Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) представляет собой органическое соединение, формула которого C₁₀H₁₆N₂O₈. Основная структура включает два аминных центра, соединённых этиленовой цепочкой, каждый из которых замещён карбоксильными группами. Это соединение относится к полиаминокарбоновым кислотам, обладающим способностью к комплексообразованию с ионами металлов.
Ключевым свойством ЭДТА является тетра- ионная природа при диссоциации, что обеспечивает формирование устойчивых хелатных комплексов. В водном растворе ЭДТА проявляет слабокислотные свойства: аминогруппы могут образовывать катионные формы, а карбоксильные группы — анионные. Это создает возможность одновременной координации различных металлов, что используется в аналитической химии и промышленности.
ЭДТА способна образовывать шести- или восьмичленные кольца при координации с ионами металлов, что повышает стабильность комплекса за счет эффекта хелатного кольца. Наиболее часто формируются комплексы с ионами кальция, магния, железа, меди, свинца и других двух- и трёхвалентных металлов.
Стабильность комплексных соединений зависит от pH раствора и природы металла. Например, комплекс с кальцием максимально стабилен при нейтральных и слабощелочных условиях, тогда как с железом(III) — при кислых. Важным параметром является константа стабильности (Kf), которая для ЭДТА-комплексов с большинством переходных металлов достигает высоких значений, что обеспечивает практически полное связывание ионов металлов в растворе.
ЭДТА широко используется для титриметрического определения катионов металлов — метод, известный как комплексометрия. Основные принципы метода:
Наиболее часто применяются индикаторы, способные формировать слабые комплексы с ионами металлов, такие как эрирохром черный Т для кальция и магния. Точка эквивалентности определяется визуально по изменению окраски индикатора.
ЭДТА образует натриевые, калиевые, аммониевые и другие соли, которые обладают высокой растворимостью в воде и стабильностью. Наиболее часто используется тетра-натриевая соль (Na₄EDTA). Соли ЭДТА применяются для:
Соли ЭДТА отличаются высокой устойчивостью к гидролизу и легко диссоциируют в воде, обеспечивая эффективное комплексирование металлов при широком диапазоне pH.
ЭДТА и её соли являются ключевыми реагентами аналитической химии, обладающими уникальной способностью избирательно и стабильно связывать катионы металлов, что обеспечивает высокую точность количественного анализа и широкое применение в промышленности и биохимии.