Для интересующихся!

Синтез первых комплексонов выполнен в конце XIX в. В 20 - 30 годы 20-го века Промышленное производств комплексонов началось в 1930 году, когда германская фирма "I.G. Farben Industry" выпустила на мировой рынок два комплексона для умягчения воды. Комплексоны были запатентованы и появились на рынке под стандартным названием "трилон" - трилон А, трилон Б. В 1940 - 1950 годы эти соединения интенсивно исследуются в лаборатории профессора Г. Шварценбаха (1904 - 1978) в Цюрихском университете. Термин "комплексоны" предложен Шварценбахом в 1945 году. В 1940 - 1980 годы происходит бурный рост производства комплексонов, их выпуском занимается более 50 крупнейших фирм и компаний США, Швейцарии, Японии, Германии, Венгрии и других стран. Ассортимент ведущих фирм в настоящее время составляет более 200 наименований.

Исторически первым аналитическим методом, основанном на образовании прочных комплексов ЭДТА с ионами Mg²⁺ и Ca²⁺, было определение жесткости воды. Однако настоящий расцвет комплексонометрических методов в титриметрии начался после открытия металлохромных индикаторов – веществ, образующих окрашенные соединения с ионами металлов. Окраска этих индикаторов изменяется также в зависимости от рН раствора. Открытие металлоиндикаторов произошло в результате случайного наблюдения в лаборатории проф. Г. Шварценбаха. Наряду с другими соединениями там исследовали урамилдиуксусную кислоту. Когда после работы с урамилдиуксусной кислотой посуду мыли обычной водопроводной водой, то наблюдалось резкое изменение окраски. Оказалось, что в результате окисления урамилдиуксусной кислоты кислородом воздуха образуются небольшие количества мурексида (аммонийная соль пурпуровой кислоты). При взаимодействии мурексида с ионами кальция образуются ярко окрашенное соединение. В настоящее время он применяется при комплексонометрическом определении кальция, кобальта, никеля, меди и др.

Одним из наиболее популярных индикаторов стала натриевая соль (1-окси-2-нафтилазо)-6-нитро-2-нафтол-4-сульфокислоты, известная как эриохромовый черный Т. В кислом растворе индикатор окрашивается в красный цвет, в аммиачном – в синий, а с ионами магния, кадмия, цинка, марганца и другими образует окрашенные комплексы красного цвета. С ионами металла индикатор образует связи через атомы азота и атомы кислорода гидроксильных групп. Многие металлы (кобальт, медь, свинец, ртуть и др.) образуют с индикатором очень прочные комплексы, намного превышающие прочность комплексов с комплексоном. Поэтому прочные металл-индикаторные комплексы с комплексоном не реагируют, и изменения цвета в точке эквивалентности не происходит (как говорят, индикатор "блокирован"). В этих случаях используют известный в аналитической химии прием обратного титрования (титрования по остатку). К анализируемому раствору добавляется заведомый избыток титрованного раствора комплексона, а затем не вступившее в реакцию количество комплексона оттитровывается раствором соли магния или цинка. При таком титровании цвет раствора изменяется от синего к красному. Кроме мурексида и эриохромового черного, в комплексонометрии применяются многие другие индикаторы - ксиленоловый оранжевый, пирокатехиновый фиолетовый и др., а также реактивы, дающие цветную реакцию с определяемым ионом (например, железо (III) можно титровать, используя в качестве индикатора сульфосалициловую кислоту).

ОЧИСТКА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИОННАЯ ОБРАБОТКА ВОДЫ С применением КОМПЛЕКСОНОВ

Многократное использование ограниченных объемов воды и использование сточных вод в контурах охлаждения приводит к загрязнению систем теплообмена отложениями малорастворимых солей и продуктами коррозии. Применение комплексонов, растворяющих соли, позволяет проводить периодическую химическую очистку оборудования, а добавка фосфорсодержащих комплексонов ингибирует солеотложение. Уникальная способность фосфорсодержащих комплексонов проявлять эффект субстехиометрии позволяет путем введения микродоз предотвращать образование осадков даже в пересыщенных растворах. Обработанная комплексоном вода может длительное время эксплуатироваться в водооборотных системах охлаждения в безотмывочном режиме, сокращая расход топлива, воды, металла и объем сточных вод. Эффективной оказалась такая обработка воды в теплообменниках надводных и подводных судов с атомными реакторами, тепловых и атомных электростанций и в других областях.

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСОНОВ И КОМПЛЕКСОНАТОВ

В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Хотя для нормального безболезненного протекания процессов жизнедеятельности необходимы, по утверждению специалистов, все элементы Периодической системы, все же роль некоторых из них особенно заметна. Это так называемые металлы жизни, или биометаллы, – натрий, калий, магний, кальций, цинк, марганец, железо, кобальт, медь и молибден (всего 10 элементов). При недостаточном поступлении биометаллов в организм растений снижается урожай, возникают болезни и т.д. Большое значение имеют металлы жизни и для животных. Микроэлементы, особенно кобальт, медь, цинк, марганец, участвуя в образовании ферментов, определяют рост, развитие, размножение и другие процессы, протекающие в организме.

Одно из наиболее тяжелых и часто встречающихся заболеваний растений - хлороз. Успехи в борьбе с хлорозом появились при применении комплексонатов железа и различных композиций на их основе. В результате сложных физико-химических процессов взаимодействия малорастворимого комплексоната железа с компонентами почвы и корневой системой растений создаются условия для равномерного и достаточного поступления железа к растению.

Широко практикуется введение в рацион сельскохозяйственных животных комплексонатов металлов как источников макро- и микроэлементов, витаминов и других биологически активных соединений. Например, в качестве источника железа для гемоглобина используется этилендиаминтетраацетат железа, успешно применяющийся при лечении анемии.

Перспективно применение комплексонов для увеличения сроков хранения пищевого сырья и продуктов питания. Порча масла, мяса, рыбы, соков и вин при хранении в значительной степени связана с процессами их окисления, которое катализируется катионами тяжелых металлов. Комплексоны связывают ионы катализаторов в каталитически неактивные комплексы при этом стабилизируется качество пищевых продуктов. Например, основной причиной помутнения вин и коньяков при хранении является повышенное содержание катионов металлов, чаще всего железа. Для его удаления ранее использовали K₄Fe(CN)₆. Это был сложный процесс, так как не всегда удавалось провести полную деметаллизацию напитка, в отдельных случаях выделялась высокотоксичная синильная кислота, трудно было утилизировать или уничтожить осадок. Проблема решена добавлением в напитки фосфорилированных комплексонов.