金属螯合剂

金属螯合剂

一、螯合剂的概念 由一个简单正离子(称为中心离子)和几个中性分子或离子(称为配位体)结合而成的复杂离子叫配离子(又称络离子)

配位体通过配位键结合。配位键是一种特殊的共价键

H·+·HHH(H—H)

Cu+NH3

CuNH3(Cu←NH3)。如果配位体中只有一个配位原子

与配位体之间只能形成一个配位键。而有些配位体分瑚中含有两个以上的配位原子而且这两个原子间相隔着两至三个其他非配位原子

(或原子)同时形成两个以上的配

位键

个包括两个配位剿五元或六元环的特殊结构

种配合物称为螯合物。螯合物比一般配合物更稳定。 把能形成螯合物的配位体叫整合剂。螯合剂包括无机和有机两类。它们在清洗过程中蕉着重要用途。

二、无机金属离子螯合剂 聚磷酸盐螯合剂的缺点是它们在高温下会发生水解而分解受pH值影响较大

这些无机螯合剂对重金属离子特别是铁离子的螯合能力较差。由于

三、有机金属离子螯合剂 能与重金属离子起螯合作用的有机化合物很多

1

在清洗剂中使用的羧酸型螯合剂主要有氨基羧

酸类和羟基羧酸类等。

(1) 氨基羧酸类氨基羧酸用作螯合剂的有乙二胺四乙酸(EDTA)氨基三乙酸(又称次氮基三乙酸NTA)

盐等。它们对钙、镁离子均有较强的螯合作用。从单位质量的三种

NTA螯合最多

ZDTA其次

DTPA

再次。从实用方面来看}NTA与钙离子形成的螯合物相当稳定且价格又便宜

酸钠的代用品。 乙二胺四

乙酸二钠盐分子中含有两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对可与钙离子形成六个配位键组成的K元环如下 在水中很稳定不易解离。但由于乙二胺四乙酸价格昂贵

车清洗等特殊蝴垢清洗中而且常用在水中溶解度较其大的二钠盐或四钠盐。二钠盐水溶液的pH值为4.4

pH值为10.8。

应当注意在碱性条件下有些金属离子会形成氢氧化物沉淀从-豕期析出而不被螯合

Fe3+在pH>8的水溶液中会形成Fe(OH)3沉

淀而不能用 EDTA去赣合Fe3+。所以尽管氨基酸的螯合能力受pH值影响

pH值较高的范围内整合能力较蛾猫如果金属离子在

pH值较高条件下生成氢氧化物则不能被螯合

(2)羟基羧酸类用作螯合剂的这类羧酸主要是柠檬酸(CA)、酒石

酸(TA)和葡萄耀I酸(GA)。由于这些螯合剂在酸性条件下整合性能较弱

而酒石酸钠、柠檬酸钠也能螯合大多数二价和三价金属离子。 柠檬酸及其盐在酸性范围内就有较强的螯合能力pH

4

8。柠檬醚与铁离子形成的螯合物溶解度低

Fe3+、

Fe2+离子螯合分别形成溶解度较大的柠檬酸亚铁铰和柠檬酸铁铵翻子用时

铵—羟基乙酸>羟基乙酸>柠檬酸铵。 由于柠檬酸螯合剂适用pH值范围比其他几种羟基羧酸广基羧酸整合剂。

(3)羟氨基羧酸类 这类酸用作螯合剂的典型代表是羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)秘二羟乙基甘氨酸(DEG)。 它们在pH碱性条件下可螯合铁离子

9的弱

当柠檬酸铵与羟基乙酸并

不用它们去除碳酸钙等水垢羧酸类螯合剂大多有易于生物降解不污

害作用的优点。 其他羧酸类整合剂还有1

2

3

2—氧乙酸基丙二酸及2—氧乙酸基丁导酸等。

2、有机多元膦酸 有机多元膦酸与无机聚磷酸盐相比有良好的化学稳定性

解

止水垢的生成。目前已被大量应用。 3 有聚丙烯酸、

聚甲基丙烯酸、水解聚马来酸酐、富马酸(反丁烯二酸)—丙烯磺酸共聚体。它们含有的聚合阴离子都是金属离子的优良螯合剂也被用作阻垢剂。 其中聚丙烯酸及其钠盐是目前应用得最广泛的聚羧酸型阻垢剂。