Avainero – kelatoiva aine vs sekvestoimisaine
Kelaattorit ja sekvestrausaineet poistavat metalli-ioneja liuoksesta muodostamalla kompleksin kyseisen metalli-ionin kanssa. Tätä prosessia kutsutaan kelaatioksi. Sitä voidaan käyttää veden kovuuden tai raskasmetallien poistamiseen vedestä. Monilla kelaattoreilla ja sekvestranteilla on metalli-ionien mieltymykset, mikä tarkoittaa, että kelaattori tai sekvestrantti sitoutuu tiettyyn metalli-ioniin ennen kuin se sitoutuu muihin metalli-ioneihin tässä järjestelmässä. Keskeinen ero kelatoivan aineen ja sekvestroivan aineen välillä on, että kelatoiva aine voi sitoutua yhteen metalli-ioniin, kun taas sekvestraava aine voi sitoutua muutamaan metalli-ioniin kerrallaan.
Mikä on kelatoiva aine?
Kelatoiva aine on aine, jolla on kyky muodostaa useita sidoksia yhden metalli-ionin kanssa ja muodostaa kompleksin. Metalli-ioni ei voi osallistua mihinkään muuhun järjestelmässä tapahtuvaan reaktioon kompleksin muodostumisen vuoksi. Tätä kutsutaan kelaatioksi. Jos kelatoiva aine muodostaa kaksi sidosta metalli-ionien kanssa, kelatoivaa ainetta kutsutaan kaksihampaiseksi; jos se muodostaa enemmän sidoksia, sitä kutsutaan monihampaiseksi.
Kelatoiva aine muodostaa stabiileja vesiliukoisia metallikomplekseja. Tämä estää metallia osallistumasta normaaleihin reaktioihinsa. Kelatoiva aine muodostaa koordinaatiosidoksia metalli-ionin kanssa, mikä muuttaa metalli-ionin kemiallista rakennetta. Kelatointiaineet ovat erittäin tärkeitä kemiallisissa reaktioissa. Jos liuoksessa on kahden metalli-ionin seos, voimme lisätä kelatoivaa ainetta estämään toisen metalli-ionin häiritsemisen reaktioihin, jotta saadaan selville yhden metalli-ionin määrä liuoksessa. Kelatointiaineet ovat joko luonnollisia tai synteettisiä orgaanisia yhdisteitä, joita käytetään teollisissa tai biologisissa sovelluksissa.
Hyvä esimerkki kelatoivasta aineesta on etyleenidiamiini. Se voi muodostaa kaksi sidosta siirtymämetalli-ionien, kuten nikkeli (II) kanssa. Nikkeli-ionissa on kuusi kovalenttista elektronia; toisin sanoen siinä on kolme paria elektroneja. Siten kolme etyleenidiamiinimolekyyliä sitoutuu yhteen metalli-ioniin.
Toinen yleinen esimerkki on EDTA. Sitä käytetään enimmäkseen saippuoissa ja pesuaineissa, koska EDTA-molekyyli voi sitoutua kovan veden kalsium- ja magnesiumioneihin, mikä estää saippuoiden ja pesuaineiden puhdistusprosessin häiriöitä.
Kuva 01: EDTA-sidos yhdellä metalli-ionilla
Mikä on eristävä agentti?
Sekvestroivat aineet ovat kemiallisia aineita, jotka voivat sitoutua metalli-ioneihin liuoksessa. Sekvestroivan aineen ja metalli-ionien yhdistelmä muodostaa stabiilin, vesiliukoisen kompleksin. Tällöin kyseinen metalli-ioni ei voi käydä läpi muita reaktioita (reaktioita, jotka metalli-ioni käy läpi, kun eristävää ainetta ei ole). Vaikka sillä on sama vaikutus kuin kelatoivalla aineella, se eroaa kelatoivasta aineesta siinä, että se "pinnoittaa" metalli-ionin; Sekvestraavat aineet koostuvat harvoista aktiivisista kohdista, jotka voivat sitoutua metalli-ioneihin. Tämä saa aikaan sen, että eristävä aine on tehokkaampi kuin kelatoiva aine, koska kelatoiva aine voi sitoutua vain yhteen metalli-ioniin.
Useimmiten metalli-ionit muistuttavat ketjujärjestelyä. Sitten sekvestraavien aineiden sitoutuminen ketjujen päihin muodostaa rengasmaisen rakenteen, joka voidaan helposti poistaa.
Mitä yhtäläisyyksiä kelatoivan aineen ja sekvestroivan aineen välillä on?
- Sekvestrausaineet ovat myös eräänlainen kelatointiaine.
- Sekä kelatoivat että sekvestraavat aineet voivat sitoutua metalli-ioneihin liuoksessa ja estää metalli-ionin normaalien reaktioidensa.
- Kelaattorit ja sekvestrausaineet ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka voivat olla joko luonnollisia tai synteettisiä.
- Molemmat voivat muodostaa stabiileja, vesiliukoisia komplekseja metalli-ionien kanssa.
Mitä eroa on kelatoivalla aineella ja sekvestroivalla aineella?
kelatoiva aine vs sekvestoimisaine |
|
| Kelatointiaineet ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka voivat sitoutua metalli-ionin kanssa liuoksessa ja estää sen normaaleja reaktioita. | Sekvestroivat aineet ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka voivat sitoutua useisiin metalli-ioneihin liuoksessa ja estää sen normaaleja reaktioita. |
| Metalli-ionien määrä | |
| Kelaattorit sitoutuvat yhteen metalli-ioniin kerrallaan. | Sekvestroivat aineet voivat sitoutua useisiin metalli-ioneihin kerrallaan. |
| Aktiiviset sivustot | |
| Kelatointiaineissa on yksi aktiivinen kohta molekyyliä kohden. | Sekvestroivilla aineilla on vähän aktiivisia kohtia molekyyliä kohden. |
| Potentiaalia | |
| Kelaattorit ovat vähemmän tehokkaita, koska niissä on yksi aktiivinen kohta. | Sekvestoivat aineet ovat tehokkaampia useiden aktiivisten kohtien vuoksi. |
| Kompleksin muodostuminen | |
| Kelaattorit muodostavat monimutkaisia molekyylejä, jotka ovat vesiliukoisia. | Sekvestroivat aineet muodostavat rengasmaisia rakenteita, jotka voidaan poistaa liuoksesta. |
Yhteenveto – Kelatoiva aine vs sekvestoimisaine
Kelaattorit ja sekvestrausaineet ovat tärkeitä teollisissa, biologisissa ja lääketieteellisissä sovelluksissa. Se on hyödyllinen myös veden kovuuden poistamiseen. Vaikka kelaatin muodostavat aineet ja sekvestraavat aineet tekevät saman toiminnan järjestelmässä, ne ovat eri termejä. Suurin ero kelatoivan aineen ja sekvestroivan aineen välillä on, että kelatoiva aine voi sitoutua yhteen metalli-ioniin, kun taas sekvestraava aine voi sitoutua muutaman metalli-ionin kanssa kerrallaan.
Lataa PDF-versio kelatoivasta aineesta vs. sekvesterointiaineesta
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Kelatointiaineen ja sekvestointiaineen ero.
