اتیدرونیک اسید تثبیت کننده سختی آب و عامل کلات کننده است که هم در کاربردهای خانگی و هم صنعتی استفاده می شود. در اين محتوا تلاش شده است تا به معرفی فسفونات (HEDP)، توليد اتيدرونيک اسيد، ویژگیها و خواص اتيدرونيک اسيد، كاربرد اتیدرونیک اسید در تصفیه آب، نحوه تصفيه آب سخت، مزایا و معایب اتيدرونيک اسيد در تصفيه آب پرداخته شود.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
اتيدرونيک اسيد چیست؟
فسفونات (HEDP) به عنوان اسید اتیدرونیک نيز شناخته می شود. اين ماده دارای فرمول شیمیایی C2H8O7P2 می باشد و به خانواده فسفوناتها تعلق دارد. اتيدرونيک اسيد يا هیدروکسی اتیل دی فسفونیک اسید می تواند بیشتر به عامل کیلیت، بازدارنده های رسوب، تثبیت کننده ها و بازدارنده های خوردگی طبقه بندی می شود. فسفوناتها دارای ساختار کلی R-PO(OH)2 هستند. آنها با استرهای اسیدهای فسفریک با داشتن پیوند مستقیم بین اتم فسفر و کربن متفاوت هستند. اين اسيد راحت تر هیدرولیز می شود و در بیشتر مواقع در آب محلول است. اتيدرونيک اسيد از واکنش تری کلرید فسفر با اسید استیک یا از واکنش مخلوط اسید استیک/انیدرید استیک با اسید فسفریک تشکیل می شود.
ویژگیها و خواص اتيدرونيک اسيد
اتيدرونيک اسيد یا به اختصار HEDP مایعی بی رنگ يا بژ روشن با بویی مشخص است. علاوه بر شکل مایع، در صورت درخواست مشتريان، فسفونات به صورت گرانول جامد نيز عرضه می شود. این ترکیب آلی قابل انفجار نیست. وزن مولکولی آن (گرم بر مول) 206.03، چگالی (g/mL در 25 درجه سانتیگراد) 1.4، نقطه ذوب 199 و نقطه جوش 578.8 سانتیگراد، حلالیت در آب (گرم در 100 میلی لیتر در 20 درجه سانتیگراد) 1.5 است. شكل جامد آن به دلیل خلوص بالا، برای استفاده در مناطق زمستانی و یخبندان مناسب است. همچنين حالت جامد آن به عنوان عامل تمیز کننده در زمینه های الکترونیکی استفاده می شود.
اتيدرونيک اسيد دارای پایداری شیمیایی خوبی در شرایط pH بالا است. اين تركيب به سختی هیدرولیز می شود و به سختی در شرایط نور و حرارت معمولی تجزیه می شود. تحمل اکسیداسیون اسید و قلیايی و کلر آن بهتر از سایر اسیدهای فسفریک ارگانیک است. اين ماده در دمای کمتر از 250 درجه سانتیگراد اثرات بازدارندگی خوبی از رسوب و خوردگی نشان می دهد. اين خاصيت آن را برای استفاده در صنايع گوناگون مناسب می سازد.
کاربرد اتيدرونيک اسيد در صنعت آب
يکی از مهمترین کاربردهای اتيدرونيک اسيد، در صنعت آب و فاضلاب است. نزدیک به 50 سال است که فسفوناتها به عنوان افزودنی در تصفیه آب كاربرد دارند. از آنجا كه اتيدرونيک اسيد به طور کامل در آب محلول می شود، به عنوان یک بازدارنده بسیار خوب رسوب آهک، تثبیت کننده سختی آب و عامل کیلیت، به ویژه برای یونهای فلزی سه ظرفیتی مانند یونهای آهن، Fe3+ و یونهای فلزی ساده مانند آهن، روی و مس در نظر گرفته می شود.
به اين ترتيب اتیدرونیک اسید در تصفیه آب با خاصیت ضد رسوبی خود با ترکیب شدن با یونهای فلزی مانند کلسیم، آهن و مس می تواند از آلودگی آبهای زیرزمینی به این فلزات جلوگیری کند. همچنین این ماده از ایجاد لکه در استخرها جلوگیری می کند. اتيدرونيک اسيد در تصفيه آب سخت بسيار كارآمد است. آب سخت حاوی نمکهای کلسیم ( آب آهک) است. یونهای مثبت مانند کلسیم (Ca2+) کاملاً در تقسیم بار و تشکیل سه بعدی مولکولهای فسفونات قرار می گیرند. هر مولکول فسفونات می تواند دقیقاً یک یون کلسیم را در خود محصور کند. فسفوناتها، یونهای کلسیم را از آب خارج می کنند، بنابراین دیگر نمی توانند رسوب کلسیم (آهک) تشکیل دهند. کلسیم همراه با فسفونات موجود در آب شستشو و از بین می رود.
مزایای اتیدرونیک اسید در تصفیه آب
اتیدرونیک اسید در تصفیه آب، مقرون به صرفه است. در شرایط سخت بسیار محلول در آب و پایدار است، اين ويژگی برای تصفیه آب آن را بسيار ایده‌آل می نمايد. پایداری شیمیایی اتيدرونيک اسيد، آن را به شدت تجزیه پذیر می کند. لذا اين اسید به راحتی در تصفیه آب و فاضلاب حذف می شود. بنابراین استفاده از آن در همه جا مجاز است. اتيدرونيک اسيد در تصفيه آب دارای ويژگی بازدارنده مقیاس بالا، عملکرد بازدارنده خوردگی، پایداری شیمیایی قوی و سمیت کم است. هیدرولیز و تجزیه آن در شرایط نور و حرارت معمولی بسيار سخت است. اتيدرونيک اسيد همراه با سایر مواد شیمیایی تصفیه آب، اثرات هم افزایی خوبی نشان می دهد.
معایب اتیدرونیک اسید در تصفیه آب
اتیدرونیک اسید در تصفیه آب به دلیل داشتن گروه اسید فسفونیک در مولکولش، سازگار با محیط زیست نيست. نیمه عمر آن بیشتر از شصت روز طول می كشد. سمیت حاد کمی برای ماهیها و بی مهرگان دارد. اتيدرونيک اسيد در تصفيه آب، آسیب جدی برای سلامتی بدن ندارد اما ممكن است بر هموستاز کلسیم و آهن تاثير داشته باشد.
سوالات متداول اتیدرونیک اسید در تصفیه آب
1- كاربرد اتيدرونيک اسيد در صنايع چيست؟
اتيدرونيک اسيد به عنوان عامل کیلیت (به ویژه برای یونهای فلزی مانند آهن، مس و روی)، بازدارنده خوردگی و عامل تثبیت کننده (سختی آب، پراکسیدها) در صنایع شوینده، تصفیه آب، متالورژی و صنعت رنگرزی، صنایع آرایشی و بهداشتی، مصالح ساختمانی، عوامل جدا کننده در صنعت نساجی، در میدان نفتی مانند برق، پالایشگاه، صنایع شیمیایی، کود و متالورژی استفاده می شود.
2- نامهای ديگر اتيدرونيک اسيد چيست؟
نامهای ديگر اين ماده اتیدرونات، -1هیدروکسی اتیلیدین-1،1-دی فسفونیک اسید، هیدروکسی اتیل دی فسفونیک اسید، -هیدروکسی-1،1-اتاندییل استر، اکسی اتیل دی فسفونیک اسید می باشد.
3- كاربرد اتيدرونيک اسيد در پزشكی چيست؟
این ماده برای تقویت استخوانها و درمان پوکی استخوان استفاده می شود. بیس فسفوناتها در درجه اول فعالیت استئوکلاستیک را کاهش می دهند و از پوکی استخوان جلوگیری می کند. در طولانی مدت استحکام استخوان را افزایش می دهند.
4- كاربرد اسيد اتيدرونيک در شوينده ها چيست؟
این ماده در صنعت شوینده به عنوان ضد میکروبی و سفید کنندگی كاربرد دارد. این ترکیب شیمیایی با تثبیت سختی آب و پراکندگی ذرات آلوده، قادر است لکه ها را از بین ببرد.
5- آیا اسید اتیدرونیک برای بدن بی خطر است؟
بر اساس داده های موجود، مواد شیمیایی موجود در این گروه، آسیب جدی به سلامتی بدن ناشی از تماس مکرر خوراکی وارد نمی کند. اثرات سمی ناشی از قرار گرفتن در معرض مزمن با اسید اتیدرونیک و نمکهای آن به توانایی آن در کلات کردن یونهای فلزی و تأثیر بر هموستاز کلسیم و آهن مربوط می شود.
