肠道黏膜萎缩使胃酸分泌减少，造成铁吸收不良，缺铁性贫血又使胃黏膜进一步萎缩，形成负铁吸收的恶性循环，另外病理性的、继发于诸多疾病的出血以及由此对铁的摄入和吸收造成的不利影响也是导致缺铁性贫血的主要机制；当人体发生缺铁性贫血时，需要补充铁剂，如补充的铁剂过量时会发生硫酸亚铁中毒，因为铁剂是一一种血管弛缓剂，铁中毒时出现血管舒张导致休克，还可使网状内皮细胞功能暂时受到抑制，肝脏发生坏死，大量蛋白质破坏，蛋白合成降低，肾脏排出蛋白增多，以致发生低蛋白血症而发生紫绀。铁剂对消化道有刺激和腐蚀作用。

结构与化合物

结构

铁元素在化学反应中失去2个电子，变成带有2个正电荷的阳离子，即为亚铁离子，其结构示意图如下：

相关化合物

氧化物

由亚铁离子所构成的氧化物FeO呈黑色，能够溶于强酸，而不溶于水和碱，属于碱性氧化物。

氢氧化物

亚铁离子（Fe）可以与氢氧根（OH）生成白色化合物氢氧化亚铁(Fe(OH)₂），Fe(OH)₂难溶于水，很不稳定容易被氧化。在空气中，当亚铁离子生成Fe(OH)₂后，就会被氧气氧化为Fe(OH)₃。

盐类

Fe的强酸盐易溶于水，并会有微弱的水解使得溶液显酸性。当Fe的强酸盐从溶液中析出结晶时，会带有一定数目的结晶水，水合盐结晶以及它的水溶液都会带有颜色，例如：[Fe(H₂O)₆]₂₊为浅绿色。FeSO₄能够与碱金属或铵的硫酸盐形成复盐，如(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O。

配合物

氰合物

Fe能与KCN形成白色沉淀Fe(CN)₂，但当KCN过量时，会将已经沉淀的Fe(CN)₂再次溶解形成氰合物。

Fe +2CN

Fe(CN)₂+4CN

螯合物

Fe可以与甘氨酸螯合形成甘氨酸螯合物，通过观察螯合物的颜色变化来判断亚铁离子的含量。初配出时溶液清澈透明的，随着时间延长溶液逐渐变黄，产生黄白色沉淀。这是亚铁离子被溶液中溶解的氧气逐渐氧化，变成了三价的含铁化合物，达到最高化合价的稳定状态。

另外作为人体必需的微量元素，Fe也可以与血红素蛋白质形成配合物，担负起血红蛋白组成的重要任务。

络合物

壳聚糖-Fe络合物是一种用于卷烟滤嘴添加剂，通过吸附作用，可去除烟气中的苯酚、HCN和水。

制备方法

硫酸亚铁的制备

铁和稀硫酸反应可生成七水合硫酸亚铁（绿矾），往盛有铁屑的锥形瓶中加入硫酸溶液，水浴加热使铁屑与硫酸反应。待反应基本完成（几乎不再产生氢气气泡)后，停止加热，再加入少量硫酸溶液使其酸化（Fe2+在强酸性溶液中较稳定）。趁热过滤，滤液转移至蒸发皿内，加热浓缩后静置冷却，使其晶体析出，用倾析法除去母液，把晶体放在吸水纸上吸干。

氢氧化亚铁的制备

在盛有1克晶体碘的试管中，加入还原铁粉，使之覆盖于晶体碘上。注入煮沸过冷却后的蒸馏水．待反应开始后，振荡试管，由于碘跟铁反应，故溶液中将有碘化亚铁生成。滤纸过滤，滤液滴入氨-氯化铵缓冲液中，观测到有白色氢氧化铁生成，并在长时间内白色沉淀不被氧化变色，倒出上清液，加入纯化水，生成灰绿色沉淀。

安全事宜

缺铁性贫血

临床表现

贫血的一般表现有头晕、乏力、气短、腹胀、记忆力减退、影响人体的精神和行为或影响劳动力与耐力及细胞免疫状态等，在严重缺乏时还影响外胚叶发育而来的组织的营养状况。

实验诊断

实验室条件下对缺铁性贫血的检查方法有7种，外周血检查法、骨髓穿刺涂片检查、血清铁蛋白测定、红细胞内铁蛋白测定、血清铁，总铁结合力及运铁蛋白饱和度检查、红细胞游离原卟啉测定。

治疗措施

补铁治疗，治疗性铁剂有无机铁和有机铁两类。无机铁以硫酸亚铁为代表，有机铁是指有机盐铁和含蛋白铁。有机盐铁有右旋糖酐铁、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁和乳酸亚铁等。二价铁盐比三价铁盐易于吸收，口服铁制剂比注射铁制剂更为安全。

硫酸亚铁中毒

临床表现

硫酸亚铁中毒时出现：恶心、呕吐、上腹痛、腹泻；并伴有呕血、黑便、血压下降、休克。严重时会出现高热、胸闷、心动过速、抽搐、惊厥、昏迷。最终多因循环衰竭而死亡。铁的致死量为150～200毫克/公斤（相当于硫酸亚铁0.75~1克/公斤）。

治疗措施

误服铁剂过量引起中毒时：

1、应立即用1%碳酸氢钠溶液洗胃。

2、口服生蛋清100毫升或牛奶200～300毫升，使残留胃内的铁形成铁蛋白，减少吸收。

3、肌肉注射或者静脉滴注去铁敏：根据是否出现休克症状，调整去铁敏的使用方法和使用量。

4、静脉滴注促排灵。

5、静脉滴注1%美蓝溶液，以防高铁血红蛋白形成。

贮藏条件

由于亚铁离子不稳定，因此亚铁离子贮藏时，应加还原铁粉和稀硫酸，抑制其氧化和水解