شمای 1: ساختار شیمیایی EDTA

         EDTA برای اولین بار در سال 1935 توسطفردیناند مانز[1] از واکنش میان اتیلن دی آمین و کلرواستیک­اسید سنتز شد. امروزه این ترکیب به طور عمده از واکنش اتیلن دی آمین، فرمالدهید، سدیم سیانید طبق واکنش زیر سنتز می­شود (شمای 2).

H₂NCH₂CH₂NH₂+ 4 CH₂O + 4 NaCN + 4 H₂O → (NaO₂CCH₂) ₂ NCH₂CH₂N (CH₂CO₂Na) ₂ + 4 NH₃

(NaO₂CCH₂) ₂NCH₂CH₂N (CH₂CO₂Na) ₂ + 4 HCl → (HO₂CCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CO₂H)₂ + 4 NaCl

شمای 2: سنتز EDTA

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.
EDTAدی سدیک که دارای دو مولکول آب است (EDTA-NA2, 2H2O)با وزن مولکولی آن 2/372 و به صورت پودر کریستال بدون بو می­باشد اگه شرایط مساعد باشد در درجه حرارت 20 درجه سانتی گراد در آب حل می­شود.
·EDTAدی پتاسیک دارای دو مولکول آب (EDTA-K2, 2H2O) دارای وزن مولکولی 404 و حلالیت بیشتر نسبت به مورد قبلی است.
·EDTAدی پتاسیک (EDTA-K3)به صورت مایعی شفاف و بدون بو با وزن مولکولی 406 می­باشد که در حالت خشک به صورت پودر سفید در می­آید.
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
pHنمک­های تری پتاسیک نزدیک بهpHخون و حدود 8-7 است که بالاتر ازpHنمک­های دی سدیک (4.5-5.3) می­باشد. در تست­های خاصی که به شرایط اسیدی یا قلیایی بستگی دارد می­توانیم با توجه بهpHمورد نیاز یکی از اینEDTAها را به کار گرفت.

EDTA     به عنوان یک ماده آلی کاربردهای چشم­گیری 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 می شود و به حذف آن­ها از بدن کمک می کند. از EDTAبرای مثال در مسمومیت با سرب به مقدار 1 گرم در هر 12 ساعت به صورت تزریق داخل وریدی استفاده می­شود که میزان سرب در بدن را به مقدار قابل توجهی کاهش می­دهد. هم چنین در دندانپزشکی برای حذف مواد معدنی باقی مانده در لایه اسمیر استفاده می­شود. EDTA نیز برای درمان سمیت دیگوکسین استفاده شده است، اگر چه اغلب پزشکان ترجیح می­دهند از روش های دیگر استفاده می­شود. 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

ETAD      در صنعت به طور گسترده­ای برای جدا کردن یون­های فلزی موجود در محلول­های آبی مورد استفاده قرار می­گیرد. در صنعت نساجی، مانع ناخالصی­های فلزی در نتیجه مانع تغییر رنگ محصولات رنگی می­شود. همچنین به عنوان عامل تبادل یونی نیز کاربرد دارد­. از دیگر کاربردهای آن می­توان 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.

ETAD      به عنوان یک ماده کلیت دهنده نیز کاربرد دارد. عامل کلیت دهنده ترکیبی است که با یون های فلزی کمپلکس های پایدار تشکیل می دهد. از خواص کلیت دهندگی این ترکیب می­توان در موارد زیر استفاده نمود:

       در میان کلیت کننده­ها، EDTAبه عنوان مادهای که حلالیت فلزات را در خاک افزایش می­دهد و اثرات کافی بر واجذبی عناصر سنگین از خاک دارد معرفی شده است. یافته­های محققان زیادی اثبات می­کند که کمپلکس فلز باEDTAدر 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.(نمودار 1).

نمودار 1: بررسی حذف نیکل با استفاده از EDTA

       به منظور بررسی کاربردهای این ماده کاربرد عمده EDTAدر اروپای شرقی در جدول 1 اورده شده است:

جدول 1: کاربردهای EDTA در اروپای شرقی

      در تمامی این موارد به غلظت بسیار کمی ( معمولا کمتر از 1%) از EDTAبه 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 درآبکاری الکترومس از EDTAبه عنوان عامل کمپلکس دهنده برای جلوگیری از ته نشین شدن مس به  شکل هیدروکسید، تحت شرایط آبکاری الکترولس(pH11-13) استفاده می­شود. 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 می­کند، 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 زیست­تخریب­پذیر 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 زمینه­های مختلف بسیار زیاد بوده و میتوان از آن در صنایع مختلف استفاده نمود.

منابع

[1] C. Oviedo, J. Rodríguez, Quim. Nova, 26 (2003), 901-905.

[2] Y.Z. Song, Z.J. Huang, Y. Song, Q.J. Tian, X.R. Liu, Z.N. She, J.Jiao , E.Lu, Y.H. Deng, Devopress, 2014 (2014), 3611-3621.

[3] D. Williams, Chem. Br.1( 1998), 48.

[4] T. Lim, , P. Chui, K. Goh, Chemospher, 58(2005), 1031-1040.

[5] Zeinab. Ezzeddine,I. Batonneau-Gener,Y. Pouilloux, H. Hamad,Z. Saad,V. eKazpard, Microporous and Mesoporous Materials, 212 (2014), 125-136.

مرجع پویاب فلز
www.pouyabfelez.com

نشریه پیام آبکار – پاییز ۱۳۹۴
مروري بر کاربردهاي چشم‌گير EDTA

تهيه و تنظيم:

سعيده اظهري

شرکت پوياب فلز

اتيلن دي آمين تترا استيک اسيد به عنوان يک عامل کليت دهنده پرکاربرد در مصارف صنعتي و خانگي شناخته شده است. اين ماده در زمينه هاي مختلف کشاورزي، پزشکي و آبکاري قابل استفاده مي باشد. ساختار آن يک آمينو اسيد است و شرايطي را فراهم مي آورد که با اتصال به فلزات سنگين مسيري براي خارج کردن آن ها از محيط-هاي مختلف فراهم شود. در اين مقاله سعي بر آن شده است علاوه بر معرفي اتيلن دي آمين تترا استيک اسيد برخي از کاربردهاي آن در زمينه هاي مختلف مروري صورت گيرد.

اتيلن دي آمين تترا استيک اسيد به طور آماده با نام اختصاريEDTA شناخته مي شود. اين ترکيب در صنايع و علوم مختلف با نامهاي اختصاري VERSENE ACID – TRIPLEX – TRILON نيز کاربرد دارد. اين ماده يک آمينو پلي کربوکسيليک با حالت ظاهري پودري سفيد رنگ کريستالي قابل حل در آب و فرمول شيميايي C10H16N2O8 مي باشد (شکل 1) . باز مزدوج آن اتيلن دي آمين تترا استات است. اين ترکيب به طور گسترده اي براي حل کردن ترکيبات آهکي مورد استفاده قرار مي گيرد.

EDTA براي اولين بار در سال 1935 توسط فرديناند مانز از واکنش ميان اتيلن دي آمين و کلرواستيک اسيد سنتز شد. امروزه اين ترکيب به طور عمده از واکنش اتيلن دي آمين، فرمالدهيد، سديم سيانيد طبق واکنش زير سنتز مي شود (شکل2).

از ترکيبات مختلف اين ماده مي توان موارد زير را نام برد:

اسيد آزاد آن که داراي وزن مولکولي 2/292 که سفيد و بدون بو است.
EDTA دي سديک که داراي دو مولکول آب است (EDTA-NA2, 2H2O) با وزن مولکولي آن 2/372 و به صورت پودر کريستال بدون بو مي باشد اگه شرايط مساعد باشد در درجه حرارت 20 درجه سانتي گراد در آب حل مي شود.
EDTA دي پتاسيک داراي دو مولکول آب (EDTA-K2, 2H2O) داراي وزن مولکولي 404 و حلاليت بيشتر نسبت به مورد قبلي است.
EDTA دي پتاسيک (EDTA-K3) به صورت مايعي شفاف و بدون بو با وزن مولکولي 406 مي باشد که در حالت خشک به صورت پودر سفيد در مي آيد.

pH نمک هاي تري پتاسيک نزديک به pH خون و حدود 8-7 است که بالاتر از pH نمک هاي دي سديک (4.5-5.3) مي‌باشد. در تست هاي خاصي که به شرايط اسيدي يا قليايي بستگي دارد مي توانيم با توجه به pH مورد نياز يکي از اين EDTA ها را به کار گرفت.

EDTA به عنوان يک ماده آلي کاربردهاي چشم گيري در صنايع مختلف دارد که در اين مقاله سعي بر آن شده است تا بر کاربردهاي اين ماده در صنعت و آزمايشگاه اشاره شود.

بخش پزشکي

در بخش پزشکي EDTA به مواد معدني و فلزات متصل مي‌شود و به حذف آنها از بدن کمک مي کند. از EDTA براي مثال در مسموميت با سرب به مقدار 1 گرم در هر 12 ساعت به صورت تزريق داخل وريدي استفاده مي شود که ميزان سرب در بدن را به مقدار قابل توجهي کاهش مي دهد. هم چنين در دندانپزشکي براي حذف مواد معدني باقي مانده در لايه اسمير استفاده مي شود. EDTA نيز براي درمان سميت ديگوکسين استفاده شده است، اگر چه اغلب پزشکان ترجيح مي دهند از روش هاي ديگر استفاده مي شود. در اين مورد، EDTA کمک مي کند مقدار بيشتري از ديگوکسين حذف گردد. همچنين به عنوان درمان اورژانسي براي هيپرکلسمي (سطوح بيش از حد کلسيم) و کنترل آريتمي بطني (ريتم غير طبيعي قلب) در ارتباط با سميت يا ديژيتال استفاده مي شود.

بخش صنعت

EDTA در صنعت به طور گسترده اي براي جدا کردن يون‌‌هاي فلزي موجود در محلول‌هاي آبي مورد استفاده قرار مي گيرد. در صنعت نساجي، مانع ناخالصي هاي فلزي در نتيجه مانع تغيير رنگ محصولات رنگي مي شود. همچنين به عنوان عامل تبادل يوني نيز کاربرد دارد.

از ديگر کاربردهاي آن مي توان به استفاده آن در صنعت کشاورزي اشاره نمود. در بخش تجاري به عنوان ماده تميز کننده و محافظت کننده مبلمان، در جوهر و محصولات رنگي، رختشويي و محصولات ظرفشويي و در محصولات مراقبت از پوست کاربرد دارد.

EDTA به عنوان يک ماده کليت دهنده نيز کاربرد دارد. عامل کليت دهنده ترکيبي است که با يون‌هاي فلزي کمپلکس‌هاي پايدار تشکيل مي دهد.

از خواص کليت دهندگي اين ترکيب مي‌توان در موارد زير استفاده نمود:

پوشش يونهاي فلزي آزاد براي جلوگيري از اثرات منفي آنها مانند: رسوب املاح کم محلول، توليد محصولات جانبي فلزي توسط واکنشهاي کاتاليز شده با فرايندهاي اکسيداسيوني.
کنترل وضعيت اکسايش يون هاي فلزي
تنظيم غلظت يون فلزي
اصلاح کمبود فلزات کمياب

در ميان کليت کننده ها، EDTA به عنوان ماده‌اي که حلاليت فلزات را در خاک افزايش مي دهد و اثرات کافي بر واجذبي عناصر سنگين از خاک دارد معرفي شده است. يافته هاي محققان زيادي اثبات مي کند که کمپلکس فلز با EDTA در خاک مي‌تواند حلاليت فلز را به خوبي افزايش دهد و ضريب انتشار فلز را در خاک افزايش دهد. براي مثال طي يک بررسي از اين ماده براي حذف نيکل موجود در خاک آلوده استفاده شده است که نتايج حاصل بيان‌گر پايين آمدن سطح نيکل در خاک مورد بررسي است که توانايي EDTA را در اين زمينه نشان مي‌دهد. (نمودار1)

به منظور بررسي کاربردهاي اين ماده کاربرد عمده EDTA در اروپاي شرقي در جدول(1) آورده شده است.

در تمامي اين موارد به غلظت بسيار کمي (معمولا کمتر از 1 درصد) از EDTA به عنوان ماده کليت دهنده نياز مي‌باشد. به جز در آبکاري فلزات که نيازمند غلظت بالاي از اين ماده است به دليل اين که اين ماده به عنوان عنصر فعال در اين زمينه کاربرد دارد. براي مثال در آبکاري الکترولس از EDTA به عنوان عامل کمپلکس دهنده براي جلوگيري از ته نشين شدن مس به شکل هيدروکسيد، تحت شرايط آبکاري الکترولس (pH 11-13) استفاده مي شود. نکته قابل ذکر در کاربردهاي اين ماده استفاده از آن عامل بازدارنده خوردگي و عامل ضد پوسته پوسته شدن است.

نتيجه گيري

به طور کلي، EDTA به مدت 50 سال به عنوان يک ماده شناخته شده مورد استفاده قرار گرفته است. اين ماده کليت دهنده از اثرات نامطلوب يونهاي فلزي جلوگيري مي کند، استفاده از آن به عنوان ماده افزودني در صنعت غذا شناخته و براي درمان مسموميت در بدن انسان مورد تأييد قرار گرفته است. اين ماده زيست تخريب‌پذير بوده و سطح طبيعي آن در محيط زيست تأثيري بر زندگي آبزيان ندارد. همچنين مي‌توان از آن در صنعت آبکاري بهره جست. کاربردهاي فراوان آن در زمينه هاي مختلف بسيار زياد بوده و مي‌توان از آن در صنايع مختلف استفاده نمود.

برای اشنایی بیشتر با ارسال کننده مقاله به سایت نشریه پیام آبکار مراجعه نمایید.