EDTA 全称乙二胺四乙酸,英文 Ethylenediaminetetraacetic Acid,分子式 C₁₀H₁₆N₂O₈,它是经典六齿螯合剂,结构式核心骨架是乙二胺,也就是两个氮原子通过一个乙撑基 - CH₂CH₂- 连接,每个氮原子上再连接两个乙酸基团 - CH₂COOH,一共四个羧基,所以叫做四乙酸,整个分子拥有 2 个氨基氮配位原子加上 4 个羧基氧配位原子,一共 6 个配位位点,可以和绝大多数金属离子形成稳定的 1 比 1 螯合物,这也是 EDTA 在滴定分析里面最核心的特点,考试经常会考 edta 的结构式,需要记住这个乙二胺骨架加四个乙酸支链的结构。
基础信息表
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 中文名称 | 乙二胺四乙酸 |
| 分子式 | C₁₀H₁₆N₂O₈ |
| 官能团 | 2 个叔胺氮 4 个羧基 |
| 配位原子 | 2 个 N + 4 个 O |
| 配位类型 | 六齿配体 |
| 配位比例 | 与金属离子一般 1:1 螯合 |
| 常用形式 | EDTA 二钠盐 |
结构式文字展开
HOOC-CH₂ CH₂-COOH
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N-CH₂-CH₂-N
/ \
HOOC-CH₂ CH₂-COOH
结构解读:中间是 - CH₂-CH₂- 把两个 N 连接起来,左右两个 N,每个 N 向外伸出两条 - CH₂COOH 乙酸链,一共四条乙酸支链,四个羧基,这就是 edta 的结构式主体。
深度知识点
1 存在形式,EDTA 在水溶液里面是多元酸,一共有六级解离,会有 H₆Y²⁺ H₅Y⁺ H₄Y H₃Y⁻ H₂Y²⁻ HY³⁻ Y⁴⁻多种存在形态,其中 Y⁴⁻是配位能力最强的形态,也就是完全脱质子的阴离子形态。
2 EDTA 二钠盐,实验室一般不用纯 EDTA 酸,因为它溶解度很低,大多使用 EDTA 二钠盐 Na₂H₂Y・2H₂O,这个盐溶解性更好,是配位滴定最常用试剂,它的结构就是两个羧基变成羧酸钠,骨架和 edta 的结构式保持不变。
3 螯合特点,六齿配体,配位的时候 N 和 O 同时和中心金属离子成键,形成多个五元环螯合物,五元环稳定性很高,所以 EDTA 金属配合物稳定常数很大。
4 易错点,很多同学容易把骨架写错,误写成两个 N 之间是别的碳链,必须是乙撑基 - CH₂CH₂-,并且每个 N 是连接两个乙酸,总共四个乙酸,不要少写支链。
识别 edta 的结构式的学习步骤
第一步,记住母核乙二胺 H₂NCH₂CH₂NH₂。
第二步,把两个 N 上的氢全部替换成 - CH₂COOH,得到四个乙酸支链。
第三步,识别配位原子,2 个 N,4 个羧基氧,一共六齿配体。
第四步,区分游离酸 EDTA 和 EDTA 二钠盐,两者骨架一致,只是羧基成盐。
综合来看,edta 的结构式就是乙二胺四乙酸,中心乙二胺骨架,四个乙酸取代基,六齿螯合配体,是分析化学配位滴定最重要的配体。
【常见问题】
问题 1 edta 的结构式里面有几个配位原子
回答 1 edta 的结构式里面一共有 6 个配位原子,分别是 2 个氨基氮原子和 4 个羧基氧原子,属于六齿配体。
问题 2 edta 的结构式和 EDTA 二钠盐结构一样吗
回答 2 edta 的结构式主体骨架是一样的,EDTA 二钠盐只是两个羧基变成羧酸钠,碳氮骨架没有改动,只是成盐形式。
问题 3 edta 的结构式是几元酸
回答 3 edta 的结构式乙二胺四乙酸属于六元酸,水溶液存在多种质子化形态,Y⁴⁻配位活性最高。
问题 4 edta 的结构式为什么可以形成五元螯合环
回答 4 edta 的结构式配位的时候,N O 和中心金属成键,原子排列刚好形成稳定五元环,五元环螯合效应强,所以 EDTA 配合物稳定性高。
【免责申明】
本文 edta 的结构式相关内容为化学学科科普,结构信息以大学分析化学教材为准,仅用于学习参考,不替代专业化学实验指导。
