螯合剂种类总结及其在不同pH下的对金属离子的螯合能力比较
乙二胺四乙酸二钠螯合能力和ph的关系

乙二胺四乙酸二钠(EDTA)是一种常用的螯合剂,在许多不同的领域都有广泛的应用。
其螯合能力与溶液的pH值密切相关,这种关系对于许多工业和科研领域都具有重要意义。
本文将深入探讨乙二胺四乙酸二钠的螯合能力和pH值的关系,以及这种关系对于实际应用的影响。
一、乙二胺四乙酸二钠的化学结构乙二胺四乙酸二钠是一种多齿配体,其化学结构中含有四个羧基和两个氨基。
这种结构使得EDTA具有较强的螯合能力,能够与金属离子形成稳定的络合物。
由于其与金属离子的络合能力强,因此在各种工业和科研领域都有广泛的应用,如食品工业、医药领域、环境监测等。
二、螯合能力和pH值的关系乙二胺四乙酸二钠的螯合能力与溶液的pH值密切相关。
在不同的pH 条件下,其与金属离子形成络合物的能力会受到影响。
一般来说,在中性或弱酸性条件下,EDTA与金属离子形成络合物的能力较强;而在碱性条件下,其与金属离子的络合能力将减弱。
这种pH值对螯合能力的影响是由于EDTA分子结构中的羧基和氨基在不同的pH条件下会发生质子化或去质子化反应,从而影响其与金属离子的络合能力。
三、对实际应用的影响这种pH值对螯合能力的影响对于乙二胺四乙酸二钠在实际应用中具有重要意义。
在食品工业中,经常会利用EDTA来螯合金属离子,以延长食品的保存期限。
而在环境监测中,也会利用其对金属离子进行分析和检测。
了解和控制溶液的pH值对于这些应用的有效性和准确性具有重要意义。
结论乙二胺四乙酸二钠的螯合能力与溶液的pH值密切相关,其对金属离子的络合能力受到溶液pH值的影响。
了解并控制溶液的pH值对于EDTA在各种应用中的有效性和准确性具有重要意义。
希望本文的介绍能够增加对乙二胺四乙酸二钠螯合能力和pH值关系的理解,为相关领域的科研和实际应用提供参考。
乙二胺四乙酸二钠(EDTA)在科研和工业上的应用十分广泛。
其中,一项常见的应用是在医药领域中作为螯合剂来处理重金属中毒。
重金属中毒是一种严重的健康威胁,常见于工业生产和环境污染中。
螯合剂种类总结及其在不同pH下的对金属离子的螯合能力比较

螯合剂种类总结及其在不同pH下的对金属离子的螯合能力比较螯合剂的种类及其在不同pH值条件下螯合剂的螯合常数一、螯合剂与螯合物具有可供配位孤电子对的分子、原子或离子的化合物能够与具有空轨道的金属离子形成配位键,该化合物称为络合物,如能与配位金属离子形成环状结构的化合物称为螯合剂,形成的络合物称为螯合物。
螯合剂中至少含有一对孤电子对,而金属离子必须有空的价电子轨道,孤电子对填充入金属离子空轨道,电子对属2个原子共享,形成配位键,中心金属离子空轨道杂化。
不同的提供孤电子对的配位体分别与不同金属离子形成正四面体、正六面体、正八面体的螯合物。
1.类型1.1无机类螯合剂聚磷酸盐螯合剂:主要是三聚磷酸钠(STPP)、六偏磷酸钠、焦磷酸钠为主,含磷酸基空间配位基团。
特点: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,一般只适合在碱性条件下作螯合剂。
1.2有机类螯合剂形态分析表明螯合剂提取的重金属主要来源于可交换态或酸溶态、还原态和氧化态。
1.21羧酸型(1)氨基羧酸类:含羧基和胺(氨基)配位基团,如乙二胺四乙酸(EDTA),氨基三乙酸(又称次氮基三乙酸NTA),二亚乙基三胺五乙酸(DTPA )及其盐等。
如:EDTA的4个酸和2个胺(一NRR )的部分都可作为配体的齿,两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对。
特点:络合能力强,络合稳定常数大,耐碱性好,但分散力弱且不易被生物降解。
(2)羟基羧酸类含羟基、羧基配位基团这类羧酸主要是柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)。
特点:可生物降解,在酸性条件下羟基与羧基不会离解为氧负离子,因而络合能力很弱,不适宜在酸性介质中应用。
(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)和二羟乙基甘氨酸(DEG)。
特点:大多易于生物降解,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。
1.22有机多元膦酸羟基亚乙基-1,1-二膦酸(HEDP )、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、二乙烯三胺五亚甲基膦酸(HTPMP)、三乙烯四胺六亚甲(TETHMP)、双(1,6-亚己基)三胺五亚甲基膦酸(BNHMTPMP)、多氨基多醚基四亚甲基膦酸(PAPEMP)。
常用螯合剂

常用螯合剂螯合剂是一类能与金属离子形成稳定络合物的化合物。
螯合剂可以通过给予金属离子一个或多个配体上的电子对来形成配位键。
常用的螯合剂有以下几种。
1. 乙二胺四乙酸(EDTA)乙二胺四乙酸(EDTA)是一种多功能螯合剂,广泛用于化学分析和工业生产中。
它能与多种金属离子形成稳定的络合物,并能有效螯合和去除金属离子,起到去污和稳定作用。
EDTA还可用作破坏细胞壁、抑制酶活性等方面的实验试剂。
2. 氰化物(CN-)氰化物(CN-)是一种强碱性的螯合剂,它能与金属离子形成氰化物络合物。
氰化物络合物通常具有较高的稳定性和溶解度,在金属提取和电镀等领域有广泛应用。
然而,氰化物具有强毒性和致命性,需在使用时小心操作,避免接触和吸入。
3. 亚硝酸盐(NO2-)亚硝酸盐(NO2-)也是一种常用的螯合剂,它能与金属离子形成亚硝酸盐络合物。
亚硝酸盐络合物通常具有较高的稳定性和溶解度,广泛用于水处理、金属腐蚀抑制和环境污染治理等领域。
亚硝酸盐还可用作爆炸物和药物的原料。
4. 有机酸有机酸是一类含有羧基的有机化合物,它们可以与金属离子形成稳定的络合物。
常用的有机酸螯合剂包括乙酸、苯甲酸、柠檬酸等。
有机酸络合物在食品、化妆品和医药等领域有广泛应用,可以起到抗氧化、保存、稳定等作用。
5. 胺类化合物胺类化合物是一类含有氮原子的有机化合物,它们可以与金属离子形成稳定的络合物。
常用的胺类螯合剂包括乙二胺、三乙矿、二乙矿等。
胺类螯合剂在化学分析、金属提取和催化反应等领域有广泛应用,可以提高反应的选择性和效率。
螯合剂在化学、生物和环境科学等领域发挥着重要作用。
通过与金属离子形成稳定络合物,螯合剂可以改变金属的性质和行为,扩展其应用范围。
不同的螯合剂适用于不同的金属离子和应用领域,选择合适的螯合剂可以提高实验和生产的效果。
然而,在使用螯合剂时,需要注意其毒性和环境影响,并遵循安全操作规程,以确保实验和生产的安全性和可持续性。
金属离子螯合剂的种类

金属离子螯合剂的种类金属离子螯合剂的种类繁多,主要包括以下几种类型:沉淀型螯合剂:能将硬度离子沉淀但却是沉积在被洗涤的衣物上的一类化合物,主要包括碳酸钠和正磷酸钠。
络合型螯合剂:能与硬度离子或水中的高价金属离子形成稳定的、水溶性的络合物,包括氨基酸衍生物和羟基羟酸类。
氨基酸衍生物主要包括乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠盐、次氨基三乙酸二钠等,它们对钙、镁离子均有较强的螯合作用。
羟基羧酸类螯合剂主要包括柠檬酸、酒石酸和葡萄糖酸。
磷酸盐类螯合剂:在水中与金属能产生凝胶沉淀,而聚合磷酸盐与高价金属离子形成了可溶螯合物,不会产生任何沉淀。
代表物质为三聚磷酸钠,对碱土金属及重金属离子有络合作用,能软化水,也具有离子交换能力,能使悬浮液变成溶液,分散性强。
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。
大环族化合物:是含有多个配体原子的有机分子化合物,其中的配体可以与金属离子形成稳定的络合物。
常见的大环族化合物包括环己烯酮、丙烯醛衍生物、茚衍生物等。
双胺基螯合剂:指含有两个氨基官能团的有机分子化合物,可以形成与金属离子配位的稳定络合物。
常见的双胺基螯合剂包括乙二胺、二乙烯三胺、二乙烯四胺等。
β-二酮类螯合剂:指β-酮基官能团与其他官能团结合形成的有机分子,可以与金属离子形成稳定的络合物。
常见的β-二酮类螯合剂包括丙二酮、间苯二酮、间酚二酮等。
脲类螯合剂:指含有脲官能团的有机分子化合物,可以与金属离子形成稳定的络合物。
常见的脲类螯合剂包括乙二酰胺、乙二酰肼等。
酚羟基螯合剂:指含有羟基或酚基官能团的有机分子化合物,可以与金属离子形成稳定的络合物。
常见的酚羟基螯合剂包括邻苯二酚、苯甲酸、水杨酸等。
此外,常见的金属螯合剂还包括聚乙二醇醚-2-乙酰氨基苯甲酸酯(PEG-EA)、聚乙二醇氧乙酰-2-乙酰氨基苯甲酸酯(PEGE-EA)、薄荷醇-2-乙酰氨基苯甲酸酯(EUG)、氯乙烯醇-2-乙酰氨基苯甲酸酯(VEG-EA)、乙酸乙酯-2-乙酰氨基苯甲酸酯(EA)以及聚乙二醇氧乙酰(PEO)等。
螯合剂种类总结及其在不同pH下的对金属离子的螯合能力比较

螯合剂的种类及其在不同pH值条件下螯合剂的螯合常数一、螯合剂与螯合物具有可供配位孤电子对的分子、原子或离子的化合物能够与具有空轨道的金属离子形成配位键,该化合物称为络合物,如能与配位金属离子形成环状结构的化合物称为螯合剂,形成的络合物称为螯合物。
螯合剂中至少含有一对孤电子对,而金属离子必须有空的价电子轨道,孤电子对填充入金属离子空轨道,电子对属2个原子共享,形成配位键,中心金属离子空轨道杂化。
不同的提供孤电子对的配位体分别与不同金属离子形成正四面体、正六面体、正八面体的螯合物。
1.类型1.1无机类螯合剂聚磷酸盐螯合剂:主要是三聚磷酸钠(STPP)、六偏磷酸钠、焦磷酸钠为主,含磷酸基空间配位基团。
特点: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,一般只适合在碱性条件下作螯合剂。
1.2有机类螯合剂形态分析表明螯合剂提取的重金属主要来源于可交换态或酸溶态、还原态和氧化态。
1.21羧酸型(1)氨基羧酸类:含羧基和胺(氨基)配位基团,如乙二胺四乙酸(EDTA),氨基三乙酸(又称次氮基三乙酸NTA),二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)及其盐等。
如:EDTA的4个酸和2个胺(—NRR′)的部分都可作为配体的齿,两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对。
特点:络合能力强,络合稳定常数大,耐碱性好,但分散力弱且不易被生物降解。
(2)羟基羧酸类含羟基、羧基配位基团这类羧酸主要是柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)。
特点:可生物降解,在酸性条件下羟基与羧基不会离解为氧负离子,因而络合能力很弱,不适宜在酸性介质中应用。
(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)和二羟乙基甘氨酸(DEG)。
特点:大多易于生物降解,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。
1.22有机多元膦酸羟基亚乙基-1,1-二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(A TMP)、二乙烯三胺五亚甲基膦酸(HTPMP)、三乙烯四胺六亚甲(TETHMP)、双(1,6-亚己基)三胺五亚甲基膦酸(BNHMTPMP)、多氨基多醚基四亚甲基膦酸(PAPEMP)。
金属螯合剂

金属螯合剂金属螯合剂(metal chelating agent)可以通过螯合剂分子与金属离子的强结合作用,将金属离子包合到螯合剂内部,变成稳定的,分子量更大的化合物,从而阻止金属离子起作用,可以用于解毒,印染,阻垢等方面。
释义由一个简单正离子(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)。
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。
编辑本段性质某些染料(如C. I. 分散红60,C. I. 分散蓝79等)在化学合成过程中带入铁、铜、镁、钙等离子,造成染料着色时色光发暗等不良影响,除在原染料中设法减少或避免这些离子侵入外,常采用金属螯合剂将这些离子螯合,使之不影响染料的印染效果。
所用的金属螯合剂有柠檬酸、乙二胺四乙酸(依地酸)等,用量通常为染料量的千分之几(如金属含量过高可适当多一些)。
除适用于上述几种分散染料品种外,也可用于对这些金属离子敏感的其他染料品种。
编辑本段类别一.、无机金属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。
各种螯合剂的螯合值对照表

第23卷第11期2009 年12月香港理工大學學報 Vol.23 No.11 Dec 2009各種螯合劑的螯合值對照表紡織與成衣研發中心黃偉雄彙整鈣離子螯合值測定------鉻黑T指示劑絡合滴定法準確稱取一定量樣品(約0.1 g~0.2 g),將其用少量蒸餾水溶解,再移取10 mL氯化鈣標準溶液(0.100 moL/L)於上述溶液中,間歇震盪後,加10 ml氨-氯化銨緩衝溶液和3~4滴鉻黑T指示劑,然後用0.050moL/L EDTA 標準溶液滴定,以溶液從酒紅色變為純藍色為終點。
以下式計算樣品的鈣螯合值:鈣離子螯合值C=螯合劑所螯合的CaCO3品質/所用螯合劑品質=100.08×(10C1-C2V)/m式中C1為CaCl2標準溶液的濃度,mol/L;C2為EDTA標準溶液的濃度,mol/L;V為滴定時消耗EDTA標準溶液的體積,mL;m為樣品品質,g。
表一,室溫40℃各種pH值條件下鈣離子螯合值:名稱(測試樣品均折算成100%有效含量)測試條件40℃PH=7測試條件40℃PH=11測試條件40℃PH=13氨基三甲叉膦酸ATMP 910 mg/g 670 mg/g 320 mg/g 乙二胺四甲叉膦酸鈉EDTMPS 638 mg/g 550 mg/g 280 mg/g 羥基乙叉二膦酸HEDP 833 mg/g 610 mg/g 197 mg/g 二乙烯三胺五甲叉膦酸DTPMPA 850 mg/g 660 mg/g 155 mg/g 聚丙烯酸鈉PAAS 350 mg/g 370 mg/g 370 mg/g 乙二胺二鄰羥苯基乙酸鈉EDDHA-Na 845 mg/g 700 mg/g 318 mg/g 三聚磷酸鈉275 mg/g 275 mg/g 288 mg/g 焦磷酸鈉188 mg/g 190 mg/g 192 mg/g 磷酸三鈉160 mg/g 155 mg/g 147 mg/g 檸檬酸鈉330 mg/g 280 mg/g 190 mg/g 葡萄糖酸鈉280 mg/g 290 mg/g 285 mg/g 酒石酸鉀鈉420 mg/g 330 mg/g 280 mg/g 2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸PBTCA 680 mg/g 320 mg/g 180 mg/g 2-羥基膦酸基乙酸HPAA 600 mg/g 120 mg/g 90 mg/g 己二胺四甲叉膦酸HDTMPA 790 mg/g 90 mg/g 33 mg/g 雙1,6-亞己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA 630 mg/g 470 mg/g 325 mg/g 二乙醯胺四乙酸鈉EDTTI-Na 1150 mg/g 840 mg/g 305 mg/g 聚天冬氨酸鈉PASP 455 mg/g 280 mg/g 106 mg/g 聚環氧琥珀酸鈉PESA 390 mg/g 330 mg/g 285 mg/g 馬來酸-丙烯酸共聚物MA-AA 620 mg/g 410 mg/g 288 mg/g第23卷第11期2009 年12月香港理工大學學報 Vol.23 No.11 Dec 2009馬來酸-丙烯酸共聚物MA-AA 620 mg/g 410 mg/g 288 mg/g二乙烯三胺五乙酸五鈉DTPA5Na 420 mg/g 180 mg/g 85 mg/g次氮基三乙酸NTA 480 mg/g 330 mg/g 260 mg/g亞氨基二乙酸IDA 460 mg/g 190 mg/g 70 mg/g矽酸鈉模數=1 270 mg/g 280 mg/g 320 mg/g矽酸鈉模數=3 380 mg/g 335 mg/g 360 mg/g鐵離子螯合值----磺基水楊酸顯色測定待測樣品溶液配製:準確稱取待測樣品5.000 g,加去離子水溶解,移至500mL容量瓶中定容至刻度,搖勻備用待測。
各种条件下多种螯合剂对钙离子和铁离子螯合值数据

各种条件下多种螯合剂对钙离
子和铁离子螯合值数据准确称取一定量
样品(约0.1 g〜0. 2 g),将其用少量蒸馏水溶解,
再移取10 mL氯化钙标准溶液(0.100 moL/L)于上
述溶液中,间歇震荡后,加10 ml氨-氯化铵缓冲
溶液和3〜4滴铬黑T指示剂,然后用0. 050moL/L
EDTA标准溶液滴定,以溶液从酒红色变为纯蓝色
为终点。
以下式计算样品的钙螯合值:
钙离子螯合值。
=螯合剂所螯合的CaCO质量/所用螯合剂质量
=100.08 x (10C1-C2V)/m
式中C为CaCb标准溶液的浓度,mol/L ; G为EDTA B准溶液的浓度,
mol/L ;
V为滴定时消耗EDTA标准溶液的体积,mL m为样品质量,g。
表一,室温40C各种pH值条件下钙离子螯合值汇总:
铁离子螯合值----磺基水杨酸显色测定待测样品溶液配制:准确称取待测
样品5.000 g,加去离子水溶解,
移至500mL容量瓶中定容至刻度,摇匀备用待测。
Fe‘*滴定法(磺基水杨酸显色)
移取配制好的样品溶液 2 mL于250 mL锥形瓶中,加30 mL水和5
滴2%磺基水杨酸,用0.01 mol/L硫酸铁铵标准溶液滴定至溶液由
无色变成微红色为终点.计算公式如下:
X二Vcx159.6 x250/m式中,V为样品消耗硫酸铁铵溶液的体积(mL); c
为硫酸铁铵溶液的浓度(mol/L) ; m为样品质量(g).
表二,100C各种pH值条件下铁离子螯合值汇总:。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
螯合剂的种类及其在不同pH值条件下螯合剂的螯合常数
一、螯合剂与螯合物
具有可供配位孤电子对的分子、原子或离子的化合物能够与具有空轨道的金属离子形成配位键,该化合物称为络合物,如能与配位金属离子形成环状结构的化合物称为螯合剂,形成的络合物称为螯合物。
螯合剂中至少含有一对孤电子对,而金属离子必须有空的价电子轨道,孤电子对填充入金属离子空轨道,电子对属2个原子共享,形成配位键,中心金属离子空轨道杂化。
不同的提供孤电子对的配位体分别与不同金属离子形成正四面体、正六面体、正八面体的螯合物。
1.类型
1.1无机类螯合剂
聚磷酸盐螯合剂:
主要是三聚磷酸钠(STPP)、六偏磷酸钠、焦磷酸钠为主,含磷酸基空间配位基团。
特点: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,一般只适合在碱性条件下作螯合剂。
1.2有机类螯合剂
形态分析表明螯合剂提取的重金属主要来源于可交换态或酸溶态、还原态和氧化态。
1.21羧酸型
(1)氨基羧酸类:含羧基和胺(氨基)配位基团,
如乙二胺四乙酸(EDTA),氨基三乙酸(又称次氮基三乙酸NTA),二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)及其盐等。
如:EDTA的4个酸和2个胺(—NRR′)的部分都可作为配体的齿,两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对。
特点:络合能力强,络合稳定常数大,耐碱性好,但分散力弱且不易被生物降解。
(2)羟基羧酸类含羟基、羧基配位基团
这类羧酸主要是柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)。
特点:可生物降解,在酸性条件下羟基与羧基不会离解为氧负离子,因而络合能力很弱,不适宜在酸性介质中应用。
(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)和二羟乙基甘氨酸
(DEG)。
特点:大多易于生物降解,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。
1.22有机多元膦酸
羟基亚乙基-1,1-二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(A TMP)、二乙烯三胺五亚甲基膦酸(HTPMP)、三乙烯四胺六亚甲(TETHMP)、双(1,6-亚己基)三胺五亚甲基膦酸(BNHMTPMP)、多氨基多醚基四亚甲基膦酸(PAPEMP)。
如:HEDP是一个五元酸,在水中可电离出5个氢离子,电离后形成5个配位氧原子,可以和Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Al3+形成稳定的螯合物。
特点:化学稳定性好,不易水解,能耐较高温度,适合双氧水热漂,虽然在制备过程中涉及甲醛,但如经妥善处理可达标。
因为膦酸酯通过亚甲基相连,而C-P的键能为246 kJ/mol,离解能达1 387 kJ/mol,比较牢固,因此很难使单体磷进入水体中造成富营养化。
1.23聚羧酸
有聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸、水解聚马来酸酐(HPMA)、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。
特点:聚羧酸分子中有大量羧酸存在,羧基氧原子具有形成配位键的能力,具有良好的胶体性能和分散作用,耐碱,但其络合能力较弱,因此须将其进行共聚或改性以改善性能。
1.24含巯基(-SH)的螯合剂
利用巯基中S原子与重金属离子有较强结合性能。
如:含二硫代羧基或二硫代氨基的盐、2-羟甲基-4-巯基苯硫酚制成的钠盐、含—CSS-的螫合剂HMCA、四硫代联氧基甲酸TBA)等。
(文献1、24、27、28、29、30)
1.2.5席夫碱
又称西弗碱,指的是含亚胺或甲亚胺(-RC=N)的一类有机化合物,席夫碱是由胺和活性羰基反应生成,常用于螯合主族和过渡金属元素。
天然高分子材料如淀粉作为载体,与含有氨基的配体反应生成的西弗碱螯合重金属离子后,会形成多配位络合物,固载化了的席夫碱,不仅能使配合物稳定性变强,载体的稳定性也发生了很大的改变。
常用于在工农业生产中净化含重金属离子的废水。
1.3天然改性高分子捕集剂
按其来源,可分为淀粉类、纤维素类、植物胶类和聚多糖类。
重金属捕集剂(又叫重金
属螯合剂)是指含有配位原子如N、S、O、P 等,可以与重金属离子以配位键相连接,生成稳定螯合物的一类化合物。
二、螯合金属种类及螯合能力
1. EDTA(乙二胺四乙酸):对大部分重金属(特别是针对Pb、Cd、Cu、和Zn)都具有
很强的络合能力,同时能处理多种类型的土壤,EDTA对Pb的活化能力最强。
EDTA在24h、pH7、0.1mol•L-1条件下对重金属污染土壤的去除率最大,分别为Pb 34.78%、Cd89.14%、Cu 14.96%和Zn 45.14%。
EDTA溶液能在比较广泛的酸度范围内(3~8)对Cu和Pb进行有效的淋洗。
2. DTPA(二乙三胺五三乙酸):DTPA与EDTA一样对重金属污染土壤具有强螯合用。
HEDTA(羟乙基替乙二胺三乙酸):它最突出的优点是在碱性溶液中(pH=8-11)中能够与Fe3+形成稳定的鳌合盐,亦能与稀土金属形成稳定的鳌合物
EGTA (乙二醇双四乙酸):
EDDHA (乙二胺二乙酸):
CDTA (环已烷二胺四乙酸):
S, S-EDDS(S, S-乙二胺二琥珀酸):生物螯合剂EDDS与过渡金属具有螯合作用,能被生物降解,其生物毒性(包括对植物和土壤微生物的毒性)均低于EDTA,但是其对重金属Pb和Cd的螯合能力不如EDTA。
NTA(二乙基三乙酸):
柠檬酸:处理U污染的土壤,Cd(对Cd的提取率较低),Pb
Na2EDTA(0.2%w/w):处理Pb
柠檬酸钠(0.2%w/w):处理Pb,
提取Cd的效率大小依次为EDTA>DTPA>NTA>柠檬酸
螯合能力大小比较
对Pb的活化强弱顺序为EDTA>HEDTA>DTPA>EGTA>EDDHA。
提取Cu、Pb的大小顺序DTPA>EDTA>NTA,提取Zn的大小顺序为EDTA>DTPA>NTA
对Cd的提取效率大小:EDTA>DTPA>NTA>柠檬酸;
诱导Pb在豌豆(P. sativum L.cv. Sparkle)和玉米(Z. mays L. cv. Fiesta)中的积累的能力
的大小:EDTA > HEDTA > DTPA >EGTA > EDDHA;
诱导Pb在大白菜(B. capa)茎叶中的能力的大小:EDTA >HEDTA > DTPA;
以EDTA和DTPA对Pb的吸收影响效果最大;
EDTA对湿地植物积累Cu、Zn、Cd的诱导要高于DTPA。
螯合剂的螯合常数:
螯合剂种类繁多,如何选择适合的螯合剂则是我们最头疼和迷惑的地方,螯合力-稳定系数K是重要的参考指标,稳定系数K值越大,表明螯合剂对该离子的螯合能力越大。
下图为不同螯合剂对铁、钙、镁离子的螯合常数K值。
酸碱(pH值)对螯合剂螯合力影响
在大多数使用螯合剂的工艺里面,工作液往往为酸性或碱性,因此pH值对螯合剂的影响对于螯合剂的选择与应用,尤为重要。
因此绘制出不同pH值条件下的螯合力曲线图,具有重要的实际意义,从而可以根据实际应用工艺条件,选择适合的螯合剂。
图表1铁离子螯合值(螯合值K)与pH曲线
图表2钙离子螯合值(螯合值K)与pH曲线
图表3镁离子螯合值(螯合值K)与pH曲线
三,几种螯合剂的综合应用评价
无机磷酸盐类:三聚磷酸钠以及焦磷酸钠是常用的螯合剂,自身带有弱碱性质,多用于洗衣粉添加剂。
在工业领域也可作为最廉价的软水剂。
硅酸盐类:自身带有较强碱性,多用于工业清洗剂,根据SiO2与Na2O比例不同(模数)各
自有相应的应用领域,如SiO2含量高的水玻璃,碱性偏弱,适合做双氧水稳定剂;Na2O含量高的偏硅酸钠则碱性强,适合工业清洗用,如除油粉、脱脂粉等。
有机磷类:价格便宜,应用较广泛,种类繁多,常用的有HEDP、EDTMPA等。
一般HEDP的铁离子螯合能力较强,EDTMPA的钙镁离子螯合力较强,各自有相应的应用领域,有机磷类螯合剂最大的缺陷是耐碱性较差,pH值超过10以后,螯合能力大幅下降。
酰胺类:EDTA-Na是最古老的该类型螯合剂,价格便宜,用途较广;EDDHA-Na分子量更大,具有极强的金属铁离子捕捉作用,最突出的优点是耐碱性能和分散值突出,同时也是性能优良的分散剂,特别适用于造纸和纺织印染领域。
其它无机盐:葡萄糖酸钠、酒石酸钾、柠檬酸钠等,都具有一定的螯合能力。
用途最广的是葡萄糖酸钠,可以耐强碱。
其它类:随着人们对环保的呼声越高,一些环保的螯合剂纷纷面世,如聚天门冬氨酸盐、聚羧酸盐、聚环氧琥珀酸盐等。
这些产品虽然环保,但是在螯合效果和生产成本上,相对不能满足实际的需求,实际应用也较少。