螯合剂是什么？

螯合剂是一种能与重金属反应，重构化学成分并促进稳定性，甚至与其它金属，营养素或物质绑定的化合物或化学品。螯合剂自然存在，并且是许多生物过程的重要部分。它们能把营养转移给植物，并帮助人和许多动物消化食物。在许多地方，还可以人造生产螯合剂，并且在工业和医学领域有许多重要用途。这类因子在需要分解，隔离或清除重金属离子时非常有用。

螯合剂的原理

这些因子的化学原理有些复杂，但基本原理就是绑定金属离子，重构它们的核心结构和化学成分。大多数金属有很接近链的化学结构，但螯合剂加入会形成环，因此也叫做配体。这种环结构使离子更加稳定，并帮助它们在不同环境轻松移动。

乙二胺（Ethylenediamine）是最常见的螯合剂之一，也是这些物质的一个极好实例。它的化学结构是C2H8N2。乙二胺被称为多齿因子或双齿配体，意味着能形成两个键 — 每一个氮原子能绑定相同的金属离子。取决于可以接受的金属键数量，离子能与1，2或3个乙二胺分子形成螯合物。键越多，螯合的越稳定。

在自然界的作用

许多生命维持过程需要自然产生的螯合物，并且它们的形成离不开转化物。维生素B12钴铬化合物就是一个实例。它是人类和大多数动物需要的膳食营养，但大多数情况下不能很好的被消化或吸收，除非与体内的某种螯合剂形成一个配体。血红蛋白-铁复合物在螯合作用后通过血液传输氧气。同样，叶绿素-镁复合物是植物中光合作用的关键要素。这些过程如果没有螯合剂参与会变慢，甚至不可能发生。

工业用途

螯合剂经常被当做去垢添加剂，稳定剂，防腐剂，味道和颜色保持剂用于工业生产。

乙二胺四乙酸（EDTA）是最流行的螯合剂之一，能与金属离子形成四或六个键。EDTA被广泛用于增强去污剂和肥皂的清洁能力，它能与水中的镁和钙金属形成螯合物。这些因子还被用于纺织染料的颜色保持。

乙二胺四乙酸在有些地方还被当做食品添加剂使用。食物腐败变质通常是由酶催化，需要特定的过度金属参与。但EDTA能使破坏性酶失去作用，因此有食品防腐作用。此外，乙二胺四乙酸还能使导致食物失去颜色或味道的酶失活。

在医学领域的重要性

螯合剂在许多医学治疗和试验过程中很重要。它们可用于隔离和清除血液中的钙离子，在手术期间保护血液。一些铅中毒和其它金属中毒治疗也使用螯合剂。在因子进入血流时，它们会锁定游离金属离子，螯合它们，并将它们从血液清除，一般是从尿液排出体外。二巯基丙醇（Dimercaprol）就是一种常见的螯合剂。它能通过给金属离子形成硫键，帮助清除锑、汞和砷等重金属毒素。