stringtranslate.com

Железо ЭДТА

Ferric EDTA — это координационный комплекс, образованный ионами железа и EDTA . EDTA имеет высокое сродство к ионам железа. Он дает желтоватые водные растворы . [1]

Синтез и структура

Растворы Fe(III)-ЭДТА получают путем объединения солей железа и водных растворов ЭДТА, известных как раствор Якобсона (ср. химическое уравнение (1) в таблице (1)). [2]

Вблизи нейтрального pH основным комплексом является [Fe(EDTA)(H 2 O)] , хотя большинство источников игнорируют аквалиганд . Анион [Fe(EDTA)(H 2 O)] кристаллизовался со многими катионами, например, тригидрат Na[Fe(EDTA)(H 2 O)] . 2H 2 O. [3] Соли , а также растворы имеют желто-коричневый цвет. При условии, что питательный раствор , в котором будет использоваться комплекс [Fe(EDTA)(H 2 O)] − , имеет pH не менее 5,5, все некомплексованное железо в результате неполной реакции синтеза все равно перейдет в хелатную форму трехвалентного железа. [4]

Использует

ЭДТА используется для растворения железа(III) в воде. В отсутствие ЭДТА или подобных хелатирующих агентов ионы железа образуют нерастворимые твердые вещества и, таким образом, не являются биодоступными. [1]

Вместе с пентетовой кислотой (DTPA) ЭДТА широко используется для связывания ионов металлов. В противном случае эти ионы металлов катализируют разложение перекиси водорода , которая используется для отбеливания целлюлозы в производстве бумаги . Ежегодно для этой цели производится несколько миллионов килограммов ЭДТА. [5]

Хелат железа обычно используется в сельскохозяйственных целях для лечения хлороза , состояния, при котором листья производят недостаточно хлорофилла . Железо и лиганд поглощаются корнями растений по отдельности , при этом высокостабильный хелат железа сначала восстанавливается до менее стабильного хелата железа. [6] В садоводстве хелат железа часто называют «секвестрированным железом» и используют в качестве тоника для растений, часто смешивая с другими питательными веществами и растительной пищей (например, морскими водорослями ). Его рекомендуют в декоративном садоводстве для подкормки вересковых растений, таких как рододендроны, если они растут на известковых почвах . Секвестрированное железо доступно вересковым растениям без корректировки pH почвы , и, таким образом, предотвращается хлороз, вызванный известью .

Железо ЭДТА может использоваться в качестве компонента для раствора Хогланда или питательного раствора Лонг Эштона . [7] Согласно Якобсону (1951) , [2] стабильность железа ЭДТА была проверена путем добавления 5 ppm железа в виде комплекса к раствору Хогланда при различных значениях pH. Потери железа не происходило ниже pH 6. В дополнение к оригинальному рецепту Якобсона и модифицированному протоколу Штайнера и ван Виндена (1970) , [4] обновленная версия для получения комплекса железа ЭДТА Нагеля и др. (2020) [8] представлена ​​в таблице (1).

Решение Якобсона

Таблица (1) для приготовления основного раствора ЭДТА железа

Образование Fe(III)-ЭДТА (FeY) можно описать следующим образом:

FeSO4 7H2O + K2H2Y + 1 / 4O2 → K[FeY(H2O ) ] . H2O + KHSO4 + 5,5H2O ( 1 ) [8 ]

Хелат железа также использовался в качестве приманки в химическом контроле слизней , улиток и кровельщиков в сельском хозяйстве Австралии и Новой Зеландии . Они имеют преимущества перед другими более широко используемыми ядовитыми веществами, поскольку их токсичность более специфична для моллюсков . [9]

ЭДТА железа используется в качестве фотографического отбеливателя для преобразования металлического серебра в соли серебра , которые впоследствии можно удалить.

Связанные производные

Помимо ЭДТА, для растворения железа в воде используется хелатирующий агент ЭДДГА . Он также может быть использован в сельскохозяйственных целях, доступен для растений. [10]

В терапии хелатирования железа дефероксамин используется для лечения избыточных запасов железа, т.е. гемохроматоза . [11]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Xue, Hanbin; Sigg, Laura; Kari, Franz Guenter (1995). «Видообразования EDTA в природных водах: кинетика обмена Fe-EDTA в речной воде». Environmental Science and Technology . 29 (1): 59–68. doi :10.1021/es00001a007. PMID  22200201.
  2. ^ ab Jacobson, L. (1951). «Поддержание запаса железа в питательных растворах путем однократного добавления тетраацетата этилендиамина железа и калия». Физиология растений . 26 (2): 411–413. doi :10.1104/pp.26.2.411. PMC 437509. PMID  16654380. 
  3. ^ Соланс, X.; Фонт Альтаба, М.; Гарсия-Орикайн, Дж. (1984). «Кристаллические структуры комплексов металлов этилендиаминтетраацетата. V. Структуры, содержащие анион [Fe(C10H12N2O8 ) ( H2O ) ]» . Acta Crystallographica Section C. 40 ( 4): 635–638. doi : 10.1107/S0108270184005151.
  4. ^ ab Steiner, AA; van Winden, H. (1970). «Рецепт солей железа этилендиаминтетрауксусной кислоты». Физиология растений . 46 (6): 862–863. doi :10.1104/pp.46.6.862. PMC 396702. PMID  16657561 . 
  5. ^ Дж. Роджер Харт «Этилендиаминтетрауксусная кислота и родственные хелатирующие агенты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. doi :10.1002/14356007.a10_095
  6. ^ Ван Дриель, В. (1964). «Влияние этилендиаминтетрауксусной кислоты железа на рост и метаболизм растений томата в водной культуре». Растение и почва . 20 : 85–104. doi :10.1007/BF01378101. S2CID  28252630.
  7. ^ Хьюитт Э. Дж. (1966). Методы культивирования в песке и воде, используемые при изучении питания растений. Фарнем-Ройял, Англия: Сельскохозяйственное бюро Содружества, стр. 547. Техническое сообщение № 22 (пересмотренное 2-е издание) Бюро Содружества по садоводству и плантационным культурам.
  8. ^ ab Nagel, KA; Lenz, H.; Kastenholz, B.; Gilmer, F.; Averesch, A.; Putz, A.; Heinz, K.; Fischbach, A.; Scharr, H.; Fiorani, F.; Walter, A.; Schurr, U. (2020). «Платформа GrowScreen-Agar позволяет идентифицировать фенотипическое разнообразие признаков роста корней и побегов растений, выращенных в агаре». Plant Methods . 16 (89): 1–17. doi : 10.1186/s13007-020-00631-3 . PMC 7310412 . PMID  32582364. 
  9. ^ Young CL, Armstrong GD (2001). «Слизни, улитки и приманки на основе железа: растущая проблема и решение с низким уровнем токсичности». Австралийское общество агрономии . Региональный институт . Получено 18 октября 2009 г.
  10. ^ Batra, PP; Maier, RH (1964). «Выделение и определение хелата трехвалентного железа этилендиаминди(о-гидроксифенилуксусной кислоты) в тканях растений». Растение и почва . 20 : 105–115. doi :10.1007/BF01378102. S2CID  9873911.
  11. ^ "Гемохроматоз: мониторинг и лечение". Национальный центр по врожденным дефектам и нарушениям развития (NCBDDD). 2007-11-01. Архивировано из оригинала 18 мая 2009 года . Получено 2009-10-18 .