乙二胺四乙酸四钠四水合物的应用简介

发布日期:2022/11/7 15:53:59

背景及概述

乙二胺四乙酸四钠四水合物（简称EDTA四钠四水合物）是一种工农业生产和科学研究中广为应用的一种氨羧络合剂，它的应用是建立在它广泛的络合性基础之上的。它几乎能与所有金属离子生成稳定的水溶性络合物。在工业生产上往往由于某些金属离子的存在而影响了反应速率，使产品变质，降低质量，因此在整个生产过程中就有必要将这些金属离子的浓度控制在一定限度以内，在很多情况下应用掩蔽剂乙二胺四乙酸四钠四水合物就能达到此目的[1]。

图1 乙二胺四乙酸四钠四水合物的结构式

应用

一、水的软化和锅炉去垢

近年来水的软化方法除采用阳离子交换树脂外，就是应用掩蔽剂使有害金属离子形成稳定的水溶性螯合物。在一般水的软化中，应用最广的是价廉并可大量生产的各种磷酸钠，其中尤以六偏磷酸盐对钙离子的掩蔽能力大于其它磷酸盐，因此用得最多。但由于这类无机盐对热的稳定性差，在蒸汽机车和热电站等重要工业部门的高压高温设备或锅炉中，已为乙二胺四乙酸四钠四水合物所代替。乙二胺四乙酸四钠四水合物的优点是不仅在热水中不会分解。而且生成的螯合物远比聚合磷酸盐稳定，可使金属离子的浓度降得很低。如在锅炉或蒸发器中使用未经处理的硬水，则内层常有钙或铁化合物的锅垢产生，此时可用乙二胺四乙酸四钠四水合物的碱金属盐和少量（由锅垢成分决定）对铁有强螯合能力的葡萄糖酸，柠檬酸，三乙醇胺等混合物作去垢剂，一般用3～10％溶液在203°C下加热搅拌2小时，沉积层则变为多孔疏松，再用水冲洗即被除去。采用上述方法除垢，对锅炉无腐蚀作用。该方法亦可用于大宾馆和大酒店夏季降温时循环水的处理，即加入适量乙二胺四乙酸四钠四水合物及氨缓冲液调节pH值在10左右，此循环水可长期使用，而不会结垢。其它也有用乙二胺四乙酸四钠四水合物，润湿剂，铬酸钾，锌粉和多磷酸盐混合物作除垢剂。

二、洗涤剂

合成洗涤剂虽不受硬水影响，但加入少量乙二胺四乙酸四钠四水合物掩蔽金属离子，能增加表面活性剂和生成泡沫的稳定性，提高清洁效率。

三、纺织印染工业

纺织工业所用原料如棉花，人造纤维或羊毛中，常有微量金属离子，对产品质量影响很大，因此乙二胺四乙酸四钠四水合物等掩蔽剂在纺织工序中已普遍应用。例如最初用肥皂或洗涤剂洗去纤维表面蜡质或油脂时，加入少量聚合磷酸盐，羟基酸或乙二胺四乙酸四钠四水合物等掩蔽剂使水软化，能防止由于钙皂和镁皂使织物出现斑点或染色暗淡不均，不能耐火的不足。在织物进行丝光处理时，常需用2～5％NaOH溶液蒸煮以除去蜡质，油脂，淀粉，浆胶等杂质。此时溶液中如有微量Fe（Ⅲ）离子存在，则能在织物上产生铁迹，而且以后漂白时由于Fe（Ⅲ）的催化作用生成氧化纤维使铁迹附近发生小孔，因此在NaOH溶液中就需用三乙醇胺、乙二胺四乙酸四钠四水合物等掩蔽Fe（Ⅲ），若溶液中同时有碱土金属离子存在，则三乙醇胺等可以和乙二胺四乙酸四钠四水合物同时使用。微量重金属离子如铜、铁、锰等离子在漂白时能使过氧化氢、过硼酸盐、过氯酸铵等漂白剂加速分解，很快放出氧而损伤织物，若加入少量乙二胺四乙酸四钠四水合物掩蔽这些重金属离子，就能降低氧化剂的分解速度，达到有效充分利用漂白剂，增加漂白效率。织物染色时，溶液中有碱土金属离子和重金属离子，就能和酸性染料生成不溶性盐，使颜色发暗并改变色调，此时在染料池中加入乙二胺四乙酸四钠四水合物，可以增加色彩美观和耐磨程度，防止脱色。醋酸盐染料池中加入乙二胺四乙酸四钠四水合物能防止因钙皂和镁皂而引起的斑点现象。硫化染料池中加入乙二胺四乙酸四钠四水合物可以避免和碱土金属离子生成青铜色沉淀。铬染料池中加入乙二胺四乙酸四钠四水合物掩蔽铜、铁、镍等金属离子，可使织物色彩达到鲜艳牢固的效果。

四、造纸工业

纤维素常常有各种金属离子，其中铁（Ⅲ）离子较难除去，它能使纸变色并且破裂，在碱性纸浆中加入乙二胺四乙酸四钠四水合物，就能将铁（Ⅲ）掩蔽。在未经漂白的亚硫酸盐纸浆中加入乙二胺四乙酸四钠四水合物等，能防止磺酸木质素因微量金属离子的催化作用而被空气氧化而显现红色，同时还能制止纸浆中的脂肪酸和树脂酸生成不溶性松脂沉淀。纸浆漂白过程中，金属离子能催化过氧化物分解，降低纤维的牢固程度，加入乙二胺四乙酸四钠四水合物能加于防止。

六、橡胶和聚合物

橡胶中流出的乳胶，经微量的金属离子的催化能生成酸，引起自然凝固，必须加入氨使其pH在11～13时，才能长时间保持稳定，如加入乙二胺四乙酸四钠四水合物掩蔽危害金属离子，即能抑制催化反应发生。天然橡胶和合成橡胶及硫化橡胶长期贮存时就要老化，失去物理机械性能，经研究，原子价易于变化的重金属离子如铜、铁、锰、钛、钒、钴、镍等都是老化的促进剂，而尤以铜和锰为最强，若加入少量如乙二胺四乙酸四钠四水合物类的掩蔽剂即能迟缓氧化过程，延长使用时间。高分子的聚合作用能因金属离子的催化而加速，如加入掩蔽剂形成一个金属离子缓冲体系，使金属离子维持在某一恒定浓度，反应即能按要求速度平稳进行。例如在丁二乙烯橡胶的聚合反应中加入微量Fe（Ⅲ）－乙二胺四乙酸四钠四水合物催化剂即能催速反应平稳进行，而余留极度微量的铁离子对橡胶质量不发生影响。树脂乳浊液能因存在的微量金属离子而发生过早沉降现象，酚醛树脂有少量铁离子即显现深色，加入少量乙二胺四乙酸四钠四水合物即可消除以上缺点。此外，塑料工业聚合改进工艺中添加微量乙二胺四乙酸四钠四水合物即可提高聚氯乙烯的稳定性和白度。也用于大环化合物冠醚的制备。