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中文名稱 ：螯合劑 外文名稱 ：Chelating agent 又 稱 ：螯合配體 |
螯合劑又稱螯合配體（chelating ligand）,螯合基團（chelating group）或多齒配體（mutidentate ligand）。配體中有兩個或兩個以上配位原子，且同時與一個中心原子（或離子）形成螯合環。[1]
簡介
金屬原子或離子與含有兩個或連兩個以上配位原子的配位體作用，生成具有環狀結構的絡合物，該絡合物叫做螯合物。能生成螯合物的這種配體物質叫螯合劑，也成為絡合劑。又稱螯合配體(chelating ligand),螯合基團(chelating group)或多齒配體(mutidentate ligand)。配體中有兩個或兩個以上配位原子，且同時與一個中心原子(或離子)形成螯合環。由於螯合劑的成環作用使螯合物比組成和結構相近的非螯合配位化合物的穩定性高。螯合劑大多數是有機配體。目前已發現的螯合劑最多的達十四齒。螯合劑中的配位原子以氧和氮為最常見，其次是硫，還有磷、砷等。用"螯"描述這類化合物，就是因為分子結構很像"蟹"的兩個大"鉗"夾住金屬原子或離子。
化學性質
由一個正離子(稱為中心離子)和幾個中性分子或離子(稱為配位體)結合而成的複雜離子叫配離子(又稱絡離子)，含有配離子的化合物叫配位化合物。這種具有環狀結構的配位化合物。其穩定性高於組成和結構相近的非螯合物。在配合物中中心離子與配位體通過配位鍵結合。配位鍵是一種特殊的共價鍵，通常的共價鍵是由兩個成鍵原子各出一個電子形成共同電子對的，而在配位鍵中是由一個原子提供電子對，另一原子提供空軌道形成的。為了區別把共價鍵用"一"表示，如H·+·H=H:H(H-H)，配位鍵用"←"表示，箭頭指向提供空軌道的原子，如Cu+NH3=CuNH3(Cu←NH3)。如果配位體中只有一個配位原子，則中心離子與配位體之間只能形成一個配位鍵。而有些配位體分子中含有兩個以上的配位原子而且這兩個原子間相隔着兩至三個其他非配位原子時，這個配體就可以與中心離子(或原子)同時形成兩個以上的配位鍵。直接與中心離子配位的原子數目叫做配位數，通常配位數多為4或6，也有2和8的。配位數的多少取決於中心粒子的電子結構與空間因素。最常見的配位原子有氧、硫、氮。磷、砷、硒也可生成螯合物。在螯合劑分子中，配位原子是通過其他原子(主要是碳原子)連接成適宜的結構。根據螯合劑分子中所含可以參加配位的配位原子數目，分為二齧、三齧、四齧、六齧螯合劑。螯合劑包括無機和有機兩類。大多數是有機類化合物。常用的螯合劑有多磷酸鹽、氨基羧酸、1,3-二酮，羥基羧酸、多胺等。螯合劑的結構式多樣的，有直鏈的也有帶支鏈的結構。也有環狀螯合劑如卟啉類衍生物和冠醚類衍生物等。
螯合效應
同一金屬離子與一種螯合劑形成的螯合物，比具有相同配位原子的單齧配體形成的絡合物要穩定，這種特殊的穩定性是由於成環產生的，因此把這種由於螯合環的形成所產生的穩定性增高稱之為螯合效應。螯合物的穩定性是以螯合物的穩定常數來衡量的，穩定常數越大，螯合物的穩定性就越高。假設螯合劑與金屬離子生成的螯合物為ML(最簡單的情況)。嚴格的說螯合物的穩定常數應該表示為: 式中 α-型體的活度; KML:在一定溫度下為一個常數，成為活度常數或者熱力學常數。
用途
螯合作用在化學研究和工業生產中有着廣泛的應用。在化學工業和工業生產過程中，加入螯合劑使金屬離子生成性質完全不同的螯合物，是降低和控制金屬離子濃度的主要方法。螯合物在礦物浮選過程、濕法冶金、金屬元素的提取與分離、物質的催化合成、水的軟化、電鍍工藝、醫藥工業、染色過程等中都有廣泛的應用。螯合物廣泛應用於過氧化氫及次氯酸類作漂白劑的化學、機械和脫墨紙漿的漂白。部分螯合劑在醫學上可用於鉛及汞等中毒的治療等。具體用途如下:
- 1、能有效抑制金屬離子對過氧化氫及次氯酸類漂白劑引起的催化分解，提高漂白效率，節約漂液，降低漂白成本。
- 2、對Fe離子有極強的捕捉能力和分散效果，避免Fe離子與紙漿中的酚基團反應形成深顏色的複合物，保護纖維，提高紙漿白度，減少紙漿返黃。
- 3、能有效阻止鈣、鎂等金屬離子在紙漿漂白過程中發生化學反應形成沉澱物，從而防止系統設備、管道結垢，並能逐步去除漂洗系統原有的結垢。
- 4、具有一定的分散能力，可提高硅酸鈉的分散性。
- 5、保護紙漿纖維，防止NaOH剝皮反應對纖維的破壞。
- 6、與傳統的DTPA相比，具有良好性價比。
- 7、用於金屬元素的分離和提純、織物的染色以及製造有機顏料等。[2]
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