در قلمرو مواد شیمیایی ، EDTA (اتیلن دی تیتراستیک اسید) و HEDP (1- هیدروکسی اتیلیدن -1 ، 1- اسید دیفسفونیک) دو ماده چلاتینگ شناخته شده با خصوصیات متمایز هستند. درک تفاوتهای آنها برای کاربردهای مختلف در صنایع مانند تصفیه آب ، داروسازی و تولید شیمیایی بسیار مهم است.
ساختار شیمیایی
EDTA یک ساختار پیچیده متشکل از ستون فقرات اتیلن دی آمین مرکزی با چهار گروه اسید استیک متصل است. چهار گروه کربوکسیل در EDTA مسئول توانایی چلایتینگ قوی آن هستند. این می تواند با اهدای جفت الکترون های تنها از اتم های نیتروژن و اکسیژن ، مجتمع های هماهنگی پایدار را با یون های فلزی تشکیل دهد.
از طرف دیگر ، HEDP ساختار متفاوتی دارد. فرمول شیمیایی آن \ (C _ {2} H _ {8} O {4}}} {7} P {6}} {2} \). این گروه حاوی یک گروه هیدروکسی اتیلیدن و دو گروه اسید فسفونیک است. گروه های اسید فسفونیک در HEDP نقش مهمی در خواص مهار کننده و مقیاس آن دارند. ساختار منحصر به فرد HEDP به آن اجازه می دهد تا در مقایسه با EDTA با یونهای فلزی به روشی متفاوت ارتباط برقرار کند.
توانایی کلات و انتخاب
EDTA در کلاتین طیف گسترده ای از یونهای فلزی از جمله کلسیم ، منیزیم ، آهن ، مس و روی بسیار مؤثر است. این مجتمع های بسیار پایدار 1: 1 با یون های فلزی را تشکیل می دهد و توانایی کلات آن نسبتاً غیر انتخابی است. این امر باعث می شود در برنامه هایی که حذف کامل یا جداسازی یون های فلزی چندگانه مورد نیاز است ، مانند شیمی تحلیلی برای تعیین یون فلزی و در برخی فرآیندهای تمیز کردن صنعتی ، مفید باشد.
HEDP ، در حالی که قادر به کلاتین یون های فلزی نیز هست ، درجه خاصی از انتخاب را نشان می دهد. این یک میل به یون های کلسیم و آهن به خصوص قوی است. به عنوان مثال ، در تصفیه آب ، HEDP در جلوگیری از تشکیل مقیاس کربنات کلسیم و کلسیم سولفات بسیار عالی است. این ماده می تواند به یونهای کلسیم در آب سخت متصل شود و از تبلور و رسوب مقیاس - تشکیل نمک بر روی سطوح جلوگیری کند. انتخاب آن باعث می شود تا برنامه هایی که در آن یون های فلزی خاص مورد هدف قرار می گیرند ، مناسب تر شود ، به خصوص در سیستمهایی که وجود یون های فلزی خاص باعث ایجاد مشکلاتی مانند تشکیل مقیاس می شود.
ثبات و حساسیت به pH
مجتمع های EDTA به طور کلی در محدوده pH گسترده پایدار هستند. با این حال ، در مقادیر pH بسیار بالا یا بسیار کم ، پایداری مجتمع های فلزی EDTA می تواند تحت تأثیر قرار گیرد. به عنوان مثال ، در محلولهای بسیار اسیدی ، پروتئین گروههای کربوکسیل در EDTA می تواند توانایی کلات خود را کاهش دهد. در محلول های قلیایی ، برخی از مجتمع های فلزی - EDTA ممکن است تحت هیدرولیز قرار بگیرند.
HEDP در محیط های اسیدی پایدارتر است. این می تواند ویژگی های مهار کننده و مقیاس خود را حتی در مقادیر pH پایین حفظ کند. این امر باعث می شود که برای کاربردهای در رسانه های اسیدی ، مانند فرمولاسیون های تمیز کردن اسیدی و در برخی فرآیندهای صنعتی که محیط کار اسیدی است ، مناسب باشد. در شرایط قلیایی ، اگرچه HEDP هنوز هم می تواند عملکردی داشته باشد ، اما عملکرد آن ممکن است در مقایسه با شرایط اسیدی تا حدودی متفاوت باشد.
برنامه
در تصفیه آب ، از EDTA می توان برای از بین بردن یونهای فلزی سنگین از فاضلاب استفاده کرد ، اما عدم انتخاب آن ممکن است منجر به حذف برخی از یونهای فلزی مفید نیز شود. HEDP ، همانطور که در ابتدا گفته شد ، به طور گسترده ای برای مهار مقیاس در سیستم های آب خنک کننده ، دیگهای بخار و گیاهان نمک زدایی استفاده می شود. این امر به طور موثری از تشکیل مقیاسهای مبتنی بر کلسیم جلوگیری می کند ، که می تواند باعث آسیب تجهیزات و کاهش راندمان شود.
در صنعت داروسازی ، EDTA گاهی اوقات به عنوان یک ماده تحریک کننده برای تقویت حلالیت و پایداری داروها استفاده می شود. این می تواند یون های فلزی را که ممکن است باعث تخریب داروها شود ، کلات کند. HEDP کاربرد مستقیم کمتری در داروهای دارویی دارد اما ممکن است در برخی از فرآیندهای مربوط به تصفیه آب مورد استفاده در تولید دارو به دلیل خاصیت تصفیه آب درگیر باشد.
در زمینه تولید شیمیایی ، از EDTA در فرآیندی مانند آبکاری استفاده می شود ، جایی که در کنترل غلظت یونهای فلزی در حمام آبکاری کمک می کند. HEDP در تولید برخی از مواد شیمیایی و پلیمرهای مخصوص استفاده می شود ، جایی که توانایی تعامل با یون های فلزی می تواند بر شرایط واکنش و کیفیت محصول تأثیر بگذارد.
در نتیجه ، EDTA و HEDP ، علی رغم اینکه هر دو عامل کلات هستند ، در ساختار شیمیایی خود ، توانایی های کلوت ، ثبات و کاربردهای تفاوت معنی داری دارند. این تفاوت ها باعث می شود آنها برای اهداف مختلف صنعتی و علمی مناسب باشند و انتخاب مناسب بین آنها به نیازهای خاص هر برنامه بستگی دارد.