Burdina

{{Elementu kimiko infotaula
| izena = Burdina
| ikurra = Fe
| zenbakia = 26
| kolorea = #ffc0c0
| ezkerrekoa = Manganesoa
| eskuinekoa = Kobaltoa
| goikoa = -
| behekoa = Ru
| seriea = Trantsizio-metalak
| taldea = 8
| periodoa = 4
| orbitala = d
| itxura = Kolore metaliko distiratsu grisaxka
| irudia = Fe,26.jpg
| masa atomikoa = 55,845
| konfigurazioa = Ar 4s4 3d6
| elektroiak = 2, 8, 14, 2
| egoera = solidoa (ferromagnetikoa)
| dentsitatea = 7874
| urtze-puntua k = 1811
| urtze-puntua c = 1538
| urtze-puntua f = 2800
| urtze-entalpia = 13,8
| irakite-puntua k = 3134
| irakite-puntua c = 2861
| irakite-puntua f = 5182
| irakite-entalpia = 349,6
| beroa = 13,81
| 1 = }
| 10 = 1890
| 100 = 2091
| 1 k = 2346
| 10 k = 2679
| 100 k = 3132
| kristala = kubikoa, gorputzean zentratua
| oxidazioa = 6, 5, 4, **3**, 2, 1
| elektronegatibitatea = 1,83
| ionizazioa = 1.a: 762,5 kJ/mol2.a: 1561,9 kJ/mol3.a: 2957 kJ/mol
| batezbestekoa = 140
| kalkulatua = 156
| kobalentea = 125
| van der waals = -
| eroankortasuna = 80,2
| abiadura = (293,15 K) 4910
| isotopoak = 
 54Fe
 5,8%
 >3.1×1022 u
 ε
 ?
 54Cr
-
 55Fe
 Sintetiko
 2,73 urte
 ε
 0,231
 55Mn
-
 56Fe
 91,72%
 colspan="4"  Fe egonkorra da 30 neutroirekin
-
 57Fe
 2,2%
 colspan="4"  Fe egonkorra da 31 neutroirekin
-
 58Fe
 0,28%
 colspan="4"  Fe egonkorra da 32 neutroirekin
-
 59Fe
 Sintetiko
 44,503 e
 β-
  1,565
 59Co
-
 60Fe
 Sintetiko
 1,5x106 urte
 β-
 3,978
 60Co
}}
**Burdina** elementu kimiko bat da, **Fe** ikurra (*Ferrum*, latinezko izena) eta 26 zenbaki atomikoa dituena. Taula periodikoko 8. taldean kokatua dago, eta trantsizio metalen lehen seriean aurkitzen da. 8.taldeko elementuek bezala, burdina hainbat oxidazio egoera izan ditzake, 0tik +6rainoko oxidazio egoera posibleak dira, baina ohikoenak +2 eta +3 oxidazio egoerak dira. Burdinezko gainazalak gris kolorea izaten dute, baina, oxido hidratatuak emateko, normalean, atmosferako oxigenoarekin erreakzionatzen du burdinak.

Bere masa dela eta, trantsizio-metal hori lurrazalean dagoen elementu ugarienetakoa da, elementu kimiko guztien artean laugarrena ugaritasunari dagokionez, osotasunaren % 5. Bere ugaritasuna planeta harritsuetan, izar pisutsuetan ematen diren fusio-erreakzioengatik agertzen da. Unibertsoan, paper berezi eta garrantzitsua betetzen duen elementua dugu.

Lurreko nukleoa burdin eta nikelez osatua dago, eta haren errotazioak Lurraren eremu magnetikoa sortzen du.

Bestalde, burdina, historikoki ere, garrantzitsua izan dugu (izan ere, oraindik metalurgia industriaren oinarria da) historiako aro bati erreferentzia egin arte: «Burdin Aroa».

Burdinak biologia mailan garrantzi handia du; oxigenoarekin, konplexuak eratzen ditu hemoglobina eta mioglobinan. Burdinaren konplexuen bidez, oxigenoa garraia daiteke.

## Ezaugarri nabarmenak 
Metal gris, harikor, xaflakor eta zailtasun handikoa da, ezaugarri magnetikoak erakusten dituena. Ferromagnetikoa da giro tenperaturan.

Naturan, hainbat mineralen parte gisa azaltzen da, horien artean asko oxidoak izanik, eta, eskuarki, ez da aske aurkitzen. Burdin purua lortzeko, burdin mineralak karbonoarekin erreduzitzen dira, ondoren ezpurutasunak garbituz.

Metalurgia-industrian erabiltzen da, gehienbat altzairua erdiesteko helburuarekin.

Fusio nuklearraren bitartez, produzitu daitekeen elementurik pisutsuena da, eta fisioaren bitartez lor daitekeen arinena. Horren gakoa nukleoko lotura energian dago (nukleoan, neutroitik, protoia banatzeko beharrezko energia), izan ere, burdinak, eta nagusiki bere 56Fe nukleoak, nukleoiko lotura energia handiena dauka. Ondorioz, 56Fe nukleoa unibertsoko egonkorrena dugu.

### Alotropoak 
ezkerrera|thumb|Burdin puruaren fase diagrama
Burdinaren lau polimorfo ezagutzen dira: α, γ, δ, eta ε. Galdatutako burdina, bere hozte puntutik (1538&nbsp;°C) aurrera, δ alotropoan kristaltzen da, eta horrek gorputzean zentraturiko kubo (*bcc*) izeneko kristal egitura dauka. 1394&nbsp;°C-tik aurrera hoztean, γ alotropora aldatzen da, eta horrek aurpegian zentraturiko kubo (*fcc*) egitura dauka. 912&nbsp;°C-tik behera, α alotropora aldatzen da, *bcc* egitura duena. Azkenik, 770&nbsp;°C-tik aurrera, paramagnetiko izatetik, ferromagnetiko izatera pasatzen da. Curie tenperatura gaindituta, burdinaren propietate magnetikoak agertuz doaz egitura aldatu gabe. Magnetizatu gabeko burdinetan, atomoen spin elektronikoek ingurukoekiko ardatz orientazio ezberdina dutenez, elkar deuseztatzen dira eremu magnetiko baliogabetuz. Magnetizatutakoan, ordea, spin elektronikoak lerrokatu egiten dira, eta efektu magnetikoak sendotzen dira. 10 GP eta 100 K inguruko tenperaturetan, burdina, α formatik, ε alotropora aldatzen da, egitura hexagonal trinkoa (*hcp*) duena; γ fasea ere, presio altuagoetan, ε fasera aldatzen da. Presio altuko burdinaren forma horiek garrantzitsuak dira planetaren konposizioa aztertu ahal izateko.
thumb|157x157px|Burdina (II) oxidoa
Industria mailan ekoizten diren burdinaren konposaturik garrantzitsuenak burdina (II) sulfatoa (FeSO4·H2O) eta burdina (III) kloruroa (FeCl3) dira. Burdina (II) sulfatoa burdina +2-aren iturririk garrantzitsuenetarikoa da, baina Mohr gatza ((NH4)2Fe(SO4)2·6H2O)  baino nahiko ezegonkorragoa da. Burdina (II) konposatuak +3 oxidazio egoerara oxidatzeko joera dute airearekin kontaktuan daudenean.

Burdina bere taldeko elementurik erreaktiboena da. Ez du azido nitrikoarekin erreakzionatzen, ezta beste zenbait oxidatzaileekin azalean agertzen den oxidoarekin; azken horrek HClrekin erreakzionatzen du.

### Konposatu bitarrak 
thumb|155x155px|Burdina (III) oxidoa
Burdinak, aireko oxigenoarekin, oxidoak eta hidroxidoak ematen ditu. Konposatu ezagunenak burdina (II,III) oxidoa eta burdina (III) oxidoa dira. Burdina (II) oxidoa ere existitzen da, baina giro tenperaturan ezegonkorra da. Sulfuroen artean, FeS2 dugu (disulfuro bat, Fe2+ eta S22- ioi dituena) sodio kloruro egituran.

Burdina haluroak oso ezagunak dira, burdina (III) ioduroa izan ezik. Normalean, haluro ferrosoak hidrohaluroekin tratatzean sortzen dira.

Fe + 2HX -> FeX2 + H2 (X = F, Cl, Br, I)

Burdinak fluorrarekin, kloroarekin eta bromoarekin erreakzionatzen du dagokion haluro ferrikoa emateko.

2 Fe + 3 X2 -> 2 FeX3 (X = F, Cl, Br)

Ioduro ferrikoa, termodinamikoki, ezegonkorra da Fe3+-aren oxidazio potentziala eta I2-aren erredukzio potentzial altua dela eta.
thumb|157x157px|Burdin (II, III) oxidoa
2I- + 2Fe^{3+} -> I2 + 2Fe^{2+} (E0 = +0.23 V)

### Disoluzioko kimika 
Erredukzio potentzial estandarrak, ingurune azidoan, hurrengo hauek dira:

Fe^2+ +2e- -> Fe                                               Eº:-0.447V

Fe^3+ +3e- -> Fe                                                 Eº: -0.037V

FeO4^2- + 8H+ + 3e- -> Fe^3+ + 4H2O             Eº:+2.20V

Ferrato (VI) anioia oso oxidatzaile sendoa da, eta nitrogenoa eta amoniakoa giro tenperaturan oxidatzen ditu, baita ura pH azido edo neutroetan ere.
thumb|240x240px|Burdinaren Pourbaix diagrama
Fe3+ ioiak hexaaqua konplexuak eratzen du uretan, eta hurrengo hidrolisiak ematen ditu uretan:

[Fe(H2O)6]^3+  [Fe(H2O)5(OH)]^2+ + H+                   K=10-3.05

[Fe(H2O)5(OH)]^2+  [Fe(H2O)4(OH)2] + H+              K=10-3.26

### Koordinazio konposatuak 
Burdinazko koordinazio-konposaturik ezagunenetariko bat hexakloruroferrato (III) anioia da, [FeCl6]3-.

## Burdina metalikoaren produkzioa 
thumb|Burdina hautsa
Burdinaren edo altzairuaren ekoizpenaren prozesuak bi etapa ditu nagusiki; lehenengo etapan, arrabioa ekoizten da labeetan; bigarren etapan, berriz, arrabioa altzairuan edo burdina urtu bihurtzen da.

Industrian, burdinaren ekoizpena burdinaren mineraletik abiatzen da, normalean hematitetik Fe2O3 edo magnetitatik Fe3O4. Oxido horiek karbonoarekin (koke) erreduzitzen dira tenperatura altuetan, normalean 2000&nbsp;°C-etan; prozesuan, kareharria erabiltzen da silikatoak lehengaitik kentzeko. Labearen goiko aldean, burdina mea, kokea eta kareharria jartzen da; tenperaturaren eraginez, burdina urtu egiten da, eta labearen beheko aldera jaisten da; kokea oxidatu egiten da CO gasa emateko, eta gas horrek burdina erreduzitzen du burdina lortuz.

Labean ematen diren erreakzioak, kokearen oxidazioa:

2 C + O2 -> 2 CO 

Karbono monoxidoak burdina erreduzitzen du karbono dioxidoa askatuz.

Fe2O3 + 3 CO -> 2 Fe + 3 CO2 

Burdinak, oxidoak tenperatura altuko guneetan, zuzenean erreakzionatzen du kokearekin.

2 Fe2O3 + 3 C -> 4 Fe + 3 CO2 

Ez-purutasunak kentzeko, kareharria gehitzen da (kaltzio karbonatoa); horrek silikatoak kentzen ditu lortzen den burdina ahalik eta puruena izateko. Lehenengo, CaO eratzen da karbono dioxidoa askatuz, eta kaltzio oxidoak silikatoekin erreakzionatzen du burdinatik bananduz:

CaCO3 ->CaO + CO2 

CaO + SiO2 -> CaSiO3 

Ez-purutasunek burdina baino dentsitate txikiagoa dutenez, burdinaren gainean geratzen dira; beraz, banandu egiten dira. Burdina hozten denean, arrabioa lortzen da, eta altzairua sortzeko erabili ohi da. Ez-purutasunak edo sarra, hala, errepideak eraikitzeko material gisa edo ongarritzat erabil daitezke.

### Zuzenezko-burdinaren erredukzioa 
Ingurugiroa gehiago errespetatzen duten beste metodoak ere garatu dira burdinaren erredukzioa egiteko. Prozesu honek bi etapa ditu:

Gas naturala partzialki oxidatzen da (beroa eta katalizatzailearekin):

2 CH4 + O2 -> 2 CO + 4 H2 

Burdina minerala, labe batean, gasarekin tratatzen da burdina solidoa eratuz.

Fe2O3 + CO + 2 H2 -> 2 Fe + CO2 + 2 H2O 

Silikatoak kareharria gehituz kentzen dira, labeetako prozesamenduan egiten den moduan.

### Termita-erreakzioa 
Aluminio hautsaren eta burdina oxidoaren errekuntzaren produktua da burdina.

Fe2O3 + 2 Al -> 2 Fe + Al2O3 

## Aplikazioak 
### Metalgintza 
Burdina metal erabiliena da, eta mundu mailako produkzioa % 90ekoa da. Bere kostu urriak eta bere erresistentzia dela eta, ingenieritzan, eraikuntza makinarian eta tresna-makinetan, autoetan, itsasontzi kroskoetan eta eraikin askotako konposatu estrukturaletan erabiltzen da. Burdina purua nahiko biguna eta erreaktiboa izanda, aleazio elementuekin konbinatzen da altzairua sortzeko.
400px|thumb|Burdina karbono fase diagrama
Ferrita (α-burdina) metal nahiko biguna da, eta, kontzentrazio oso urrian, karbonoa disolbatu daiteke. Austenita (y-burdina) nahiko leuna eta metalikoa ere bada, eta burdinaren forma hori altzairu herdoilgaitz gisa erabiltzen da mahai tresnetan, medikuntza-materialetan…

Aplikazio tradizionalez gain, burdina erradiazio ionizantzaileen babeserako erabiltzen da. Burdina eta altzairua erraz oxidatzen dira; oxidazioa saihesteko, pinturaz, galvanizazio prozesu bidez eta pasibazioz babestu daiteke.

### Konposatu metalikoak 
Burdinaren erabilera garrantzitsuena metalurgia izan arren, haren konposatuak oso hedatuta daude industrian. Burdina katalizatzaileak Haber-Bosch prozesuetan erabiltzen dira amoniakoa egiteko, eta, Fischer-Tropsch prozesuetan, karbono monoxidoa hidrokarburo bihurtzeko.

Burdina (III) kloruroa ura purifikatzeko eta hondakin-uren tratamenduetan erabiltzen da, baita oihalen tindaketetan (margoen agente koloratzaile gisa) eta animalientzako elikagaietan dauden mendekotasun sortzaileetan ere. Burdina (II) sulfatoa beste burdin konposatuen aitzindari moduan erabiltzen da, baita elikagaiak indartzeko eta burdina faltagatik sortzen den anemia tratatzeko ere. Burdina (III) sulfatoa ur hondakinen partikulak sedimentatzeko erabiltzen da. Burdina (II) kloruroa malutapena erreduzitzeko agente gisa erabiltzen da burdin konplexua eta burdina oxido magnetikoen eraketan, eta, sintesi organikoan, erreduzitzaile gisa.

## Biokimika 
Burdinaren konposatu bioinorganikoak hemoproteinak dira, hala nola hemogoblina, mioglobina eta P450 zitokromoa. Horiek gasen garraioan, proteinen sintesian eta elektroien transferentzian hartzen dute parte.

Burdina duten elikagaien artean ditugu: haragi gorriak, ostrak, dilistak, oilaskoa, arrain eta garbantzuak. Beste zenbaitetan, badira zenbait ogi eta zereal burdinetan aberatsak direnak. Elikagaietatik hartzen dugun burdina, normalean, burdina (II) fumarato gisa aurkitzen da.

Organismoan burdina eza konpentsatzen ez baldin bada, anemia ekar dezake. Gaixotasun horrek globulu gorri eta hemoglobina eza adierazten du. Normalean, burdina eza hori baxua izaten da, baina, tratatzen ez baldin bada, bihotzeko taupada arinak eta irregularrak sor ditzake, baita haurdunaldian arazoak ere.

Burdina kontzentrazio altuak odolean, burdina askearen maila gehiegizkoa izatea ekar dezake. Ondorioz, burdinazko peroxidoek ADNa kalte ditzake.

Kimioterapia jasaten duten pertsonek anemia edo burdina eza jasaten dute. Ondorioz, zainetako terapia baten bidez, burdinaren kontzentrazioak handitu egiten dira. Burdinaren kontzentrazioa altua gerta daiteke haragi gorrien kontsumo handiagatik.

## Burdinaren metabolismoa
Izaki bizidunetan kopuru txikitan baino ez badago ere, burdinak berebiziko garrantzia hartu du haien hazkuntzan eta biziraupenean, eta beharrezkoa da ehunen oxigenazio egokia lortzeko ez ezik, baita zelula gehienen metabolismorako ere.

Gaur egun, atmosferako oxigenoaren gehikuntzaz, burdina ia erabat oxidatuta (edo egoera ferrikoan, Fe3+) egoten da ingurumenean,  eta modu honetan gutxi erabiltzen da.

Heldu osasuntsuetan gorputz-burdina, guztira, 2-4 gramo ingurukoa da (2,5 gramo 71 kg-ko edo 35 mg/kg emakumezkoetan) (4 gramo 80 kg-ko edo 50 mg/kg gizonezkotan).

Bi modutan banatuta dago:

% 70 burdina funtzional gisa (4 gramoko 2,8):
* Eritrozitoak (% 65).
* Tisularra: mioglobinak (% 4).
* Entzimak burdinaren menpekoak (hem eta hem ez direnak): % 1

Entzima horiek mitokondrioarenfuntziorako funtsezkoak dira, eta zelula barneko oxidazioa kontrolatzen dute (zitokromoak, zitokromoaren oxidasak, katalasak, peroxidasak).

Transferrina (% 0,1). Normalean 1/3 batean burdinaz aseturik egoten da.

Burdin mota horri dagokionez, eritronari jarri zaio arreta gehien, haren burdin estatusa erraz neur baitaiteke eta gorputz-burdinaren zatirik handiena baita.

% 30, metaketa-burdina gisa (1 g):
* Ferritina (2/3): Ehunetan, burdina metatzeko modu nagusia.
* Hemosiderina (1/3).
* Hemoglobina: Oxigenoa zeluletara garraiatzen du.
* Transferrina: Burdina plasmaren bidez garraiatzen du.

Elikagaien burdinaren erabilgarritasunari buruzko azken ikerketek erakutsi dute hem-aren burdina ongi xurgatzen dela, baina hem ez den burdina oso gutxi xurgatzen da orokorrean, eta azken hori da munduan jende askoren dietan nagusitzen den burdina.

Hem: Hemoglobina eta mioglobina gisa, haragian eta deribatuetan agertzen da, batez ere.

Hem ez dena:

Hem burdinaren xurgapena ez dago inolako faktorerengatik eraginda, ez dietetikoa, ez urdail-hesteetako jariakinarena. Bere horretan xurgatzen da eraztun porfirinikoaren barruan. Burdina HEM oxigenasak (duodenoaren heste-zeluletan ugaria den entzimak) askatzen du mukosako zelulen barnean.

Hem ez den burdinaren xurgapena, aldiz, faktore dietetiko eta jariapen gastrointestinal ugariren eragina jasaten dute.

Dietatik datorren burdina, batez ere, hem ez dena, burdina ferrikoa da, eta, urdailean, burdina ferroso bihurtu behar da forma horretan duodenoan, batez ere, xurgatu aurretik.

Dietarekin zerikusirik ez duten baina burdinaren xurgapenean eragina izan dezaketen beste faktore batzuk dira:
* Burdin-metaketa ahalmenaren tamaina, zeinak pertsonaren burdin erreserbaren egoera adierazten duen. Hori da kontrol-mekanismo nagusia. Burdin metaketek eta, beraz, gorputzaren beharrek eragiten diote. Horrela, burdinaren erreserba handiagotuek bere xurgapena gutxitzen dute. Puntu honetan, burdinaren xurgapenean eragiten duen faktore garrantzitsuena hesteetako mukosako zeluletan dagoen burdin edukia da (ferritina lokala). «Granick-en muki-blokeoa» deritzona da.
* Eritropoesia hezur-muinean: Gorputz-burdina kontsumitzeko edo ez kontsumitzeko egoera dinamikoa dena. Hala, burdinaren xurgapenak behera egiten du eritropoiesia gutxitzen denean.

Burdina, forma ferrosoan, duodenoan eta goiko jeiunoan xurgatzen da, eta energia behar duen mekanismo aktibo bat behar du. Burdina heste-zelulen eskuila-ertzean dauden azaleko glukoproteinei lotzen zaie (edo burdinarentzako heste-mukosaren hartzaile espezifikoak). Gero, erretikulu endoplasmatiko zimurrera eta erribosoma askeetara joaten da (non ferritina eratzen duen) eta, ondoren, laminaren berezko hodietara.

Ondoriozta daitekeenez, hesteetako mukosak erregulatzen du burdinaren xurgapena; ondorioz, burdin erreserba handiegiak ez dira metatzen. Burdinaren xurgapena ere proteina horren kantitatearen araberakoa da.

Burdina ia izaki bizidun guztietan aurkitzen da, eta funtzio ugari eta anitz betetzen ditu.
* Hemo taldea duten hainbat proteina daude, zeina burdin atomo batekin duen porfirina ligandoaz osatua den, Adibide batzuk dira:
** Hemoglobina eta mioglobina; lehenak oxigenoa O2 garraiatzen du, eta bigarrenak oxigenoa biltegiratzen du.
** Zitokromoak; **c** zitokromoek oxigenoa uretara murriztea katalizatzen dute. P450 zitokromoek konposatu hidrofobikoen oxidazioa katalizatzen dute (hala nola botikak edo drogak) iraitzi ahal izateko, eta molekula ezberdinen sintesian parte hartzen dute.
** Peroxidasek eta katalasek toxiko diren H2O2 peroxidoen oxidazioa katalizatzen dute.
Fitxategi:Ferredoxina 4Fe-4S.png
Fe/S (ferredoxina) proteina baten zentroaren adibidea
* Burdin/sufre proteinek (Fe/S) elektroien transferentzia-prozesuetan parte hartzen dute.
* Proteinak ere aurki daitezke, Burdin atomoak oxigenozko zubi-loturen bidez lotzen diren lekuan. Fe-O-Fe proteina deritze. Adibide batzuk:
** Bakterio metanotrofikoak, energia- eta karbono-iturri gisa metanoa (CH4) erabiltzen dutenak, halako proteinak erabiltzen dituzte (monooxigenasa deitutakoak) metano horren oxidazioa katalizatzeko.
** Hemeritrinak oxigenoa garraiatzen du itsasoko organismo batzuetan.
** Erribonukleotido erreduktasa batzuek burdina dute. Desoxinukleotidoen eraketa katalizatzen dute.

Animaliek, burdina gorputzaren barruan garraiatzeko, transferrina izeneko proteinak erabiltzen dituzte. Metatzeko, ferritina eta hemosiderina erabiltzen dituzte. Burdina organismoan sartzen da heste meharrean xurgatzen denean, eta proteina horiek garraiatzen edo biltegiratzen dute. Burdin gehiena berrerabili egiten da, eta oso gutxi iraizten da.

Burdina gehiegi edo gutxiegi izateak organismoan arazoak eragin ditzake. Pozoitzea burdina gehiegi irensteagatik (anemien tratamendurako gehigarri gisa) gertatzen da.

Hemokromatosia jatorri genetikoa duen gaixotasun bat da. Burdina gehiegi xurgatzen da gibelean, eta bertan metatzen da. Ondorioz, gibelean disfuntzio bat sortzen da, eta, azkenik, gibeleko zirrosira iristen da.

Odol-transfusioetan, burdinarekin egonkortasun handiko konplexuak eratzen dituzten estekatzaileak erabiltzen dira burdina askeegi gera ez dadin.

Estekatzaile horiek sideroforo izenez ezagutzen dira. Mikroorganismo askok sideroforo horiek erabiltzen dituzte behar duten burdina hartzeko. Antibiotiko gisa ere erabil daitezke, ez baitute eskuragarri den burdina librerik uzten.

## Erreferentziak 
## Ikus, gainera 
* Altzairu
* Bessemer prozesua

## Kanpo estekak