1. Sifat Asas Fizikal & Kimia
EDTA (asid Ethylenediaminetetraacetic) ialah agen pengkelat heksadentat yang membentuk kompleks stabil 1:1 dengan kebanyakan ion logam. Tiga garam EDTA biasa berbeza jauh dalam kandungan natrium dan kalsium pra-kompleks, yang membawa kepada pH larutan, keterlarutan dan prestasi pengkelat yang berbeza.
| item | EDTA Disodium | EDTA Tetrasodium | EDTA Kalsium Disodium |
|---|---|---|---|
| Formula Kimia | Na2H2C10H12N2O8 | Na4C10H12N2O8 | CaNa2C10H12N2O8 |
| pH 1% Larutan Berair | 4.5–6.0 (Asam lemah) | 10.0–11.0 (Sangat beralkali) | 7.0–8.0 (Berhampiran neutral) |
| Keterlarutan (25 darjah) | Sederhana (~100 g/L) | Cemerlang (~250 g/L) | Sederhana (~100 g/L) |
| Berat Molekul | 372.24 (Dihidrat) | 380.17 | 374.27 |
2. Julat pH Optimum & Prestasi Kelat
Kecekapan pengkelat EDTA sangat bergantung pada-pH. Lebih banyak ion \\(\\boldsymbol{Y^{4-}}\\) terdeprotonasi sepenuhnya wujud pada pH yang lebih tinggi, menghasilkan keupayaan pengkelat yang lebih kuat.
2.1 EDTA Disodium
Julat pH optimum: 4.0–7.0 (Asid lemah kepada neutral)
Bentuk sedia ada utama dalam penyelesaian: \\(\\boldsymbol{H_2Y^{2-}}\\). Ia bertukar secara beransur-ansur kepada \\(\\boldsymbol{HY^{3-}}\\) dan \\(\\boldsymbol{Y^{4-}}\\) apabila pH melebihi 6.2.
Prestasi: Kecekapan pengkelat tertinggi untuk \\(\\boldsymbol{Ca^{2+}, Mg^{2+}, Fe^{2+}, Cu^{2+}}\\) pada pH 5–7. Kecekapan menurun secara mendadak di bawah pH 4.
Aplikasi biasa: Pengawetan makanan, farmaseutikal, kosmetik, rawatan air dan pentitratan makmal.
2.2 EDTA Tetrasodium
Julat pH optimum: 8.0–11.0 (Alkali lemah kepada kuat)
Bentuk sedia ada utama dalam larutan: Terdeprotonasi sepenuhnya \\(\\boldsymbol{Y^{4-}}\\) selepas pembubaran.
Prestasi: Kuasa kelat yang luar biasa untuk logam bervalensi tinggi-seperti \\(\\boldsymbol{Fe^{3+}, Al^{3+}}\\) dalam keadaan beralkali. Prestasi lemah di bawah pH 7 disebabkan oleh protonasi.
Aplikasi biasa: Detergen industri, pelunturan tekstil & kertas, rawatan air medan minyak dan formulasi pembersihan alkali.
2.3 EDTA Kalsium Disodium
Julat pH optimum: 6.0–9.0 (Neutral kepada alkali lemah)
Ciri: Pra-kompleks dengan ion kalsium. Kalsium boleh disesarkan oleh logam berat seperti plumbum dan merkuri.
Prestasi: Mengikat logam berat toksik secara terpilihtanpa kelat kalsium dan magnesium, yang mengelakkan risiko kekurangan kalsium.
Aplikasi biasa: Pertolongan cemas untuk keracunan plumbum/logam berat dan terapi khelasi perubatan.
3. Perbandingan Kapasiti Chelating
Berat-nilai pengkelat berasaskan (mg CaCO₃/g):
EDTA Disodium: Lebih daripada atau sama dengan 265 mg/g (Tertinggi)
EDTA Tetrasodium: Lebih daripada atau sama dengan 220 mg/g
EDTA Kalsium Disodium: ≈ 180 mg/g (Terendah, tapak pengkelat yang diduduki oleh kalsium pra-)
Nisbah molar: Ketiga-tiga produk bergabung dengan ion logam pada anisbah 1:1 molar.
4. Garis Panduan Pemilihan
Padankan dengan pH sistem
Sistem berasid & neutral yang lemah (pH 4–7): Pilih EDTA Disodium (gred universal)
Sistem beralkali (pH 8–11): Pilih EDTA Tetrasodium (keterlarutan tinggi & rintangan kealkalian yang kuat)
Sistem perubatan & biologi: Pilih EDTA Calcium Disodium (selamat untuk keseimbangan kalsium)
Kedudukan kapasiti kelat (mengikut berat yang sama)EDTA Disodium > EDTA Tetrasodium > EDTA Calcium Disodium
Pertimbangan keterlarutan
Formula-kepekatan tinggi & cepat{1}}: Lebih suka EDTA Tetrasodium
Formulasi biasa: Lebih suka EDTA Disodium
5. Salah Tanggapan Biasa
Mitos: EDTA Tetrasodium mempunyai keupayaan pengkelat yang paling kuat. Fakta: EDTA Disodium memiliki nilai pengkelat yang lebih tinggi bagi setiap unit berat. Tetrasodium unggul hanya dalam persekitaran beralkali dan keterlarutan tinggi.
Mitos: EDTA Calcium Disodium tidak boleh mengkelat logam. Fakta: Ia berkesan menyesarkan dan mengikat logam berat seperti plumbum dan merkuri, sambil membiarkan kalsium dan magnesium tidak disentuh.
6. Rumusan
EDTA Disodium: pH 4–7, kapasiti pengkelat tertinggi, chelator universal untuk formulasi asid & neutral.
EDTA Tetrasodium: pH 8–11, keterlarutan unggul, direka khas untuk sistem industri beralkali.
EDTA Kalsium Disodium: pH 6–9, khelasi terpilih untuk logam berat, eksklusif untuk kegunaan perubatan.