金属离子螯合剂金属螯合剂_百度文库

　　金属螯合剂_农学_农林牧渔_专业资料。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)?含有配离子的化合物叫配位化合物。 在配合物中中心离子与 配

　　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)?含有配离子的化合物叫配位化合物。 在配合物中中心离子与 配位体通过配位键结合。配位键是一种特殊的共价键?通常的共价 键是由两个成键·原子绷出一个电子形成共同电子对的?而在配位 键中是由一个原子提供电子对?另一原手提供攀删道形成的。为了 区别把共价键用“一”表示?如 H·+·H ? H ? H(H—H)?配位 键奶删“←”表示?箭头指向提供空轨道的原子?如 Cu+NH3 ? CuNH3(Cu←NH3)。金属离子螯合剂如果配位体中只有一个配位原子?则中心离子 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 时??这个硼体就可以与中心离子(或原子)同时形成两个以上的配 位键?并形成一个包括两个配位剿五元或六元环的特殊结构?把这 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?使螯合能力减弱或丧失。而且其螯合能力 受 pH 值影响较大?兰般只适合在碱性条件下作螯合剂。一般说来 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 以上缺点?使无机螯合剂的用途受到限制?通常只用于对钙、镁离 子螯合?所以常作为硬水软化剂。 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?如羧酸型、有机多元膦酸等。 1 ?羧酸型 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)?二亚乙基三胺五乙酸及其 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 酸螯合钙离子的数量看?以 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?所以常在洗涤剂中做三聚磷酸钠的代用品。 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?目前只用在不停 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 ?四钠盐水溶液 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?例如 Fe3+在 pH8 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?在 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?在实用中要注意。金属离子螯合剂 (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?在洗涤剂配方中通常采用它们的澜作助洗剂。其中葡萄糖酸 钠是一种良好的全能螯合剂?对多种金属离子都有很好的螯合能捌 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?合适的使用范围是 pH ? 4 ? 8。柠檬醚与铁离子形成的螯合物溶解度低?在水中会形 成沉淀?为了增加其溶解度?加入适量氨嗍成柠檬酸单铵与 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?则不会在清除铁锈时出现沉淀。 当柠檬酸铵与羟基乙酸并 用时?它的螯合能力增加。几种羧酸对铁锈的溶解能力顺棚柠檬酸 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?使它成为工业生产中使用裁多的羟 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 ? 9 的弱 碱性条件下可螯合铁离子?但对其他离子螯合能力较差?如二羟乙 攀甘氨酸不能用螯合钙、镁离子?所以一般可用它们去除铁锈垢而 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 染环境?无毒害作用的优点。 其他羧酸类整合剂还有 1 ? 2 ? 3 ?令四羧基环戊烷? 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?不易水解?能耐较高温度。对许多金属离子如钙、 镁、铜、锌都有优异的螯合能力。在工业清洗中常用作阻垢剂?防 止水垢的生成。目前已被大量应用。 3 ?聚羧酸 有聚丙烯酸、 聚甲基丙烯酸、水解聚马来酸酐、金属离子螯合剂富马酸(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?因此 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。