حمض الإيثيلين ثنائي أمين رباعي الأسيتيك CAS:60-00-4
خاصية ربط ممتازة
باعتباره عامل ربط سداسي الأسنان، يرتبط EDTA بأيونات المعادن عبر ستة مواقع تنسيقية ويشكل معقدات تنسيق معدنية مستقرة.
ليجند معقد عالي الأداء
يُستخدم هذا الليجند متعدد الأسنان القوي على نطاق واسع لالتقاط أيونات المعادن في كل من ورش العمل الصناعية وسيناريوهات الاختبار المخبرية.
سيناريوهات تطبيق متنوعة
يغطي قطاعات صناعية متعددة: معالجة المياه، إنتاج الأدوية، تحضير المواد الكيميائية الزراعية، والإضافات الخاصة لتصنيع المواد الكيميائية.
مقاومة حرارية فائقة
تفاصيل المنتج
حمض الإيثيلين ثنائي أمين رباعي الأسيتيك (EDTA) هو عامل مخلب متعدد الوظائف من نوع الأحماض الأمينية متعددة الكربوكسيل يستخدم على نطاق واسع. وهو مادة صلبة عديمة اللون قابلة للذوبان في الماء تعمل على ربط وتحييد أيونات المعادن بثبات عبر تفاعلات التخليب.
بالصيغة الكيميائية C₁₀H₁₆N₂O₈، ورقم CAS 60-00-4، ووزن جزيئي 292.24 غ/مول، يظهر EDTA التجاري كمسحوق بلوري أبيض عديم الرائحة ذي نكهة حمضية خفيفة. كربيطة سداسية الأسنان نموذجية، يمكنه تكوين ست روابط تنسيقية مع أيون معدني واحد.
تم تصنيعه لأول مرة بواسطة فرديناند مونز في عام 1935 من الإيثيلين ثنائي الأمين وحمض الكلوروأسيتيك، ويتم إنتاج EDTA الآن بكميات كبيرة عالميًا. ويستخدم على نطاق واسع في المجالات الصناعية والصيدلانية والغذائية والمنزلية.
قدرته الفائقة على عزل المعادن تمنع الأكسدة والترسيب والنمو الميكروبي الناجم عن أيونات المعادن الحرة، مما يجعله مادة أساسية للكيمياء الحديثة والصناعات التحويلية.
2. الميزات الرئيسية
أداء خالب قوي: يمكن لهذه المادة تكوين معقدات خالبة مستقرة وقابلة للذوبان في الماء مع معظم الأيونات المعدنية ثنائية وثلاثية التكافؤ، بما في ذلك أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم والحديد والنحاس والزنك والرصاص. يكون تقارب الارتباط لأيونات الحديديك بارزًا بشكل خاص، بقيمة ثابت استقرار لوغاريتمي K تبلغ حوالي 25.1.
قابلية واسعة للتكيف مع درجة الحموضة: يحافظ EDTA على النشاط الخالب عبر نطاق واسع من درجة الحموضة، على الرغم من التقلبات الطفيفة في كفاءة الارتباط تحت ظروف الحموضة والقلوية المختلفة. يتم تحقيق أداء الخالب الأمثل في البيئات القلوية، حيث يحدث نزع كامل للبروتونات من مجموعات الكربوكسيل.
مواصفات المنتج المتنوعة: يمكن معالجته إلى مشتقات ملحية مختلفة مثل ثنائي أمين الإيثيلين رباعي حمض الأسيتيك (EDTA) ثنائي الصوديوم، وEDTA ثنائي الصوديوم والكالسيوم، وEDTA رباعي الصوديوم. تختلف هذه المتغيرات في قابلية الذوبان في الماء والخصائص الوظيفية، مما يوفر مرونة عالية لتصميم الصيغ المتنوعة وسيناريوهات الاستخدام الصناعي.
تحسين قابلية ذوبان المشتقات الملحية: يُظهر حمض EDTA النقي الحر قابلية ذوبان ضعيفة في الماء، حيث يذوب بمقدار 0.5 غرام/لتر فقط عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. في المقابل، تُظهر أشكال أملاح الصوديوم الخاصة به تحسنًا كبيرًا في قابلية الذوبان: يصل EDTA ثنائي الصوديوم إلى حوالي 100 غرام/لتر، بينما يمكن إذابة EDTA رباعي الصوديوم حتى 600 غرام/لتر تحت نفس الظروف الحرارية.
تطبيقات صناعية واسعة: نظرًا لخصائصه الكيميائية الفريدة، أصبح EDTA مادة مساعدة أساسية في مجالات متعددة. في صناعة الأدوية، يُستخدم كعامل إزالة السموم من التسمم المعدني، ويعمل كمثبت ومواد حافظة للمنتجات الطبية. في صناعة الأغذية، يُطبق كمثبت للون ومواد حافظة (E385). وفي إنتاج مستحضرات التجميل، يعمل على تثبيت التركيبات وتعزيز فعالية المواد الحافظة.
في السيناريوهات الصناعية، يُستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه، معالجة الأسطح المعدنية، صناعة الورق، ومعالجة المنسوجات. في الأبحاث المخبرية، يُعتمد عليه عادةً كمادة خام للمخازن المؤقتة وعامل إخفاء المعادن. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه كناقل للعناصر الغذائية الدقيقة في الإنتاج الزراعي.
خيارات بديلة صديقة للبيئة: لمعالجة المخاوف البيئية بشأن استمرار الـ EDTA التقليدي في الطبيعة، تم تطوير سلسلة من عوامل الخلب سهلة التحلل البيولوجي بما في ذلك EDDS وMGDA وGLDA والترويج لها في سيناريوهات التطبيق الحساسة بيئيًا.
3. المواصفات الفنية مع الشروحات
| معلمة | القيمة/المواصفة النموذجية | الوصف والأهمية |
|---|---|---|
| الصيغة الجزيئية | C₁₀H₁₆N₂O₈ | معرف أساسي للتركيب الكيميائي؛ يحتوي على مجموعتين أمين وأربع مجموعات كربوكسيل. |
| الوزن الجزيئي | 292.24 غ/مول | يُستخدم للتحليل الكمي وحسابات التركيبات. |
| رقم كاس | 60-00-4 | معرف عالمي للمادة الكيميائية. |
| رقم اينكس | 200-449-4 | معرف السجل الأوروبي. |
| المظهر | مسحوق بلوري أبيض | مؤشر جودة بصري؛ يجب أن يكون خاليًا من الكتل أو تغير اللون أو الشوائب المرئية. |
| رائحة | عديم الرائحة عمليًا | خاصية حسية؛ لا رائحة ملحوظة. |
| الفحص (النقاوة) | ≥98.0% – ≥99.5% (حسب الدرجة) | المواصفات الأساسية. النقاء العالي يقلل من التلوث المعدني ويضمن قدرة ثابتة على الارتباط. |
| نقطة الانصهار | 237°م – 245°م (يتحلل) | ثابت فيزيائي مميز؛ يحدث التحلل عند التسخين بدلاً من الانصهار. |
| الذوبان | الماء (الحمض الحر): 0.5 جم/لتر (25°م) محلول هيدروكسيد الصوديوم: قابل للذوبان ملح ثنائي الصوديوم في الماء: ~100 جم/لتر ملح رباعي الصوديوم في الماء: ~600 جم/لتر المذيبات العضوية: غير قابل للذوبان |
معامل حاسم في التركيبة. يتطلب الحمض الحر ظروفًا قلوية للذوبان؛ توفر الأملاح قابلية للذوبان في الماء. |
| الرقم الهيدروجيني (محلول 1%) | 2.5 – 3.5 (معلق الحمض الحر) | الشكل الحمضي الحر حمضي؛ الأملاح توفر درجة حموضة محايدة إلى قلوية. |
| المعادن الثقيلة (كرصاص) | ≤ 10 – 20 جزء في المليون (حسب الدرجة) | معلمة سلامة حرجة تضمن نقاء المنتج للتطبيقات الصيدلانية والغذائية. |
| الحديد (Fe) | ≤ 10 – 50 جزء في المليون | يشير إلى مستوى التلوث؛ مهم للتطبيقات التي تتطلب ظروفًا خالية من المعادن. |
| الرماد الكبريتي | ≤ 0.2% (حمض حر) | يقيس الشوائب غير العضوية؛ القيمة المنخفضة تشير إلى نقاء عالٍ. |
| فقدان الوزن بالتجفيف | ≤ 0.5% – 1.0% | يقيس محتوى الرطوبة؛ ضروري للثبات والوزن الدقيق. |
| حمض النتريلوثلاثي الخليك (NTA) | ≤ 0.1% | يتحكم في الشوائب المسرطنة المحتملة؛ ضروري للدرجات الصيدلانية والغذائية. |
| سعة التخلب (ملغ كربونات الكالسيوم/غ) | ≥ 339 ملغ/غ (على أساس حمض EDTA) | يقيس القوة التخلبية العملية؛ 1 غ من EDTA يمكنه تخليب ما يقارب 339 ملغ من مكافئ كربونات الكالسيوم. |
| قيم pKa | pKa₁ = 0.26، pKa₂ = 0.96، pKa₃ = 2.67، pKa₄ = 6.16، pKa₅ = 10.26 | ثوابت تفكك الحمض التي تحدد سلوك التخليب عند مستويات pH مختلفة. |
| ثابت الاستقرار (log K لأيون Fe³⁺) | 25.1 | يشير إلى ارتباط قوي جدًا بالحديد الحديدي؛ وهو من بين أعلى المعادن الشائعة. |
| قابلية التحلل البيولوجي | ضعيف (0-30% خلال 28 يومًا) | مخاوف تتعلق بالثبات البيئي؛ بدائل قابلة للتحلل الحيوي متاحة. |
4. التطبيقات
4.1 الاستخدامات الصيدلانية والطبية
إزالة المعادن الثقيلة: حصل إيثيلين ثنائي أمين رباعي حمض الأسيتيك ثنائي الصوديوم الكالسيوم على موافقة إدارة الغذاء والدواء للعلاج السريري للتسمم بالرصاص، وكذلك التسمم الناتج عن الكادميوم والزئبق والزنك والمنغنيز. يحبس أيونات المعادن الثقيلة الحرة في جسم الإنسان ويعزز التخلص منها عبر الإخراج البولي.
مادة مضافة في تركيبات العيون: في منتجات قطرات العين، يعمل إيثيلين ثنائي أمين رباعي حمض الأسيتيك كمثبت ومكون مساعد مضاد للميكروبات، مما يثبط بشكل فعال تحلل المكونات الناتج عن الشوائب المعدنية المتبقية.
تثبيت الأدوية الموضعية: يثبط التفاعلات التأكسدية بوساطة المعادن في الكريمات والمراهم المستخدمة خارجيًا، مما يساعد على إطالة مدة تخزين المستحضرات الصيدلانية.
علاج الأسنان: محلول مائي من إيثيلين ثنائي أمين رباعي حمض الأسيتيك بنسبة 17% هو مادة شائعة لري قنوات الجذور، والتي يمكنها إزالة طبقة اللطاخة السنية بشكل كامل وتنظيف أسطح العاج لإجراء علاج أسنان دقيق.
مضاد تخثر الدم: يُضاف على نطاق واسع إلى أنابيب جمع الدم. عن طريق خلب أيونات الكالسيوم في الدم، يمنع عملية تخثر الدم ويحافظ على استقرار العينة.
سواغ دوائي: يعمل كمثبت للمستحضرات الحقنية، ويتجنب تحلل مكونات الدواء الناتج عن أيونات المعادن النزرة، مما يضمن فعالية وسلامة الأدوية الحقنية.
4.2 صناعة الأغذية والمشروبات (E385)
عامل مضاد للتعفن ومضاد للتزنخ: يقوم EDTA بعزل المواد المعدنية النزرة التي تحفز التدهور التأكسدي، مما يمنع بشكل فعال التلف وتغير اللون في الأطعمة المعلبة والمأكولات البحرية والصلصات والبهارات.
مادة مضافة لحماية اللون: تعمل على تثبيت الصبغة الطبيعية للفواكه الطازجة والخضروات ومختلف الأطعمة المصنعة، وتجنب بهتان اللون أو تغيره الناتج عن تفاعلات الأيونات المعدنية.
مُعزِّز مضاد للأكسدة: يمكنه تعزيز كفاءة عمل مضادات الأكسدة الغذائية الشائعة بشكل كبير بما في ذلك BHA وBHT وحمض الأسكوربيك، مما يحسن التأثير الكلي لمضادات الأكسدة في الأنظمة الغذائية.
مُصفِّي ومُثبِّت المشروبات: من خلال ربط الشوائب المعدنية النزرة في المشروبات، يزيل مشاكل العكارة والترسيب في المشروبات الغازية والبيرة، مما يحافظ على المظهر الصافي والجودة المستقرة.
معيار الجرعة: تتراوح الجرعة العملية المضافة من 25 جزءًا في المليون إلى 800 جزء في المليون، مع تنظيم الاستخدام المحدد بدقة من قبل سلطات سلامة الأغذية وفقًا لسيناريوهات المنتج المختلفة.
4.3 مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية
مُثبِّت التركيبة: يمنع الأكسدة والتحلل المحفزين بالمعادن للمكونات النشطة في مستحضرات التجميل، مما يطيل عمر المنتجات الكيميائية اليومية بشكل فعال.
مُحسِّن الحفظ: أيونات المعادن ضرورية لتكاثر البكتيريا. يمكن لـ EDTA خلب هذه العناصر المعدنية، وإضعاف النشاط الميكروبي، وتحسين فعالية المواد الحافظة المركبة بشكل غير مباشر.
عامل معالجة الماء العسر: يتحد مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء العسر، مما يقلل من تكوّن رغوة الصابون ويحسن قدرة التنظيف وأداء الرغوة لمنتجات التنظيف مثل الصابون والمنظفات.
تطبيق العناية بالشعر: عند إضافته إلى الشامبو والبلسم، يزيل أيونات المعادن الضارة في الماء، ويقلل من تلف الشعر، ويحسّن نعومة الرغوة وملمسها أثناء الاستخدام.
تركيبة العناية بالبشرة: يُستخدم في مستحضرات الوجه والجسم، ويحمي المواد الفعالة للعناية بالبشرة من الفشل التأكسدي الناتج عن المعادن، ويثبّت تركيبات المنتجات.
4.4 التصنيع الصناعي
معالجة المياه الصناعية: تحقق تليين المياه عن طريق التقاط أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، وتمنع تراكم القشور والرواسب في أنظمة الغلايات وأبراج التبريد، مما يضمن استقرار تشغيل المعدات.
صناعة اللب والورق: في عملية تبييض اللب، يحمي EDTA الشوائب المعدنية التي تسرع تحلل بيروكسيد الهيدروجين، مما يحافظ على استقرار عوامل التبييض ويحسن كفاءة التبييض.
معالجة المنسوجات: يزيل أيونات المعادن المتداخلة في مياه الصباغة والمواد الخام، مما يزيل عيوب الصباغة ويحسن تجانس اللون وسطوع المنتجات النسيجية.
الطلاء الكهربائي ومعالجة الأسطح المعدنية: ينقي محلول الطلاء الكهربائي عن طريق إزالة الملوثات المعدنية الضارة، مما يحسن تجانس والتصاق طبقات الطلاء المعدني.
التنظيف الصناعي: هو مكون رئيسي في عوامل التنظيف الصناعية وتركيبات إزالة القشور من الغلايات، ويستخدم على نطاق واسع لتنظيف المعدات الصناعية والمعالجة الأولية للأسطح المعدنية.
صناعة التصوير الفوتوغرافي: تُدمج في محاليل تطوير الصور الفوتوغرافية لتجنب ترسيب الأملاح المعدنية، مما يضمن استقرار أنظمة التطوير وجودة الصورة.
صناعة المطاط والبوليمر: تمنع الشيخوخة والتدهور الناتجين عن المعادن في مواد البوليمر، وتثبت أنظمة اللاتكس لإطالة عمر منتجات المطاط والبلاستيك.
4.5 المختبر والبحث العلمي
مادة تحضير المحلول المنظم: هي مكون أساسي لمحلول TE، الذي يُستخدم على نطاق واسع لحفظ وتحليل العينات البيولوجية من الحمض النووي (DNA و RNA) بالرحلان الكهربائي.
منظم نشاط الإنزيمات: عن طريق إزالة العوامل المساعدة المعدنية اللازمة للتفاعلات الإنزيمية، يمكنه تثبيط نشاط البروتياز المعدني والإنزيمات الأخرى المعتمدة على المعادن بشكل فعال.
عامل إخفاء تحليلي: يزيل تداخل أيونات المعادن الشائبة في العمليات التجريبية مثل المعايرة والكشف اللوني، مما يحسن دقة وموثوقية النتائج التحليلية.
مساعد زراعة الخلايا: يُضاف إلى وسائط زراعة الخلايا للتخلص من سمية المعادن، وتثبيت توازن الأيونات، وتهيئة بيئة مناسبة لنمو الخلايا.
الاختبارات النسيجية: يُستخدم في معالجة إزالة الكالسيوم من عينات العظام والأنسجة، مما يسهل عملية التقطيع والفحص المجهري في التجارب المرضية.
4.6 المجالات الزراعية
حامل سماد مخلب: أسمدة العناصر النزرة المخلبية بـ EDTA (بما في ذلك مخلب الحديد والزنك والمنغنيز والنحاس) يمكنها تجنب ترسيب وفقدان العناصر الغذائية بشكل فعال، مما يحسن بشكل كبير كفاءة امتصاص واستخدام العناصر النزرة بواسطة المحاصيل.
مادة معالجة التربة: تُستخدم في تقنية معالجة غسل التربة لامتصاص وإزالة الملوثات المعدنية الثقيلة في التربة الملوثة، مما يحسن جودة البيئة الترابية.
5. مقارنة درجات المنتج
يتوفر EDTA بعدة درجات وأشكال ملحية لتلبية متطلبات التطبيق المتنوعة:
| المعلمة/الدرجة | الدرجة التقنية | درجة صناعية | الدرجة الغذائية (E385) | درجة صيدلانية (USP/Ph.Eur.) | درجة كاشف ACS | معيار تحليلي |
|---|---|---|---|---|---|---|
| المعيار الأساسي | المواصفات الصناعية العامة | التطبيقات الصناعية | تتوافق مع مواصفات المضافات الغذائية | تتوافق مع معايير دستور الأدوية USP/Ph.Eur. | تتوافق مع مواصفات الجمعية الكيميائية الأمريكية | نقاوة ≥99.4% للتحليل الدقيق |
| النقاء (الفحص) | ≥98.0% | ≥99.0% | 99.0-100.5% (على أساس جاف) | 98.0-102.0% (اللامائيأساس) | 99.4-100.6% | ≥99.9% (HPLC) |
| المظهر | مسحوق أبيض | مسحوق أبيض | مسحوق أبيض | مسحوق أبيض | مسحوق أبيض | مسحوق أبيض |
| المعادن الثقيلة (Pb) | ≤50 جزء في المليون | ≤20 جزء في المليون | ≤10 جزء في المليون | ≤10 جزء في المليون | ≤5 جزء في المليون | ≤5 جزء في المليون |
| الحديد (Fe) | ≤100 جزء في المليون | ≤50 جزء في المليون | ≤50 جزء في المليون | ≤20 جزء في المليون | ≤5 جزء في المليون | ≤5 جزء في المليون |
| محتوى NTA | غير محدد | غير محدد | ≤0.1% | ≤0.1% | غير محدد | غير محدد |
| الرقم الهيدروجيني (محلول 1%) | 2.5 إلى 3.5 | 2.5 إلى 3.5 | 2.5 إلى 3.5 | 2.5 إلى 3.5 | 2.5 إلى 3.5 | 2.5 إلى 3.5 |
| فقدان الوزن بالتجفيف | ≤1.0% | ≤0.5% | ≤0.5% | ≤0.5% | ≤0.5% | .20.2% |
| التطبيقات الأساسية | الاستخلاب العام، معالجة المياه، المنظفات الصناعية | تشطيب المعادن، معالجة المنسوجات، التصنيع الصناعي | حفظ الأغذية (E385)، المشروبات، السلع المعلبة | المستحضرات الصيدلانية، المستحضرات العينية، التركيبات الوريدية | الكواشف المخبرية، الكيمياء التحليلية، تحضير المحاليل المنظمة | معايرة HPLC، التحليل الكمي، المعيار المرجعي |
| التغليف | أكياس 25 كجم، أكياس كبيرة 1000 كجم | أكياس 25 كجم، براميل 200 كجم | براميل 25 كجم، حاويات 5 كجم | 1 كجم، 5 كجم، 25 كجم مع الوثائق | زجاجات 100 جم، 500 جم، 1 كجم، 5 كجم | قوارير 100 مجم، 1 جم، 5 جم |
| الشهادات | شهادة تحليل من الشركة المصنعة | شهادة تحليل من الشركة المصنعة | مطابقة لـ E385، كوشير، حلال متاح | شهادة USP/Ph.Eur.، ملف DMF متاح | شهادة ACS | مادة مرجعية قابلة للتتبع |
أشكال الملح الشائعة المتاحة:
| شكل الملح | رقم كاس | الذوبان في الماء | الرقم الهيدروجيني النموذجي (1%) | التطبيقات الأساسية |
|---|---|---|---|---|
| EDTA (حمض حر) | 60-00-4 | منخفض (0.5 جم/لتر) | 2.5 إلى 3.5 | الاستخلاب العام حيث تكون الحموضة مقبولة |
| ثنائي صوديوم EDTA (Na₂EDTA) | 6381-92-6 (ثنائي هيدرات) 139-33-3 (لا مائي) |
~100 جم/لتر | 4.0-6.0 | الشكل الأكثر شيوعًا للاستخدام المخبري والصيدلاني والعام |
| إيديتات رباعي الصوديوم (Na₄EDTA) | 64-02-8 (لا مائي) 10378-23-1 (مائي) |
~600 جم/لتر | 10.5-11.5 | التطبيقات الصناعية، المنظفات القلوية |
| إيديتات الكالسيوم ثنائي الصوديوم | 62-33-9 (لا مائي) 23411-34-9 (مائي) |
~200 غ/ل | 6.5 إلى 8.0 | صيدلاني (ترياق التسمم بالرصاص)، حفظ الأغذية |
| إيديتات ثنائي البوتاسيوم | 2001-94-7 (لا مائي) 25102-12-9 (ثنائي هيدرات) |
عالي | 4.0-6.0 | مستحضرات التجميل، العناية الشخصية |
اترك رسائلك
