مروری بر کاربردهای چشمگیر EDTA – نشریه پیام آبکار

نشریه پیام آبکار – پاییز ۱۳۹۴
مروری بر کاربردهای چشم‌گیر EDTA

تهیه و تنظیم:

سعیده اظهری

شرکت پویاب فلز

اتیلن دی آمین تترا استیک اسید به عنوان یک عامل کلیت دهنده پرکاربرد در مصارف صنعتی و خانگی شناخته شده است. این ماده در زمینه های مختلف کشاورزی، پزشکی و آبکاری قابل استفاده می باشد. ساختار آن یک آمینو اسید است و شرایطی را فراهم می آورد که با اتصال به فلزات سنگین مسیری برای خارج کردن آن ها از محیط-های مختلف فراهم شود. در این مقاله سعی بر آن شده است علاوه بر معرفی اتیلن دی آمین تترا استیک اسید برخی از کاربردهای آن در زمینه های مختلف مروری صورت گیرد.

اتیلن دی آمین تترا استیک اسید به طور آماده با نام اختصاریEDTA شناخته می شود. این ترکیب در صنایع و علوم مختلف با نامهای اختصاری VERSENE ACID – TRIPLEX – TRILON نیز کاربرد دارد. این ماده یک آمینو پلی کربوکسیلیک با حالت ظاهری پودری سفید رنگ کریستالی قابل حل در آب و فرمول شیمیایی C10H16N2O8 می باشد (شکل 1) . باز مزدوج آن اتیلن دی آمین تترا استات است. این ترکیب به طور گسترده ای برای حل کردن ترکیبات آهکی مورد استفاده قرار می گیرد.

EDTA برای اولین بار در سال 1935 توسط فردیناند مانز از واکنش میان اتیلن دی آمین و کلرواستیک اسید سنتز شد. امروزه این ترکیب به طور عمده از واکنش اتیلن دی آمین، فرمالدهید، سدیم سیانید طبق واکنش زیر سنتز می شود (شکل2).

از ترکیبات مختلف این ماده می توان موارد زیر را نام برد:

اسید آزاد آن که دارای وزن مولکولی 2/292 که سفید و بدون بو است.
EDTA دی سدیک که دارای دو مولکول آب است (EDTA-NA2, 2H2O) با وزن مولکولی آن 2/372 و به صورت پودر کریستال بدون بو می باشد اگه شرایط مساعد باشد در درجه حرارت 20 درجه سانتی گراد در آب حل می شود.
EDTA دی پتاسیک دارای دو مولکول آب (EDTA-K2, 2H2O) دارای وزن مولکولی 404 و حلالیت بیشتر نسبت به مورد قبلی است.
EDTA دی پتاسیک (EDTA-K3) به صورت مایعی شفاف و بدون بو با وزن مولکولی 406 می باشد که در حالت خشک به صورت پودر سفید در می آید.

pH نمک های تری پتاسیک نزدیک به pH خون و حدود 8-7 است که بالاتر از pH نمک های دی سدیک (4.5-5.3) می‌باشد. در تست های خاصی که به شرایط اسیدی یا قلیایی بستگی دارد می توانیم با توجه به pH مورد نیاز یکی از این EDTA ها را به کار گرفت.

EDTA به عنوان یک ماده آلی کاربردهای چشم گیری در صنایع مختلف دارد که در این مقاله سعی بر آن شده است تا بر کاربردهای این ماده در صنعت و آزمایشگاه اشاره شود.

بخش پزشکی

در بخش پزشکی EDTA به مواد معدنی و فلزات متصل می‌شود و به حذف آنها از بدن کمک می کند. از EDTA برای مثال در مسمومیت با سرب به مقدار 1 گرم در هر 12 ساعت به صورت تزریق داخل وریدی استفاده می شود که میزان سرب در بدن را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. هم چنین در دندانپزشکی برای حذف مواد معدنی باقی مانده در لایه اسمیر استفاده می شود. EDTA نیز برای درمان سمیت دیگوکسین استفاده شده است، اگر چه اغلب پزشکان ترجیح می دهند از روش های دیگر استفاده می شود. در این مورد، EDTA کمک می کند مقدار بیشتری از دیگوکسین حذف گردد. همچنین به عنوان درمان اورژانسی برای هیپرکلسمی (سطوح بیش از حد کلسیم) و کنترل آریتمی بطنی (ریتم غیر طبیعی قلب) در ارتباط با سمیت یا دیژیتال استفاده می شود.

بخش صنعت

EDTA در صنعت به طور گسترده ای برای جدا کردن یون‌‌های فلزی موجود در محلول‌های آبی مورد استفاده قرار می گیرد. در صنعت نساجی، مانع ناخالصی های فلزی در نتیجه مانع تغییر رنگ محصولات رنگی می شود. همچنین به عنوان عامل تبادل یونی نیز کاربرد دارد.

از دیگر کاربردهای آن می توان به استفاده آن در صنعت کشاورزی اشاره نمود. در بخش تجاری به عنوان ماده تمیز کننده و محافظت کننده مبلمان، در جوهر و محصولات رنگی، رختشویی و محصولات ظرفشویی و در محصولات مراقبت از پوست کاربرد دارد.

EDTA به عنوان یک ماده کلیت دهنده نیز کاربرد دارد. عامل کلیت دهنده ترکیبی است که با یون‌های فلزی کمپلکس‌های پایدار تشکیل می دهد.

از خواص کلیت دهندگی این ترکیب می‌توان در موارد زیر استفاده نمود:

پوشش یونهای فلزی آزاد برای جلوگیری از اثرات منفی آنها مانند: رسوب املاح کم محلول، تولید محصولات جانبی فلزی توسط واکنشهای کاتالیز شده با فرایندهای اکسیداسیونی.
کنترل وضعیت اکسایش یون های فلزی
تنظیم غلظت یون فلزی
اصلاح کمبود فلزات کمیاب

در میان کلیت کننده ها، EDTA به عنوان ماده‌ای که حلالیت فلزات را در خاک افزایش می دهد و اثرات کافی بر واجذبی عناصر سنگین از خاک دارد معرفی شده است. یافته های محققان زیادی اثبات می کند که کمپلکس فلز با EDTA در خاک می‌تواند حلالیت فلز را به خوبی افزایش دهد و ضریب انتشار فلز را در خاک افزایش دهد. برای مثال طی یک بررسی از این ماده برای حذف نیکل موجود در خاک آلوده استفاده شده است که نتایج حاصل بیان‌گر پایین آمدن سطح نیکل در خاک مورد بررسی است که توانایی EDTA را در این زمینه نشان می‌دهد. (نمودار1)

به منظور بررسی کاربردهای این ماده کاربرد عمده EDTA در اروپای شرقی در جدول(1) آورده شده است.

در تمامی این موارد به غلظت بسیار کمی (معمولا کمتر از 1 درصد) از EDTA به عنوان ماده کلیت دهنده نیاز می‌باشد. به جز در آبکاری فلزات که نیازمند غلظت بالای از این ماده است به دلیل این که این ماده به عنوان عنصر فعال در این زمینه کاربرد دارد. برای مثال در آبکاری الکترولس از EDTA به عنوان عامل کمپلکس دهنده برای جلوگیری از ته نشین شدن مس به شکل هیدروکسید، تحت شرایط آبکاری الکترولس (pH 11-13) استفاده می شود. نکته قابل ذکر در کاربردهای این ماده استفاده از آن عامل بازدارنده خوردگی و عامل ضد پوسته پوسته شدن است.

نتیجه گیری

به طور کلی، EDTA به مدت 50 سال به عنوان یک ماده شناخته شده مورد استفاده قرار گرفته است. این ماده کلیت دهنده از اثرات نامطلوب یونهای فلزی جلوگیری می کند، استفاده از آن به عنوان ماده افزودنی در صنعت غذا شناخته و برای درمان مسمومیت در بدن انسان مورد تأیید قرار گرفته است. این ماده زیست تخریب‌پذیر بوده و سطح طبیعی آن در محیط زیست تأثیری بر زندگی آبزیان ندارد. همچنین می‌توان از آن در صنعت آبکاری بهره جست. کاربردهای فراوان آن در زمینه های مختلف بسیار زیاد بوده و می‌توان از آن در صنایع مختلف استفاده نمود.