مروری بر کاربردهای چشمگیر EDTA

اتیلن دی آمین تترا استیک اسید به عنوان یک عامل کلیت دهنده پرکاربرد در مصارف صنعتی و خانگی شناخته شده است.

مروری بر کاربردهای چشمگیرEDTA

ساختار شیمیایی EDTA

مقدمه: 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 میباشد.ساختار آن یک آمینو اسید است و شرایطی را فراهم میآورد که با اتصال به فلزات سنگین مسیری برای خارج کردن آنها از محیطهای 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 زمینههای مختلف مروری صورت گیرد.

اتیلن دی آمین تترا استیک اسید به طور آماده با نام اختصاریEDTA شناخته میشود. 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 شیمیاییC₁₀H₁₆N₂O₈ میباشد (شمای 1) . باز مزدوج آن اتیلن دی آمین تترا استات است. این ترکیب به طور گستردهای برای حل کردن ترکیبات آهکی مورد استفاده قرار میگیرد.

ساختار شیمیایی EDTA

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

سنتز EDTA

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

ETADدر 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.

ETADبه 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:

	%
صنعت و پاک کننده	30
مواد پاک کنندگی خانگی	25
عکاسی	10
نساجی	10
کشاورزی	10
کاغذ و خمیر کاغذ
ابکاری فلزات
سایر	15

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.