Chelant Science

en chelant, noen ganger referert til som en sekvestrant eller en byggmester, er et spesialisert molekyl designet for å binde seg til positivt ladede metallioner, oftest kalsium og magnesium, i oppløsning og dermed forhindre at disse ionene danner uoppløselige utfellinger med andre ioner som kan være til stede. Det finnes to hovedtyper av chelanter, betegnet som harde og myke:

• Harde chelanter, FOR EKSEMPEL EDTA (etylendiamin tetra eddiksyre) og NTA (Nitrilo trieddiksyre), danner meget stabile komplekser med en 1:1 støkiometri. DET vil si at ET EDTA-molekyl reagerer med en enkelt metallion.Myke chelanter, for eksempel polymerer av akryl og maleinsyre, danner mindre stabile komplekser og fungerer ved å hindre krystallvekst i stedet for ved ekte chelering.

både kalsium-og magnesiumioner danner meget stabile uoppløselige utfellinger med karbonation. Bikarbonat er allestedsnærværende i overflatevann. Det er deprotonert for å gi karbonat ved høy pH i de fleste rengjøringsformuleringer. Uoppløselige utfellinger er vanskelige å fjerne uten bruk av en sur renere. Disse vanskelig å fjerne avleiringer kalles hardt vann skala, og dermed vann som inneholder kalsium og magnesiumioner er referert til som hardt vann. Det er to vanlige metoder for å håndtere hardt vann. Den første er å bruke mykt vann. Myknet vann har kalsium – og magnesiumioner fjernet. Dette oppnås ofte ved bruk av et vannmykner som utveksler natriumioner for kalsium-og magnesiumioner i løsningen. Den andre metoden er å bruke chelatorer i rengjøringsproduktformuleringen. Chelatering av kalsium – og magnesiumioner i oppløsning forhindrer også effektivt dannelsen av disse innskuddene.Kalsium – og magnesiumioner danner også uoppløselige utfellinger med mange anioniske overflateaktive stoffer, spesielt fettsyrekarboksylater (såpe). Dannelsen av kalsiumsåpekomplekser er så effektiv at konsentrasjonen av fritt overflateaktivt middel som er tilgjengelig for rengjøring, reduseres til effektivt null til alt kalsium er fjernet fra løsningen, enten ved chelering eller ved å danne uoppløselig såpeaddukt. Uten chelanten til stede i et rengjøringsmiddel ville mer overflateaktivt middel være nødvendig for å sikre at en effektiv konsentrasjon av fritt overflateaktivt middel var tilgjengelig for rengjøring. Med andre ord må forbrukeren bruke mer av rengjøringsproduktet for å oppnå et ønsket resultat. Videre vil den uoppløselige kalsiumsåpeaddukten utfelle fra løsningen på overflaten som skal rengjøres, noe som fører til et snusket utseende og en stiv følelse på det vasket stoffet. Således blir chelatorer som brukes til disse formål noen ganger referert til som «byggere» som de bidrar til å bygge videre på ytelsen til overflateaktivt middel.I tillegg til å myke vannet i rengjøringsløsningen, er chelanter også effektive for å fjerne noen flekker, spesielt de som har høy kalsiumkonsentrasjon som osteflett. Flekker har en kompleks og variert molekylstruktur, og mange inkluderer metallioner som kryssbinding og stabilisering av flekkstrukturen. Chelanter som er tilstede i rengjøringsløsningen, vil binde seg med disse forskjellige metallionene som bidrar til å fjerne dem fra flekken, og dermed svekke flekkstrukturen og lette fjerningen.

Utover kalsium og magnesium binder chelanter med alle polyvalente metallioner i oppløsning. Jern og mangan, selv om det er mindre utbredt, kan også føre til betydelige rengjøringsproblemer, inkludert dannelse av uoppløselige utfellinger som jernoksid, rust og mangandioksid. Derfor er spesialrengjøringsmidler ofte formulert med svært effektive jernkelatorer for å binde seg med disse ionene, og eliminerer igjen problemene de ellers kan forårsake…eller for å eliminere rust og jernflekker som allerede har dannet seg.

tabellen nedenfor viser mange eksempler på chelateringsmidler som brukes i formulerte produkter og deres teoretiske kapasitet til å binde med eller sekvestre kalsium fra vann for å forbedre rengjøringsytelsen: