背景及概述

乙二胺四乙酸四鈉四水合物（簡稱EDTA四鈉四水合物）是一種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中廣為應(yīng)用的一種氨羧絡(luò)合劑，它的應(yīng)用是建立在它廣泛的絡(luò)合性基礎(chǔ)之上的。它幾乎能與所有金屬離子生成穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物。在工業(yè)生產(chǎn)上往往由于某些金屬離子的存在而影響了反應(yīng)速率，使產(chǎn)品變質(zhì)，降低質(zhì)量，因此在整個生產(chǎn)過程中就有必要將這些金屬離子的濃度控制在一定限度以內(nèi)，在很多情況下應(yīng)用掩蔽劑乙二胺四乙酸四鈉四水合物就能達(dá)到此目的[1]。

圖1 乙二胺四乙酸四鈉四水合物的結(jié)構(gòu)式

應(yīng)用

一、水的軟化和鍋爐去垢

近年來水的軟化方法除采用陽離子交換樹脂外，就是應(yīng)用掩蔽劑使有害金屬離子形成穩(wěn)定的水溶性螯合物。在一般水的軟化中，應(yīng)用最廣的是價廉并可大量生產(chǎn)的各種磷酸鈉，其中尤以六偏磷酸鹽對鈣離子的掩蔽能力大于其它磷酸鹽，因此用得最多。但由于這類無機鹽對熱的穩(wěn)定性差，在蒸汽機車和熱電站等重要工業(yè)部門的高壓高溫設(shè)備或鍋爐中，已為乙二胺四乙酸四鈉四水合物所代替。乙二胺四乙酸四鈉四水合物的優(yōu)點是不僅在熱水中不會分解。而且生成的螯合物遠(yuǎn)比聚合磷酸鹽穩(wěn)定，可使金屬離子的濃度降得很低。如在鍋爐或蒸發(fā)器中使用未經(jīng)處理的硬水，則內(nèi)層常有鈣或鐵化合物的鍋垢產(chǎn)生，此時可用乙二胺四乙酸四鈉四水合物的堿金屬鹽和少量（由鍋垢成分決定）對鐵有強螯合能力的葡萄糖酸，檸檬酸，三乙醇胺等混合物作去垢劑，一般用3～10％溶液在203°C下加熱攪拌2小時，沉積層則變?yōu)槎嗫资杷?，再用水沖洗即被除去。采用上述方法除垢，對鍋爐無腐蝕作用。該方法亦可用于大賓館和大酒店夏季降溫時循環(huán)水的處理，即加入適量乙二胺四乙酸四鈉四水合物及氨緩沖液調(diào)節(jié)pH值在10左右，此循環(huán)水可長期使用，而不會結(jié)垢。其它也有用乙二胺四乙酸四鈉四水合物，潤濕劑，鉻酸鉀，鋅粉和多磷酸鹽混合物作除垢劑。

二、洗滌劑

合成洗滌劑雖不受硬水影響，但加入少量乙二胺四乙酸四鈉四水合物掩蔽金屬離子，能增加表面活性劑和生成泡沫的穩(wěn)定性，提高清潔效率。

三、紡織印染工業(yè)

紡織工業(yè)所用原料如棉花，人造纖維或羊毛中，常有微量金屬離子，對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，因此乙二胺四乙酸四鈉四水合物等掩蔽劑在紡織工序中已普遍應(yīng)用。例如最初用肥皂或洗滌劑洗去纖維表面蠟質(zhì)或油脂時，加入少量聚合磷酸鹽，羥基酸或乙二胺四乙酸四鈉四水合物等掩蔽劑使水軟化，能防止由于鈣皂和鎂皂使織物出現(xiàn)斑點或染色暗淡不均，不能耐火的不足。在織物進(jìn)行絲光處理時，常需用2～5％NaOH溶液蒸煮以除去蠟質(zhì)，油脂，淀粉，漿膠等雜質(zhì)。此時溶液中如有微量Fe（Ⅲ）離子存在，則能在織物上產(chǎn)生鐵跡，而且以后漂白時由于Fe（Ⅲ）的催化作用生成氧化纖維使鐵跡附近發(fā)生小孔，因此在NaOH溶液中就需用三乙醇胺、乙二胺四乙酸四鈉四水合物等掩蔽Fe（Ⅲ），若溶液中同時有堿土金屬離子存在，則三乙醇胺等可以和乙二胺四乙酸四鈉四水合物同時使用。微量重金屬離子如銅、鐵、錳等離子在漂白時能使過氧化氫、過硼酸鹽、過氯酸銨等漂白劑加速分解，很快放出氧而損傷織物，若加入少量乙二胺四乙酸四鈉四水合物掩蔽這些重金屬離子，就能降低氧化劑的分解速度，達(dá)到有效充分利用漂白劑，增加漂白效率?？椢锶旧珪r，溶液中有堿土金屬離子和重金屬離子，就能和酸性染料生成不溶性鹽，使顏色發(fā)暗并改變色調(diào)，此時在染料池中加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物，可以增加色彩美觀和耐磨程度，防止脫色。醋酸鹽染料池中加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物能防止因鈣皂和鎂皂而引起的斑點現(xiàn)象。硫化染料池中加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物可以避免和堿土金屬離子生成青銅色沉淀。鉻染料池中加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物掩蔽銅、鐵、鎳等金屬離子，可使織物色彩達(dá)到鮮艷牢固的效果。

四、造紙工業(yè)

纖維素常常有各種金屬離子，其中鐵（Ⅲ）離子較難除去，它能使紙變色并且破裂，在堿性紙漿中加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物，就能將鐵（Ⅲ）掩蔽。在未經(jīng)漂白的亞硫酸鹽紙漿中加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物等，能防止磺酸木質(zhì)素因微量金屬離子的催化作用而被空氣氧化而顯現(xiàn)紅色，同時還能制止紙漿中的脂肪酸和樹脂酸生成不溶性松脂沉淀。紙漿漂白過程中，金屬離子能催化過氧化物分解，降低纖維的牢固程度，加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物能加于防止。

六、橡膠和聚合物

橡膠中流出的乳膠，經(jīng)微量的金屬離子的催化能生成酸，引起自然凝固，必須加入氨使其pH在11～13時，才能長時間保持穩(wěn)定，如加入乙二胺四乙酸四鈉四水合物掩蔽危害金屬離子，即能抑制催化反應(yīng)發(fā)生。天然橡膠和合成橡膠及硫化橡膠長期貯存時就要老化，失去物理機械性能，經(jīng)研究，原子價易于變化的重金屬離子如銅、鐵、錳、鈦、釩、鈷、鎳等都是老化的促進(jìn)劑，而尤以銅和錳為最強，若加入少量如乙二胺四乙酸四鈉四水合物類的掩蔽劑即能遲緩氧化過程，延長使用時間。高分子的聚合作用能因金屬離子的催化而加速，如加入掩蔽劑形成一個金屬離子緩沖體系，使金屬離子維持在某一恒定濃度，反應(yīng)即能按要求速度平穩(wěn)進(jìn)行。例如在丁二乙烯橡膠的聚合反應(yīng)中加入微量Fe（Ⅲ）－乙二胺四乙酸四鈉四水合物催化劑即能催速反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，而余留極度微量的鐵離子對橡膠質(zhì)量不發(fā)生影響。樹脂乳濁液能因存在的微量金屬離子而發(fā)生過早沉降現(xiàn)象，酚醛樹脂有少量鐵離子即顯現(xiàn)深色，加入少量乙二胺四乙酸四鈉四水合物即可消除以上缺點。此外，塑料工業(yè)聚合改進(jìn)工藝中添加微量乙二胺四乙酸四鈉四水合物即可提高聚氯乙烯的穩(wěn)定性和白度。也用于大環(huán)化合物冠醚的制備。

參考文獻(xiàn)

［1］ 陳錫珍．化學(xué)通報．1966,7,15．