Jak získat železo z cereálií
3. 10. 2007
Co je železo a proč je tak důležité? Díky vlastnosti zvané magnetizmus ukážeme, jak získat železo z cereálií, které mívá každý řádný Angličan k snídani. Vysvětlíme též vlastnosti železa a poukážeme na jeho význam pro náš organizmus.
Michael: Stále častěji slyšíme, že jíme špatně a nezdravě.
Tereza: Namísto toho, abychom k snídani pořádali spousty párků, salámů, slaniny, bílého pečiva anebo sladkostí, měli bychom si dát něco zdravějšího.
Michael: Jste to, co jíte.
Tereza: Například cereálie. Neobsahují skoro žádný tuk a navíc mají spoustu vitamínů.
Michael: Yes, cereals are absolutely packed full of minerals and trace elements from the periodic table, which supplement our diet. And one of the most important contents of cereals is iron …
… anebo česky – železo.
Ano, cereálie jsou přeplněné minerály a stopovými prvky z periodické tabulky, které doplňují naši stravu. Jednou z nejdůležitějších součástí cereálií je železo …
Tereza: A v dnešním Michaelově experimentu se pomocí cereálií podíváme na biochemii železa a jeho důležitou vlastnost – magnetizmus. Žádný jiný kov nesehrál v historii lidstva tak důležitou úlohu, jako právě železo.
Michael: In ancient times the only source of iron was from meteorites, striking the Earth from Space. The ancient Egyptians used to believe that was the semen of the gods. Since those days mankind developed the way of reducing iron ore – hematite (that’s Fe2O3) using charcoal to form iron. And Iron Age burst into beginning in a year 1200 (BC), which revolutionized working practice and warfare.
V dávné minulosti byly jediným zdrojem železa meteority, které na Zemi dopadaly z vesmíru. Staří Egypťané věřili, že je to sperma bohů. Od té doby lidstvo vynalezlo způsob, jak pomocí dřevěného uhlí redukovat železnou rudu – hematit (je to Fe2O3) na železo. Kolem roku 1200 př.n.l. propukla doba železná, která způsobila převrat v pracovních postupech i válečnictví.
Tereza: Biologicky – a netýká se to pouze člověka, ale celé živočišné říše – železo hraje klíčovou úlohu při přenosu kyslíku do celého organismu.
Michael: The average human adult body …
Tělo průměrného dospělého člověka …
… a to, dámy a pánové je trošku menší, než mám já …
… has about four grams of iron within it. The majority of this iron is concentrated in haemoglobin protein molecules, which we find in red blood cells.
… obsahuje asi čtyři gramy železa. Většina je soustředěna v molekulách bílkoviny hemoglobin, který se nalézá v červených krvinkách.
Tereza: A z tohoto důvodu je potřeba železo v naší stravě doplňovat, abychom neonemocněli například chudokrevností. Doporučená denní dávka je 18 miligramů. Podíváme se, kolik je v naších cereáliích. Je to 12 mg – to jsou zhruba dvě třetiny.
Michael: And we can even extract the iron from our cereal by making use of one of its magical properties: ferromagnetism.
The property of ferromagnetism is due to the direct influence of two effects of quantum mechanics: spin and Pauli exclusion principle.
The spin of iron’s atomic electrons create tiny magnetic dipoles.
According to the Pauli exclusion principle these electrons cannot have the same spin and position. The tiny magnetic dipoles of iron align themselves spontaneously in a parallel fashion.
My můžeme železo z našich cereálií dokonce získat, když využijeme jedné z jeho magických vlastností – feromagnetismus.
Tato vlastnost je dána přímým vlivem dvou projevů kvantové mechaniky: spinu a Pauliho vylučovacího principu. Spin elektronů v atomech železa vytváří nepatrné magnetické dipóly. Podle Pauliho vylučovacího principu nemohou tyto elektrony mít stejný spin a polohu. Nepatrné magnetické dipóly železa se samovolně řadí do souběžného uspořádání.
Michael: Over a distance poles of an opposite nature attract one another and we call this well known effect magnetism.
Přes vzdálené póly s opačným znaménkem se dipóly vzájemně přitahují a my tento známý jev nazýváme magnetismus.
Tereza: A nyní tento princip využijeme, abychom zjistili, zda naše cereálie skutečně obsahují železo. Cereálie dáme do hmoždíře a rozdrtíme.
Michael: If we then pour out our finely crushed cereal onto this piece of white paper, taking care to level it out into a nice circle, and then I take my magnet and pass this magnet underneath the whiter paper. And let’s see, what happens.
If you look very closely you see tiny movements. Those tiny are pieces of iron which with the magnetic field under the paper are being attracted. So by use of the ferromagnetism we’re able to carefully extract pieces of iron from our cereal.
Vysypeme pak naše jemně rozdrcené cereálie na tento bílý papír a opatrně srovnáme do pěkného kruhu. Vezmu si magnet a projíždím jím pod papírem. Podívejme se, co se děje.
Když se podíváte zblízka, uvidíte jemné pohyby. Jsou to kousíčky železa, které přitahuje magnetické pole pod papírem. S využitím feromagnetismu tedy můžeme opatrně oddělit kousíčky železa z našich cereálií.
Až příště si dáte ke snídani cereálie, vzpomeňte si na to, že uvnitř je magnetický prvek – železo.
Vocabulary - slovníček
cereals – cereálie
packed full – přeplněn (něčím)
minerals – minerály
trace element – stopový prvek
periodic table – periodická tabulka prvků
supplement – doplněk
diet – strava
iron – železo
ancient times – dávná minulost
strike – udeřit, zasáhnout, bouchnout
Egyptians – Egypťané
semen of the gods – semeno, sperma bohů
mankind – lidstvo
develop – vyvinout, odhalit, objevit se
reduce – redukovat
iron ore – železná ruda
hematite - hematit
charcoal – dřevěné uhlí
Iron Age – doba železná
burst – propuknout, prasknout, vybuchnout
revolutionized – způsobit převrat
working practice – pracovní postup
warfare – válečnictví
average human adult body – tělo průměrného dospělého člověka
red blood-cells – červené krvinky
extract – získat z, vytáhnout, extrahovat
magical – kouzelný, magický
property – vlastnost
direct – přímý
influence – vliv
effect – projev, výsledek, účinek
quantum mechanics – kvantová mechanika
spin – spin, rotace, točit se, vířit
Pauli exclusion principle – Pauliho vylučovací princip
iron’s atomic electrons – elektrony v atomech železa
create – vytvořit
tiny – nepatrný, drobný, maličký
magnetic dipole – magnetický dipól
according – podle
align – seřadit, vyrovnat, zarovnat
spontaneously – samovolně
in a parallel fashion – v souběžném uspořádání
distance pole – vzdálený pól
opposite nature – opačný charakter, povaha
attract – přitáhnout
pour out – vysypat, vylít, vychrlit
finely crushed – jemně rozdrcený
level out – srovnat
circle – kruh, kolo, kroužit, obíhat
underneath – pod, dole, vespod
Autor: Vladimír Kunz