χηλισμός

Χημική αντίδραση, που οδηγεί στον σχηματισμό κυκλικών ενώσεων, ιδιαίτερα σταθερών, μεταξύ μεταλλικών ατόμων και οργανικών μορίων· οι ενώσεις αυτές ονομάζονται χηλικές. Ο όρος χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1920 από τους Μόργκαν και Ντριου, και προέρχεται από την ελληνική λέξη χηλή (= το σκέλος της λαβίδας, της τανάλιας) και υποδηλώνει με σαφήνεια το γεγονός ότι τα μεταλλικά άτομα πιάνονται από τα οργανικά μόρια. Ο χ. παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον, τόσο στην αναλυτική χημεία, για τον χαρακτηριστικό διαχωρισμό των μεταλλικών ιόντων που βρίσκονται σε μικρές ποσότητες, όσο και στις περιπτώσεις κατά τις οποίες χρειάζεται να απομακρυνθεί εντελώς από ένα περιβάλλον ένα ορισμένο μεταλλικό ιόν. Οι αντιδράσεις χ. χαρακτηρίζονται από τον ιδιαίτερο τύπο δεσμών που δημιουργούνται μεταξύ μεταλλικού ατόμου και οργανικού μορίου, και οι οποίοι δικαιολογούν την ιδιαίτερη σταθερότητα των χηλικών ενώσεων. Πρόκειται γενικά περί δεσμών συνδιάταξης που συμβατικά σημειώνονται με βέλη κατά τη γραφή των χημικών τύπων. Οι χηλικοί δακτύλιοι, που είναι περισσότερο σταθεροί, είναι εκείνοι που έχουν 5 ή 6 μέλη. Φυσικές χηλικές ενώσεις ιδιαίτερου ενδιαφέροντος θεωρούνται η χλωροφύλλη και η αιμοσφαιρίνη· στην πρώτη το μέταλλο είναι το μαγνήσιο, στη δεύτερη ο σίδηρος. Τα χηλικά μπορούν να είναι διαλυτά ή αδιάλυτα, ανάλογα με τον τύπο του χ. και ο σχηματισμός και η σταθερότητά τους εξαρτώνται από το pH. Τα χηλικά που δίνουν διαλυτά σύμπλοκα, σταθερά και άχρωμα, είναι γνωστά ως δεσμευτικά και περιλαμβάνουν το EDTA (αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ), το NTA (νιτριλοτριοξικό οξύ), το DETAPA (διαιθυλεντριαμινοπενταοξικό οξύ), το HEDTA (υδροξυλαιθυλενδιαμινοτριοξικό οξύ), το DEG (διαιθουνολγλυκίνη). Όλα αυτά τα προϊόντα χρησιμοποιούνται γενικά με μορφή νατριοαλάτων. Τα δεσμευτικά βρήκαν τα τελευταία χρόνια νέα και ποικίλα πεδία εφαρμογής στην αναλυτική χημεία, για την απαλλαγή του ύδατος από τη σκληρότητά του, στη θεραπεία των δηλητηριάσεων από βαριά μέταλλα (μόλυβδο, πλουτώνιο), στη διατήρηση των τροφίμων, στη ραδιενεργό απομόλυνση, για τη γεωργία, που χρησιμοποιεί τα χηλικά του σιδήρου για τη θεραπεία της χλώρωσης. Στον τομέα της αναλυτικής χημείας ο σχηματισμός ενός χηλικού που αποτελείται από 4 μόρια διμεθυλγλυοξίμης, διατεταγμένα γύρω από ένα άτομο νικελίου, αποτελεί μια από τις εκλεκτικότερες αντιδράσεις, που είναι γνωστές ως ευαίσθητες και ακριβείς. Το χαρακτηριστικό ερυθρό ίζημα επιτρέπει την ανίχνευση πολύ μικρών ποσοτήτων νικελίου και το χρώμα του βοηθάει στον ακριβή ποσοτικό προσδιορισμό με χρωματομετρικές μεθόδους που επιτρέπουν την ανίχνευση σε ποσότητες της τάξης των γ (χιλιοστά του χιλιοστογράμμου). Ανάλογες αντιδράσεις μπορούν να γίνουν με άλλα μέταλλα, αν χρησιμοποιηθούν τα κατάλληλα χηλικά αντιδραστήρια. Η εφαρμογή των διαλυτών (δεσμευτικών) χηλικών αντιδραστηρίων συνετέλεσε στη δημιουργία μιας νέας τεχνικής, της συμπλοκομετρίας, που επιτρέπει την ταχεία τιτλοδότηση όλων σχεδόν των κατιόντων, διευκολύνοντας έτσι να κατορθωθεί με την ογκομέτρηση, ο ποσοτικός προσδιορισμός όλων σχεδόν των μετάλλων. Για την αφαίρεση της σκληρότητας του νερού, τα χηλικά δεσμεύουν τα μεταλλικά ιόντα (ασβέστιο, μαγνήσιο) που προκαλούν αυτή τη σκληρότητα. Με ανάλογη μέθοδο μπορούν να αφαιρεθούν από τα νερά τα ίχνη σιδήρου, που σε ορισμένες περιπτώσεις είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα. Η θεραπεία των δηλητηριάσεων από βαριά μέταλλα βασίζεται στον χρωματισμό διαλυτών χηλικών ενώσεων, που δεσμεύουν το μέταλλο και επιτρέπουν την απομάκρυνσή του από τον οργανισμό μέσω των κανονικών οδών. Στον τομέα αυτόν η εφαρμογή των χηλικών εμφανίζει προοπτικές επιτυχίας. Η δυνατότητα δέσμευσης ακόμα και ελάχιστων ποσοτήτων μετάλλων, επιτρέπει την αφαίρεση μερικών μεταλλικών ιόντων που προκαλούν την ταχεία φθορά των ειδών διατροφής, καταλύοντας την οξείδωση. Η μεγάλη ευελιξία των χηλικών ενώσεων ανοίγει ευρείς τομείς εφαρμογής τους, που δικαιολογούν απόλυτα τη θεωρητική και πειραματική εργασία που συντελέστηκε στον τομέα αυτόν της χημείας. Η πλέον ενδιαφέρουσα εφαρμογή τους από άποψη ποσοτήτων είναι η επεξεργασία των υδάτων. Μεγάλες ποσότητες καταναλώνει επίσης η υφαντουργία όπως και η χαρτοβιομηχανία. Ένα παράδειγμα ενδιαφέρουσας φυσικής χηλικής ένωσης αποτελεί n χλωροφύλλη, ένα σχηματικό τύπο της οποίας μας δίνει το σχέδιο αυτό.