اتیدرونیک اسید

اتیدرونیک اسید که با نام HEDP (1-Hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid)  نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی از خانواده بیس‌فسفونات‌ها است. این ماده به عنوان عامل شلاته‌کننده (Chelating Agent) و مهارکننده رسوب و خوردگی در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد.

ساختار اتیدرونیک اسید

ساختار مولکولی HEDP  شامل یک اتم کربن مرکزی است که به یک گروه هیدروکسیل (−OH) و دو گروه فسفونیک اسید (−PO₃H₂) متصل است. برخلاف تصور رایج، گروه متیل (−CH₃) در ساختار وجود ندارد. این ساختار به آن قابلیت اتصال قوی به یون‌های فلزی چندظرفیتی را می‌دهد و موجب عملکرد مؤثر آن در شلاته‌کردن یون‌هایی مانند Ca²⁺، Fe³⁺ و Cu²⁺ می‌شود.

ویژگی‌های اتیدرونیک اسید

• شکل ظاهری: معمولاً به صورت پودر کریستالی سفید رنگ یا مایع شفاف بی‌رنگ تا زرد کم‌رنگ بسته به گرید (خشک یا محلول آبی) و غلظت در دسترس است.

• حلالیت: در آب به‌خوبی و به‌طور کامل حل می‌شود.
  در اغلب حلال‌های آلی مانند اتانول، استون و بنزن نامحلول است، و تنها در برخی حلال‌های قطبی خاص مانند متانول به میزان اندک محلول است.
• پایداری:
  در برابر حرارت تا دمای حدود 180–200 درجه سانتی‌گراد نسبتاً پایدار است.
  در محدوده pH بین 2 تا 10 پایدار باقی می‌ماند و در این بازه عملکرد شلاته‌کنندگی و ضد‌رسوبی خوبی دارد.
  در pHهای بسیار قلیایی (>10) یا در حضور اکسیدکننده‌های قوی (مثل هیپوکلریت سدیم)، ممکن است تجزیه شود.
• خاصیت شلاته‌کنندگی (Chelating Agent):
  این ترکیب توانایی بسیار خوبی در اتصال به یون‌های فلزی چندظرفیتی مانند کلسیم (Ca²⁺)، آهن (Fe³⁺)، و مس (Cu²⁺) دارد و از تشکیل رسوب‌های معدنی مانند کربنات کلسیم و سولفات کلسیم جلوگیری می‌کند.

کاربردهای اتیدرونیک اسید

اتیدرونیک اسید به دلیل خواص منحصربه‌فردش در صنایع مختلفی استفاده می‌شه:

تصفیه آب صنعتی

• به‌عنوان مهارکننده رسوب و خوردگی در بویلرها، برج‌های خنک‌کننده، سیستم‌های آب شیرین‌کن (RO) و چیلرها

شوینده‌ها و پاک‌کننده‌ها

• به‌عنوان پایدارکننده سفیدکننده‌های پراکسیدی مانند H₂O₂
• جلوگیری از رسوب کلسیم و منیزیم در ماشین لباسشویی و ظرف‌شویی
• کمک به نرم‌کردن آب سخت

صنایع آرایشی و بهداشتی

• به‌طور مستقیم استفاده نمی‌شود؛ ولی در برخی فرمول‌های صنعتی (نه مصرف شخصی) به عنوان پاک‌کننده غیرمستقیم کاربرد دارد.

صنایع نساجی

• در فرآیندهای رنگرزی و تکمیل پارچه برای حذف یون‌های فلزی از حمام رنگ که می‌تونن در کیفیت رنگ اختلال ایجاد کنن و پایدارسازی رنگ

صنایع نفت و گاز

• برای جلوگیری از تشکیل رسوب در لوله‌ها و تجهیزات حفاری

کشاورزی

• نه به عنوان کود، بلکه در سیستم‌های آبیاری برای جلوگیری از رسوب و انسداد نازل‌ها

مزایای اتیدرونیک اسید

• کارایی بالا در غلظت کم: HEDP حتی در غلظت‌های پایین (معمولاً 1–10 mg/L) می‌تواند به‌طور مؤثر رسوبات فلزی و معدنی را مهار کند یا یون‌های فلزی را شلاته نماید. 

• پایداری شیمیایی مناسب در محدوده وسیع pH: HEDP  در محدوده pH  بین 2 تا 10 پایدار باقی می‌ماند و بدون تجزیه شدن، خاصیت شلاته‌کنندگی و ضد‌رسوبی خود را حفظ می‌کند.

• سازگاری با بسیاری از مواد افزودنی صنعتی: HEDP  می‌تواند با ترکیباتی مانند پلی‌کربوکسیلات‌ها، فسفات‌ها، پلیمرهای ضد رسوب، مواد ضد خوردگی، سفیدکننده‌ها (پراکسید هیدروژن) و سورفکتانت‌ها در فرمولاسیون‌های پیچیده بدون واکنش نامطلوب یا کاهش عملکرد ترکیب شود.

• مقرون‌به‌صرفه از نظر اقتصادی: در مقایسه با برخی دیگر از شلاته‌کننده‌ها مانند EDTA یا DTPA، قیمت HEDP کمتر است و با توجه به عملکرد بالایش در دوز کم، هزینه تمام‌شده سیستم‌های تصفیه یا کنترل رسوب را کاهش می‌دهد. همچنین نیاز به تمیزکاری کمتر و عمر طولانی‌تر تجهیزات را فراهم می‌کند.

• توانایی مهار رسوبات معدنی رایج مانند کربنات و سولفات کلسیم: HEDP  به یون‌های Ca²⁺ و Mg²⁺ متصل شده و از ایجاد رسوبات نامحلول مانند CaCO₃ (کربنات کلسیم) و CaSO₄ (سولفات کلسیم) جلوگیری می‌کند. همچنین از تشکیل زنگ‌آهن و رسوبات آهنی (Fe³⁺) در لوله‌ها و بویلرها جلوگیری می‌کند، که این موضوع برای پایداری سیستم‌های حرارتی، سرمایشی و آبیاری صنعتی حیاتی است.

معایب و ملاحظات ایمنی

• زیست‌تخریب‌پذیری پایین: در مقایسه با ترکیبات فسفاته ساده، HEDP در طبیعت کندتر تجزیه می‌شود.
• پتانسیل یوتروفیکاسیون: در صورت ورود به منابع آبی، به دلیل داشتن فسفر، ممکن است در رشد بیش از حد جلبک‌ها نقش داشته باشد.
• خورنده در غلظت بالا: در غلظت‌های بسیار بالا و شرایط خاص می‌تونه برای برخی فلزات خورنده باشه.
• تحریک‌کننده پوست و چشم در حالت غلیظ: استفاده از دستکش و عینک ایمنی هنگام کار توصیه می‌شود.
• کارایی محدود برای برخی فلزات: برای شلاته‌کردن برخی فلزات سنگین مانند سرب، HEDP به تنهایی کفایت نمی‌کند.

ایمنی و نگهداری  اتیدرونیک اسید

 شرایط نگهداری اتیدرونیک اسید