اصطلاح «کلاته» برای اولین بار در دهه ۱۹۲۰ توسط پژوهشگران به کار گرفته شد، به این دلیل که این واژه تفکیک و نگهداری موادی که در فرآیند کلاتهسازی فلزاتی را به خوبی شرح میدهد. بیشتر کشاورزان اهمیت عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم را مد نظر قرار میدهند و به سایر عناصر بیتوجهند. ریزمغذیها حتی در مقادیر کمی برای رشد گیاهان ضروری هستند. بدون استفاده از فرم کلاته، این عناصر برای گیاهان در دسترس قرار نمیگیرند.
واژه “کلات” از واژه یونانی “Chele” گرفته شده که به معنای چنگ زدن و نگه داشتن توسط چنگال است.در زمینههای شیمی و مهندسی بسپار، به ترکیبی که دارای حداقل یک کاتیون فلزی یا یون هیدروژن است و حلقهای ناجور را تشکیل میدهد “کلات” یا “چنگاله” گفته میشود. چنگاله لیگاند دو یا چند دندانهای است، به این معنی که بیش از یک بخش از آن با فلز ترکیب میشود. لیگاند EDTA یا “اتیلن دی آمین تترا اسیتیک اسید” از بهترین نمونههای لیگاند در شیمی آلی فلزی است. در شیمی، کلاته فرآیندی است که در آن یک ترکیب شیمیایی با یک یون فلزی ترکیب شده و آن را به طور محکم نگه میدارد.
کلات کننده چیست؟
کلات کننده یا چنگالکننده یک نوع ماده یا ترکیب شیمیایی است که با اتصال به یونهای فلزی، یک ساختار حلقهای پایدارتر را ایجاد میکند. وقتی یک کلات کننده به یک یون فلزی متصل میشود، یک کمپلکس فلزی حلقهای تشکیل میدهد که فلز را به طور محکم نگه میدارد و از جدا شدن آن جلوگیری میکند. این فرآیند میتواند در مخازن مختلفی از شیمی، از جمله شیمی فلزات، شیمی آلی و حتی در پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.
فرایند کیلاتیون
فرایند کیلاتیون یا کیلیشن (chelation) یک فرآیند شیمیایی است که در آن یک یا چند لیگاند به یک یون فلزی متصل شده و یک کمپلکس فلزی حلقهای پایدار را تشکیل میدهند. این فرآیند میتواند به صورت زیر اتفاق بیفتد:
۱. شروع فرایند: در ابتدا، یک یون فلزی و یک یا چند لیگاند در محلولی با هم ترکیب میشوند.
۲. اتصال لیگاند به فلز: لیگاند یا لیگاندها با یون فلزی ترکیب میشوند و یک یا چند پیوند شیمیایی بین آنها شکل میگیرد. این پیوندها ممکن است به صورت کووالانسی یا مشترک باشند، که باعث ایجاد حلقههای پایدار در مولکول میشود.
۳. تشکیل کمپلکس فلزی: به عنوان نتیجه اتصال لیگاند به یون فلزی، یک کمپلکس فلزی حلقهای پایدار تشکیل میشود. این حلقه پایداری بیشتری به فلز ارائه میدهد و از جدا شدن آن جلوگیری میکند.
۴. پایداری و ویژگیهای کمپلکس: کمپلکس فلزی حاصل از فرایند کیلاتیون معمولاً پایدارتر و محلول در محلولهای آبی است. این ویژگیها میتواند در برخی از کاربردها مانند رسانایی فلزات، استخراج فلزات از محیط زیست و حتی درمان برخی بیماریها مفید باشد.
به طور کلی، فرایند کیلاتیون یک روش مهم در شیمی است که برای ایجاد ترکیبات فلزی پایدار و قابل استفاده در مختلف زمینهها مورد استفاده قرار میگیرد.
کلات کننده ادتا
کلات کننده EDTA (اختصار Ethylenediaminetetraacetic acid) یک ترکیب شیمیایی است که به عنوان یک لیگاند یا چنگال کننده در فرآیند کیلاتیون استفاده میشود. EDTA یک اسید آمینه چهارگانه است که دارای چهار گروه اسیدی است و به طور معمول در فرم اسیدی یا نمکهای آنیونی آن (مانند EDTA دی سدیم) موجود است.این ترکیب به خوبی با انواع فلزات مختلف فراورده میشود و کمپلکسهای پایدار حلقهای با فلزات ایجاد میکند. از این ویژگیها برای جذب فلزات سنگین از محیط زیست، نرمکنندههای آب، عاملهای پاکسازی و حتی درمان برخی مسمومیتهای فلزی استفاده میشود.از آنجا که EDTA میتواند با فلزات مختلف تشکیل کمپلکس بدهد، از جمله فلزاتی که به طور طبیعی در محیط زیست وجود دارند (مانند فلزات کروم، روی، سرب و مس)، این ترکیب به عنوان یک عامل زیست محیطی مهم و یک ماده شیمیایی کارآمد در بسیاری از صنایع شناخته شده است. اگر در صنایع خود نیاز به ادتا مرغوب دارید میتوانید فرایند خرید ادتا با کیفیت را از طریق وبسایت نگین تجارت انجام دهید.
کاربردهای کلات کننده ها
کلات کنندهها یا چنگالکنندهها در شیمی و صنایع مختلف کاربردهای متعددی دارند. برخی از کاربردهای اصلی آنها عبارتند از:
زیست محیطی:
کلات کنندهها برای حذف فلزات سنگین از محیط زیست استفاده میشوند. این شامل از بین بردن فلزات سنگین از آبهای آلوده و خاکهای آلوده است که ممکن است منجر به آلودگی محیط زیست و بهداشت عمومی شود.
شیمی تحلیلی:
کلات کنندهها به عنوان عوامل کمکی در روشهای تجزیه و تحلیل شیمیایی برای جداسازی و تشخیص فلزات استفاده میشوند. این شامل روشهایی مانند کروماتوگرافی، طیفسنجی جذب اتمی، و غیره میشود.
پزشکی:
کلات کنندهها برای درمان مسمومیتهای فلزی مانند مسمومیت با سرب یا جذب اورانیوم در پروسههای غسیل کلیه مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین، آنها به عنوان عوامل مختصر کننده در روشهای تصویربرداری پزشکی مانند MRI نیز استفاده میشوند.
صنایع غذایی:
کلات کنندهها به عنوان افزودنیهای غذایی در صنایع غذایی مورد استفاده قرار میگیرند، به ویژه برای افزایش پایداری فلزات و جلوگیری از تغییر رنگ، بو و طعم در مواد غذایی.
صنایع محصولات آرایشی و بهداشتی:
در صنایع مانند آرایشی و بهداشتی، کلات کنندهها برای افزایش پایداری و کیفیت محصولات مورد استفاده قرار میگیرند، به ویژه در فرمولاسیونهای شامپو، کرمهای ضد آفتاب و محصولات مراقبت از پوست.
در کل، کلات کنندهها به عنوان یک ابزار مهم در شیمی، صنایع مختلف و زندگی روزمره انسانها با اهمیت استفاده میشوند و نقش مهمی در بهبود کیفیت محیط زیست و بهداشت عمومی ایفا میکنند.
کاربرد عوامل کلات کننده در شوینده ها
عوامل کلات کننده در شویندهها به عنوان یکی از اجزای اصلی تشکیلدهنده شویندهها عمل میکنند و وظیفه مهمی در بهبود عملکرد شویندهها دارند. عوامل کلات کننده میتوانند با فعال کردن یونهای فلزی موجود در آب، موجب جلوگیری از ایجاد رسوبات سختی آب شوند. این رسوبات معمولاً شامل کربناتها، سولفاتها و آهن میشوند که ممکن است بر روی سطوح و تجهیزات برنامههای آبی، مانند ماشین لباسشویی و ظرفشویی، رسوب کنند. با جلوگیری از این رسوبات، کارایی شویندهها افزایش مییابد و عمر مفید تجهیزات آبی طولانیتر میشود.عوامل کلات کننده میتوانند با تشکیل کمپلکسهای پایدار با یونهای فلزی موجود در آب، از تشکیل رسوبات معدنی مانند رسوبات کربنات کلسیم یا منگنز در دستگاههای شوینده جلوگیری کنند. این باعث بهبود عملکرد شویندهها و جلوگیری از آسیب به تجهیزات و سطوح مورد شستشو میشود.عوامل کلات کننده میتوانند با افزایش میزان انحلال فلزات و رسوبات موجود در آب، کارایی شویندهها را بهبود بخشیده و کیفیت شستشو را ارتقا دهند.استفاده از عوامل کلات کننده در شویندهها میتواند منجر به کاهش میزان استفاده از آب در فرآیند شستشو شود. با جلوگیری از تشکیل رسوبات سختی آب و رسوبات معدنی، نیاز به آب برای شستشو کاهش مییابد و میزان کفایت شویندهها افزایش مییابد.در کل، عوامل کلات کننده در شویندهها نقش مهمی در بهبود عملکرد، افزایش کارایی و کاهش مصرف منابع آبی دارند و بهبود کیفیت شستشو را فراهم میکنند.
کاربرد کلات کننده ها در کودها
شلاتورها یا کلاتکنندهها در کودها نقش مهمی را ایفا میکنند، به طور خاص در اصلاح و تقویت خاکها و بهبود جذب عناصر غذایی توسط گیاهان. در اینجا چند کاربرد اصلی آنها در کودها را بررسی میکنیم:
اصلاح pH خاک:
یکی از کاربردهای اصلی شلاتورها در کودها، اصلاح pH خاک است. برخی از شلاتورها میتوانند به عنوان مواد بافر و محافظ در برابر تغییرات pH خاک عمل کنند. به عنوان مثال، اگر خاک اسیدی باشد، افزودن شلاتورهای با pH بالا میتواند باعث افزایش pH و اصلاح اسیدیته خاک شود.
۲.افزایش جذب عناصر غذایی:
شلاتورها میتوانند با ایجاد کمپلکسهای پایدار با فلزات، بهبود جذب عناصر غذایی توسط گیاهان را تسهیل کنند. برخی از عناصر غذایی مانند روی، مس، و آهن ممکن است به صورت فرمهای غیرقابل دسترس برای گیاهان در خاک وجود داشته باشند. استفاده از شلاتورها میتواند این فرایند را بهبود بخشیده و جذب این عناصر توسط گیاهان را افزایش دهد.
۳.افزایش کارایی کودها:
با افزودن شلاتورها به کودها، کارایی و اثربخشی آنها میتواند افزایش یابد. این افزایش کارایی ممکن است به دلیل افزایش جذب عناصر غذایی توسط گیاهان، اصلاح pH خاک، و یا افزایش حلالیت عناصر غذایی باشد.
۴.حفاظت از محیط زیست:
برخی از شلاتورها میتوانند به عنوان مواد مخرب زیست محیطی، مانند سنگین متالها، عمل کنند. با استفاده از شلاتورها در کودها، میتوان از جذب زیاد این مواد مخرب توسط گیاهان و وارد شدن آنها به زنجیره غذایی جلوگیری کرد و محیط زیست را حفظ کرد.
به طور کلی، شلاتورها در کودها نقش مهمی در بهبود خصوصیات خاک، افزایش کارایی کودها، و حفظ محیط زیست دارند. استفاده مناسب و مسئولانه از آنها میتواند به بهبود عملکرد کشاورزی و حفظ منابع طبیعی کمک کند.
کود کلات چیست؟
کود کلات یا کودهای کلات کننده، کودهایی هستند که حاوی مواد کلات کننده یا شلاتورها هستند. این کودها برای بهبود کیفیت خاک و افزایش جذب عناصر غذایی توسط گیاهان استفاده میشوند. مواد کلات کننده معمولاً مواد آلی یا معدنی هستند که با فلزات مختلف ترکیب میشوند و کمپلکسهای پایدار حلقهای را تشکیل میدهند.از کودهای کلات کننده بهطور گسترده در کشاورزی استفاده میشود. این کودها به طور معمول به خاک اضافه میشوند تا باعث افزایش جذب عناصر غذایی توسط گیاهان شوند و کمک کنند تا خاک بهتری برای رشد و توسعه گیاهان فراهم شود.
مزایای استفاده از کودهای کلات شامل افزایش تولید، بهبود کیفیت محصولات کشاورزی، کاهش نیاز به مصرف کودهای شیمیایی مخرب و بهبود سلامتی خاک است. همچنین، استفاده از این کودها میتواند به حفظ محیط زیست کمک کند زیرا کمک به کاهش استفاده از کودهای شیمیایی و پایداری طبیعت محیطی میکند.با این حال، استفاده از کودهای کلات نیازمند دقت و مراقبت است زیرا میزان استفاده نادرست ممکن است منجر به افزایش زیاد عناصر غذایی در خاک و آب شود که میتواند منجر به آلودگی زیست محیطی شود. بنابراین، استفاده از کودهای کلات باید بهطور متناسب و با رعایت دستورالعملهای توصیه شده انجام شود.
عوامل کلات در صنعت آرایشی و بهداشتی
در صنعت آرایشی و بهداشتی، عوامل کلات یا مواد با قابلیت کلات کنندگی معمولاً به عنوان عوامل موثر و مفید شناخته میشوند. این عوامل معمولاً به عنوان لیگاندها یا مواد موثر فرمولاسیونهای مختلف محصولات آرایشی و بهداشتی استفاده میشوند. برخی از عوامل کلات میتوانند به عنوان آنتیاکسیدانها عمل کنند که از عوامل آلی و معدنی متنوعی میتوانند به دست آمده و به محصولات آرایشی و بهداشتی اضافه شوند. این عوامل میتوانند از آسیب پوست ناشی از عوامل آزاد کننده رادیکال و پیری زودرس پوست جلوگیری کنند.برخی از عوامل کلات میتوانند در فرمولاسیون محصولات مراقبت از پوست، بهبود جذب و استفاده از عناصر غذایی برای پوست کمک کنند. این عوامل میتوانند از جمله ویتامینها، مواد معدنی و مواد غذایی دیگر باشند که به طور مستقیم توسط پوست جذب میشوند.
بعضی دیگر از عوامل کلات نیز به عنوان مواد حفظ کننده و پایدار کننده در فرمولاسیون محصولات آرایشی و بهداشتی استفاده میشوند. این مواد میتوانند از فساد، اکسیداسیون و تغییرات شیمیایی دیگری که ممکن است در محصولات رخ دهد، جلوگیری کنند و ماندگاری محصولات را افزایش دهند.همچنین عوامل کلات میتوانند به عنوان مواد مرطوبکننده و نرمکننده در فرمولاسیون محصولات آرایشی و بهداشتی استفاده شوند. این عوامل میتوانند باعث بهبود نرمی و لطافت پوست شوند و پوست را مرطوب نگه دارند.با این حال، برای استفاده از عوامل کلات در محصولات آرایشی و بهداشتی، لازم است که مطمئن شوید که این مواد با استانداردهای ایمنی و بهداشتی مطابقت دارند و در ترکیبات محصولات به درستی استفاده شدهاند.
کاربرد کلات در پزشکی
کلاتها در پزشکی کاربردهای متعددی دارند و از آنها به عنوان عوامل مهم در تشخیص، درمان و پیشگیری از بیماریها استفاده میشود. یکی از کاربردهای مهم کلاتها در پزشکی، درمان مسمومیت با فلزات سنگین مانند سرب، جیوه، و روی است. کلاتها میتوانند با ایجاد کمپلکسهای پایدار با این فلزات، آنها را از بدن حذف کنند و مسمومیت را درمان کنند. برخی از کلاتها به عنوان عوامل کلات کننده در تصویربرداری پزشکی استفاده میشوند. به عنوان مثال، مواد کلات کننده معمولاً در رادیوفارماسوتیکالها استفاده میشوند که برای تصویربرداری تشدید شده (مثل PET scan) استفاده میشوند.کلاتها نیز برای درمان مسمومیت با مس استفاده میشوند. EDTA (ایتالن دیآمین تترااستیک اسید) به عنوان یک کلات کننده معروف است که برای حذف مس از بدن در موارد مسمومیت با مس استفاده میشود.
کلاتها ممکن است در درمان برخی از بیماریهای باکتریایی موثر باشند، مانند آماروزیس. برخی از کلاتها میتوانند به عنوان آنتیمیکروبیالها عمل کنند و با ایجاد کمپلکسهای باکتریایی، رشد و گسترش باکتریها را مهار کنند. در برخی از موارد، کلاتها میتوانند برای کاهش رسوبات کلسیمی در عروق استفاده شوند. این مواد میتوانند با کمک به کمپلکسهای پایداری با کلسیم، از رشد و توسعه رسوبات کلسیم در دیوارههای عروق جلوگیری کنند.در کل، کلاتها در پزشکی به عنوان عوامل موثر و مفید شناخته میشوند که در تشخیص، درمان و پیشگیری از بیماریها مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، استفاده از آنها نیازمند دقت و توجه به استانداردهای ایمنی و مصرف صحیح است.
نحوه ی عملکرد کلات کننده
کلات کنندهها یا شلاتورها نقش مهمی در شیمی و بیولوژی دارند. این ترکیبات معمولاً مواد آلی یا معدنی هستند که با یک یا چند فلز مختلف ترکیب میشوند و کمپلکسهای پایدار حلقهای را تشکیل میدهند. عملکرد کلات کنندهها به دلیل قابلیت تشکیل پیوندهای شیمیایی با یونهای فلزی میباشد. در اینجا چند مرحله از عملکرد کلات کنندهها را بررسی میکنیم:
۱.تشکیل کمپلکسهای حلقهای
کلات کنندهها با ایجاد پیوندهای شیمیایی با یونهای فلزی، کمپلکسهای پایدار حلقهای را تشکیل میدهند. این پیوندهای شیمیایی معمولاً از نوع لیگاند فعال هستند که از انواع مختلفی از اتمها و گروههای عضوی و معدنی تشکیل شدهاند.
۲.افزایش حلالیت فلزات
یکی از اثرات مهم کلات کنندهها افزایش حلالیت فلزات است. با تشکیل کمپلکسهای حلقهای، فلزاتی که ممکن است در شرایط طبیعی حلالیت کمی داشته باشند، حلالیت بیشتری پیدا میکنند که این امر میتواند به راحتی جذب و استفاده از این فلزات توسط سلولها و ارگانیسمها را تسهیل کند.
۳.تثبیت فلزات سمی
کلات کنندهها میتوانند به عنوان عوامل کلات کننده در درمان مسمومیت با فلزات سنگین مانند سرب، جیوه، و روی استفاده شوند. با تشکیل کمپلکسهای پایدار با این فلزات، آنها از بدن حذف شده و مسمومیت را درمان میکنند.
۴.استفاده در تحقیقات و داروسازی
کلات کنندهها در تحقیقات شیمیایی و بیولوژیکی بسیار مورد استفاده هستند. آنها میتوانند به عنوان لیگاند در سنتز ترکیبات شیمیایی مورد استفاده قرار بگیرند و همچنین در فرآیند تولید داروها نیز کاربرد دارند.
در کل، کلات کنندهها با تشکیل کمپلکسهای پایدار با فلزات، افزایش حلالیت فلزات، و تثبیت فلزات سمی، نقش مهمی در شیمی و بیولوژی دارند و در مختلف زمینههایی از جمله درمان بیماریها، تحقیقات علمی، و صنایع داروسازی مورد استفاده قرار میگیرند.