Хелатные соединения: определение, использование и примеры

1.Что такое хелатирование?

Атом или ион металла взаимодействует с лигандом, содержащим два или более координирующих атома, с образованием комплекса с циклической структурой, который называется хелатом. Это лигандное вещество, которое может образовывать хелат, называется хелатирующим агентом, также известным как комплексообразующий агент.

В лиганде имеется два или более координирующих атома, и при этом он образует хелатирующее кольцо с центральным атомом (или ионом). Благодаря циклообразующему эффекту хелатирующего агента хелат более стабилен, чем нехелатирующее координационное соединение с аналогичным составом и структурой.

Большинство хелатирующих агентов являются органическими лигандами. Хелатирующий агент, который был обнаружен до сих пор, содержит до четырнадцати зубов. Наиболее распространенными координационными атомами в хелатирующих агентах являются кислород и азот, за которыми следуют сера, фосфор и мышьяк.

Использование «хелаторов» для описания этого типа соединений связано с тем, что молекулярная структура очень похожа на «краба», а две большие «клешни» зажимают атомы или ионы металлов.

2.Что такое хелатный эффект?

Хелат, образованный одним и тем же ионом металла и хелатирующим агентом, более стабилен, чем комплекс, образованный одним лигандом грызунов с тем же координационным атомом. Эта особая стабильность обусловлена образованием колец. Повышенная стабильность за счет образования хелатного кольца называется хелатирующим эффектом.

Стабильность хелата измеряется константой стабильности хелата. Чем больше константа стабильности, тем выше стабильность хелата. Предположим, что хелат, образованный хелатирующим агентом и ионом металла, представляет собой ML (простейший случай).

3. Для чего используется хелатирующий агент?

Хелирование имеет широкий спектр применения в химических исследованиях и промышленном производстве.

В химической промышленности и в процессе промышленного производства добавление хелатирующих агентов, чтобы ионы металлов образовывали хелаты с совершенно другими свойствами, является основным методом снижения и контроля концентрации ионов металлов.

Хелаты широко используются в процессах флотации полезных ископаемых, гидрометаллургии, извлечении и разделении металлических элементов, каталитическом синтезе веществ, умягчении воды, гальваническом процессе, фармацевтической промышленности, процессе окрашивания и т. д.

Хелаты широко используются при отбеливании химической, механической и обесцвеченной целлюлозы, где в качестве отбеливающих агентов используются перекись водорода и хлорноватистая кислота. Некоторые хелатирующие агенты могут быть использованы в медицине для лечения отравлений свинцом и ртутью.