螯合劑是什么？

螯合劑是一種能與重金屬反應，重構化學成分并促進穩定性，甚至與其它金屬，營養素或物質綁定的化合物或化學品。螯合劑自然存在，并且是許多生物過程的重要部分。它們能把營養轉移給植物，并幫助人和許多動物消化食物。在許多地方，還可以人造生產螯合劑，并且在工業和醫學領域有許多重要用途。這類因子在需要分解，隔離或清除重金屬離子時非常有用。

螯合劑的原理

這些因子的化學原理有些復雜，但基本原理就是綁定金屬離子，重構它們的核心結構和化學成分。大多數金屬有很接近鏈的化學結構，但螯合劑加入會形成環，因此也叫做配體。這種環結構使離子更加穩定，并幫助它們在不同環境輕松移動。

乙二胺（Ethylenediamine）是最常見的螯合劑之一，也是這些物質的一個極好實例。它的化學結構是C2H8N2。乙二胺被稱為多齒因子或雙齒配體，意味著能形成兩個鍵 — 每一個氮原子能綁定相同的金屬離子。取決于可以接受的金屬鍵數量，離子能與1，2或3個乙二胺分子形成螯合物。鍵越多，螯合的越穩定。

在自然界的作用

許多生命維持過程需要自然產生的螯合物，并且它們的形成離不開轉化物。維生素B12鈷鉻化合物就是一個實例。它是人類和大多數動物需要的膳食營養，但大多數情況下不能很好的被消化或吸收，除非與體內的某種螯合劑形成一個配體。血紅蛋白-鐵復合物在螯合作用后通過血液傳輸氧氣。同樣，葉綠素-鎂復合物是植物中光合作用的關鍵要素。這些過程如果沒有螯合劑參與會變慢，甚至不可能發生。

工業用途

螯合劑經常被當做去垢添加劑，穩定劑，防腐劑，味道和顏色保持劑用于工業生產。

乙二胺四乙酸（EDTA）是最流行的螯合劑之一，能與金屬離子形成四或六個鍵。EDTA被廣泛用于增強去污劑和肥皂的清潔能力，它能與水中的鎂和鈣金屬形成螯合物。這些因子還被用于紡織染料的顏色保持。

乙二胺四乙酸在有些地方還被當做食品添加劑使用。食物腐敗變質通常是由酶催化，需要特定的過度金屬參與。但EDTA能使破壞性酶失去作用，因此有食品防腐作用。此外，乙二胺四乙酸還能使導致食物失去顏色或味道的酶失活。

在醫學領域的重要性

螯合劑在許多醫學治療和試驗過程中很重要。它們可用于隔離和清除血液中的鈣離子，在手術期間保護血液。一些鉛中毒和其它金屬中毒治療也使用螯合劑。在因子進入血流時，它們會鎖定游離金屬離子，螯合它們，并將它們從血液清除，一般是從尿液排出體外。二巰基丙醇（Dimercaprol）就是一種常見的螯合劑。它能通過給金屬離子形成硫鍵，幫助清除銻、汞和砷等重金屬毒素。