36.3 Ci Sono Anch'io- Le meraviglie dell’EDTA

15/11/13

Lo chiamiamo tutti EDTA, e per un buon motivo: il suo vero nome è acido etilendiammino tetracetico. Lo utilizziamo come sale sodico (bi- o tetra), negli impacchi di pulitura, ma il suo ruolo non è ben compreso: se si conoscessero tutte le potenzialità, lo useremmo con maggiore parsimonia, ma magari molto più spesso.
È il complessante più efficiente e contemporaneamente a basso costo che abbiamo a disposizione. Nutre una particolare simpatia per il ferro, ossia forma con esso dei complessi particolarmente stabili, ma non disdegna rame, mercurio, piombo, zinco e alluminio. Proprio per questa proprietà viene impiegato in campo medico in caso di intossicazione da metalli pesanti come mercurio e piombo.
Come per tutti gli altri complessanti è possibile definire una reazione di equilibrio, dove Mn+è un generico metallo, con n uguale a 2 o a 3. 

                                                           EDTA4- + Mn+ <---->   EDTA-M (4-n)-  

Lo spostamento della reazione verso destra, ovvero verso la formazione del complesso EDTA-metallo, è regolato da una costante K; più è alta, più la reazione è spostata verso destra. Nella tabella si riportano i valori di K solo per i metalli incontrati più frequentemente nella pratica del restauro, tralasciandone molti altri, dal vanadio al rutenio, dal berillio al tallio.

La figura a destra mostra invece la struttura esacoordinata tra un metallo (M) e l’EDTA.

Dando un’occhiata alla tabella delle costanti di formazione dei complessi metallo-EDTA, non ci rendiamo bene conto di quanto il complesso ferro-EDTA sia stabile, dato che non siamo abituati a pensare in termini logaritmici. Ma che logK sia 25 (circa) vuol dire che la costante è 1025, ossia in altre parole, per ogni molecola di EDTA "libero” e ogni catione Fe3+ libero in soluzione, ce ne sono 1025 accoppiati, ossia circa 10.000.000.000.000.000.000.000.000!
Per questo motivo l’EDTA è così efficiente nella rimozione della ruggine, o di macchie di ossido di ferro da qualsiasi superficie. Ma, sempre pensando in scala logaritmica, possiamo notare anche la sua efficienza sul rame e quindi sulle macchie di verderame e sui prodotti di ossidazione del bronzo o altre leghe di rame.
L’altra importante osservazione da fare è che i metalli monovalenti (sodio e potassio), vengono complessati pochissimo, mentre una certa azione la si ha su un bivalente come il calcio (Ca2+).
Quindi l’EDTA può attaccare il carbonato di calcio, disgregandolo.
Questo vuol dire che, se da un lato l’EDTA è utile per la rimozione di croste e patine carbonatiche, può risultare aggressivo sui materiali originali (intonaci, marmi, o addirittura i pigmenti), se non viene opportunamente controllato, ad esempio gelificandolo.
In questi casi è preferibile orientarsi su complessanti meno aggressivi come il sodio esametafosfato o i Sali di Rochelle.
Un altro fattore poco considerato, ma che può essere di grande utilità nel nostro campo, è quello del pH. A bassi pH (condizioni acide), ossia quando molti protoni H+sono presenti in soluzione, si svolge una competizione tra i cationi del metallo e gli stessi H+, ovvero l’EDTA risulta parzialmente protonato. Questo vuol dire che a bassi pH il processo di complessazione sarà più difficile.


E’ allora possibile determinare il pH minimo al quale la grande maggioranza di cationi di un dato metallo vengono complessati in maniera quantitativa. Esistono delle curve, di non facile lettura, che descrivono questa relazione.
Da un punto di vista applicativo possiamo però trarre un’informazione utilissima:
             a pH neutro o alcalino Ca2+viene complessato completamente, ma non a pH acido
.

E’ quindi da evitare l’utilizzo dell’EDTA tetrasodico che ha un pH 11.3.
Invece l’EDTA bisodico ha un pH 4.5, e a questo pH il calcio è poco interessato dal fenomeno di complessazione, che coinvolge essenzialmente altri metalli come il ferro o il rame. Naturalmente, in presenza di supporti carbonatici sarebbe opportuno portare il pH tra 5 e 6, per evitare un attacco nei confronti dello ione carbonato.
Al termine di queste considerazioni sorge spontanea una domanda: perché si è sempre utilizzato l’EDTA bisodico per complessare il calcio (per esempio per rimuovere le croste nere), se è meno efficiente del tetrasodico? Non dimentichiamo che nelle varie formulazioni (come la famosa AB57), all’EDTA bisodico viene associato il carbonato d’ammonio, quindi una sostanza basica che porta il pH sopra a 10, sicuramente una zona ottimale per la complessazione del calcio.
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