ادتا (EDTA) با نام کامل اتیلن دی آمین تترا استیک اسید، ترکیب کمپلکس کننده یون‌های فلزی است و به دلیل خاصیت برقراری پیوند با فلزات، در صنایع دارویی، کشاورزی، تصفیه آب، آرایشی بهداشتی، مواد غذایی و غیره کاربردهای گسترده‌ای دارد. این ماده شلاته کننده با ساختار پودر سفید و با داشتن بخش‌های آمینی و کربوکسیلی، تبدیل به گزینه‌ای ایده‌آل برای جذب فلزات شده است؛ اما این جذب و جایگزینی فلزات در هر صنعت چه اهمیتی دارد و چه دلایلی باعث ایجاد چنین ساختار و رفتاری در ادتا شده است؟ برای درک بهتر این موضوع ابتدا باید به این سوال پاسخ دهیم که edta ادتا چیست و چند نوع ادتا داریم. پس از آن به انواع کاربرد ادتا در صنایع می‌پردازیم و مزایا و معایبی که این ماده برای محیط زیست و زندگی انسان دارد را شرح می‌دهیم.
ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی ادتا
ساختار ادتا به گونه‌ای است که از یک حلقه اتیلن دی آمین تشکیل شده و 4 گروه کربوکسیلی به آن متصل است. این ترکیب با 2 گروه آمین و 4 گروه کربوکسیلی COOH، می‌تواند از 6 جهت با یون‌های فلزی ارتباط برقرار کند و کمپلکس پایدار تشکیل دهد. همین خاصیت در EDTA باعث می‌شود تا این ترکیب کمپلکس کننده جلوی واکنش‌های ناخواسته را بگیرد و این یون‌ها را غیرفعال کند. در جدول زیر برای آشنایی بیشتر با اتیلن دی آمین تترا استیک اسید، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی را آورده‌ایم:
| ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی ادتا (EDTA) | |
| نام کامل ادتا | اتیلن دی آمین تترا استیک اسید |
| فرمول ادتا | C10H16N2O8 |
| جرم مولکولی | 292.24 گرم بر مول |
| ساختار ادتا | پیوند 4 کربوکسیل با 2 آمین در زنجیر هیدروکربنی |
| شکل ظاهری | پودر کریستالی سفید |
| نقطه ذوب | 250 درجه سانتی‌گراد |
| نقطه جوش | به دلیل تجزیه در دماهای بالا، نقطه جوش گزارش نشده است. |
| حلالیت ادتا | به تنهایی حلالیت کم، اما به صورت نمک‌های ادتا حلالیت بالایی در آب دارد. |
| pH | 7.9-8.1 |
| مواد اولیه ادتا | تشکیل شده از اتیلن دی آمین و فرمالدهید در حضور سیانید سدیم یا سیانید پتاسیم |
معرفی انواع ادتا و ماهیت آنها
ساختار ادتا آزاد به گونه‌ای است که به فرم خالص، حلالیت بسیار کمتری در آب دارد و به خاطر pH پایین کاربرد خاصی در صنایع ندارد؛ اما فرم‌های نمک ادتا برخلاف خاصیت ادتا اسیدی، کاربرد گسترده‌ای در هر صنعت دارند و این اتفاق به دلیل خاصیت کمپلکس کنندگی در نمک‌های ادتا رخ می‌دهد. با توجه به اهمیت این کمپلکس‌ها، در ادامه انواع ادتا را معرفی کرده و تفاوت‌های هر یک را با در نظر گرفتن خواص ادتا شرح می‌دهیم:
مونو سدیم ادتا: ترکیب مونو کمتر شناخته شده است و با حلالیت نسبتا بالا در آب، کاربردهای محدودتری در صنعت دارد.
دی سدیم ادتا: این نمک حلالیت خوبی در آب دارد و با pH نزدیک به 7 به عنوان پایدار کننده و نگهدارنده در صنعت دارویی، غذایی و آرایشی بهداشتی استفاده می‌شود.
تری سدیم ادتا: خاصیت قلیایی این نمک باعث شده تا pH بالاتری نسبت به نوع دی سدیم داشته باشد. این ماده کاربرد به نسبت کمتری در مقایسه با دی و تترا سدیم ادتا دارد.
تترا سدیم ادتا: حلالیت بسیار بالا در آب با pH قلیایی نمک تترا سدیم ادتا باعث شده است تا این نمک اغلب در صنعت تصفیه آب، کاغذسازی و محصولات بهداشتی استفاده شود.
کلسیم دی سدیم: نمک کلسیم ادتا جزو نمک‌های دی سدیم است که با نام ادتا کلسیم نیز شناخته می‌شود و اغلب برای درمان مسمومیت غذایی ناشی از فلزات سنگین در پزشکی به کار گرفته می‌شود.
آشنایی با انواع کاربرد ادتا
با توجه به ساختار کمپلکس کنندگی ادتا، ما با نوعی ماده معدنی روبه‌رو هستیم که با همین خاصیت کاربردهای گسترده‌ای در هر صنعت از خود نشان می‌دهد. برای مثال سدیم ادتا از جمله انواع ادتا است که با کارکردهای گسترده در هر صنعت، توانسته به ماده‌ای پرفروش در بازار مواد شیمیایی تبدیل شود. در این بخش سراغ کاربرد انواع ادتا صنعتی می‌رویم و سپس اهمیت این ماده را در صنایع غذایی نیز بازگو می‌کنیم.
1. EDTA در صنعت کشاورزی
ادتا با ایجاد کمپلکس بین یون‌های فلزی مورد نیاز برای گیاهان مانند روی، مس، آهن، منگنز و غیره به جذب هر چه بهتر این یون‌ها برای ریشه گیاهان کمک می‌کند و با ایجاد شرایطی بهتر برای جذب ریزمغذی‌ها، رشد هر چه بهتر گیاهان را فراهم می‌سازد.
- در کشاورزی از محلول ادتا برای تهیه محلول‌های حاوی مواد مغذی گیاهان استفاده می‌شود و آن را به صورت محلول پاشی به خاک اضافه می‌کنند.
- EDTA با برقراری پیوند یون‌های فلزی در خاک مانع تشکیل رسوبات ناخواسته فلزی در خاک می‌شود و باعث می‌شود مواد مغذی با سایر فلزات واکنش‌های ناخواسته ندهند و به راحتی جذب خاک شوند.
- پودر ادتا با اضافه شدن به فرمولاسیون کودها باعث افزایش بهره وری مواد مغذی و از طرف دیگر جذب فلزات ناخواسته مانند سرب و کادمیوم می‌شود تا به این ترتیب اثرات زیانبار این فلزات در محیط زیست کم شود.
2. EDTA در پزشکی و داروسازی
اصلی‌ترین کاربرد edta در پزشکی، حذف یون‌های فلزی سمی مانند سرب از بدن است. تزریق امپول ادتا به بدن باعث می‌شود با جذب فلزات سمی، این مواد از بدن دفع شوند تا مسمومیت ناشی از فلزات سنگین از بین برود. علاوه‌براین ادتا به عنوان ماده ضدانعقاد خون نیز شناخته می‌شود و از لخته شدن خون جلوگیری می‌کند. از این رو ادتا در درمان بیماری‌های قلبی عروقی و بهبود جریان خون در رگ‌های قلبی نیز موثر است.
در تحقیقات پزشکی نیز EDTA در نقش ابزار تحقیقاتی برای مطالعه پروتئین و آنزیم به کار گرفته می‌شود. در واقع ادتا با آنزیم‌ها و پروتئین‌ها پیوند برقرار می‌کند تا عملکرد بیولوژیکی آنها بررسی شود.
در داروسازی از اتیلن دی آمین تترا استیک اسید برای پایدارسازی فرمولاسیون‌ها و جلوگیری از تجزیه زودهنگام داروها استفاده می‌شود. در اصل ادتا با تشکیل کمپلکس با یون‌های فلزی، جلوی اکسیداسیون را می‌گیرد و از طرف دیگر به افزایش حلالیت برخی داروها نیز کمک می‌کند. این ویژگی ادتا به خصوص در محلول‌های دارویی و تزریقی مشخص است.
3. کاربرد EDTA در دندانپزشکی
ادتا در حذف مواد معدنی لایه اسمیر در تمیز کردن کانال ریشه نقش دارد. این ماده با حذف این لایه به مواد ضدعفونی کننده اجازه می‌دهد بهتر به کانال ریشه نفوذ کنند. علاوه‌براین ادتا به شکل نمک، چسبندگی سیلرها و مواد پر کننده را بهبود می‌بخشد تا درمان‌های ریشه موفقیت‌آمیز باشد.
برخی ژل‌های شستشو در دندانپزشکی استفاده می‌شوند. این ژل‌ها حاوی ادتا هستند که باعث می‌شود ژل به عنوان تمیز کننده و کلاته کننده بهتر عمل کند. از این رو ادتا در درمان بیماری لثه نیز نقش دارد و با غلظت مناسب به حذف بقایای باکتریایی کمک می‌کند.
4. EDTA در صنایع غذایی
ادتا غذایی برای جلوگیری از اکسیداسیون روغن‌ها، چربی‌ها و مواد غذایی در صنایع به کار گرفته می‌شود. به عبارتی این ماده معدنی به بهبود طعم و رنگ محصولات غذایی کمک می‌کند و از تغییر طعم و رنگ ناشی از واکنش‌های شیمیایی جلوگیری می‌کند. علاوه‌براین نگهدارنده ادتا دیگر خصلت این ترکیب است که اثربخشی مواد نگهدارنده را افزایش می‌دهد و به از بین رفتن میکروارگانیسم‌ها و جلوگیری از فساد و خرابی محصولات منجر می‌شود.
ویژگی ایجاد کمپلکس توسط ادتا در صنایع غذایی باعث می‌شود تا از ایجاد رسوبات و واکنش برخی یون‌های فلزی با محصولات جلوگیری و طعم، رنگ و بافت مواد حفظ شود.
5. کاربرد ادتا در محصولات مرتبط با پوست و مو
نقش ادتا در محصولات مراقبت پوست و مو با افزایش عمر مفید محصولات، بهبود اثربخشی مواد و جلوگیری از تغییر رنگ و بو مشخص است. کاربردهای سدیم ادتا در صنعت محصولات مراقبت پوست و مو نیز اثباتی بر این موضوع است. این ترکیبات با کلاته کردن یون‌های فلزی از اکسید محصولات جلوگیری می‌کند و به حفط رنگ، بو و بافت محصولات کمک می‌کند. با حذف شدن یون‌های فلزی ناخواسته در این محصولات، مواد فعال عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند. این موضوع در کاربرد ادتا در شوینده نیز صادق است و ادتا در شامپو با حذف یون‌های فلزی، به بهبود عملکرد سورفکتانت‌ها کمک می‌کند.
مزایا و معایب استفاده از EDTA
هر چند که ادتا کاربرد گسترده‌ای در صنایع دارد؛ اما گستردگی کاربرد این ماده باعث نمی‌شود که ما با ماده‌ای بی‌نقص روبه‌رو باشیم. لذا با در نظر گرفتن کاربردهای ادتا ابتدا به بررسی مزایا و سپس معایب EDTA می‌پردازیم:
مزایای ادتا
- ادتا شیمی به عنوان عامل کیلیت کننده قوی در انواع ساختارها، با یون‌های فلزی کمپلکس برقرار می‌کند. این ویژگی به حذف آلاینده‌ها، جلوگیری از تشکیل یون‌های فلزی ناخواسته در محلول‌ها و ترکیبات مختلف صنعتی و جلوگیری از بروز واکنش‌های ناخواسته منجر می‌شود.
- برای کاهش سختی آب و حذف یون‌های فلزی مضر و با غلظت بالا در آب، از نمک‌های ادتا استفاده می‌کنند.
- این ترکیب را می‌توان به عنوان نگهدارنده ادتا نیز نام گذاری کرد، چرا که با جذب فلزات ناخواسته باعث بهبود کیفیت مواد و افزایش تاریخ انقضای محصولات می‌شود.
- ادتا ماده‌ای است که با اکسیداسیون و تخریب مواد فعال به بهبود کیفیت مواد و محصولات غذایی و صنعتی کمک می‌کند.
معایب ادتا
- ادتا شیمیایی در فرمولاسیون برخی مواد صنعتی تداخل ایجاد می‌کند و تاثیر منفی بر روی عملکرد مواد می‌گذارد. از این رو استفاده از ادتا باید طبق استانداردها و بررسی احتمال تداخلات این ماده با سایر ترکیبات و مواد شیمیایی انجام گیرد.
- استفاده از EDTA در صنایع غذایی با محدودیت‌هایی روبه‌رو است و حساسیت در این زمینه برای استفاده از ادتا بیشتر است.
- ممکن است برخی افراد نسبت به استفاده از نمک‌های ادتا حساسیت داشته باشند و این حساسیت باعث می‌شود به کار گیری ادتا در محصولات مراقبت پوستی با چالش‌هایی روبه‌رو باشد.
- با جذب شدن یون‌های فلزی ناخواسته با ادتا، در صورتی که این ترکیبات کمپلکس از محیط حذف نشوند، اثرات نامطلوبی در محیط زیست ایجاد می‌کنند.
چگونه EDTA به صنایع و محیط‌زیست کمک می‌کند؟
ادتا با نام اتیلن دی آمین تترا استیک اسید، 2 آمین و 4 کربوکسیل را در خود جای داده است. این ترکیب با تشکیل نمک‌های کمپلکس کننده، یون‌های فلزی ناخواسته و سمی را از محیط واکنش حذف می‌کند. همین خاصیت در ادتا باعث شده است تا کاربردهای این ترکیب از کشاورزی و صنایع غذایی گرفته تا محصولات مراقبت پوستی، پزشکی و داروسازی متغیر باشد. در این نوشته هر یک از این کاربردها را بررسی کردیم و دیدیم که ادتا تا چه اندازه در هر صنعت اهمیت دارد. از این رو بایستی هنگام به کار گیری EDTA جوانب احتیاط و نکات ایمنی رعایت شود تا بیشترین راندمان از خاصیت کلاته کنندگی آن به دست آید. ادتا به صورت خالص کاربرد چندانی ندارد؛ اما نمک‌های این ماده مانند دی سدیم ادتا و تترا سدیم ادتا از جمله موادی هستند که کاربرد گسترده‌ای در صنایع دارند. این مواد با اهمیت بالا در صنعت، در آوینا تجارت اطلس بدون واسطه و با قیمت عمده در اختیار خریداران قرار می‌گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این ترکیبات می‌توانید به صفحه محصولات آوینا تجارت اطلس سر بزنید.