Artikel
Metileenblouchemie: struktuur, formule, eienskappe en name
Metileenblou verwys gewoonlik na metieltioniniumchloried, 'n sout wat 'n positief gelaaide organiese kleurstof en 'n chloriedteenioon bevat. Die watervrye sout het die formule C₁₆H₁₈ClN₃S en 'n formulemassa van ongeveer 319.85 g/mol. Kristalwater verander die massa van 'n geweegde materiaal sonder om die identiteit van sy kleurstofkatioon te verander.
Dié onderskeid verklaar verskeie skynbare teenstrydighede in chemiese katalogusse. 'n Inskrywing kan korrek 'n netto lading van nul vir die sout aangee en terselfdertyd die kleurstof as kationies beskryf. 'n Tweede katalogus kan 373.90 g/mol aangee omdat sy materiaal die trihidraat is. Voordat jy 'n eienskap gebruik, bepaal wat die getal beskryf.
Name identifiseer verskillende vlakke van die materiaal
Die ChEBI-inskrywing vir metileenblou identifiseer die chloriedsout, lys CAS 61-73-4 en sluit die name metieltioniniumchloried, Basic Blue 9 en C.I. 52015 in. Die sistematiese naam is 3,7-bis(dimetielamino)fenotiasien-5-iumchloried.
Die naam metieltioninium sonder “chloried” identifiseer die organiese katioon. 'n Hidraataanduiding voeg nog 'n onderskeid by: metileenblouchloried wat met 'n vermelde hoeveelheid water in die vaste stof geassosieer is. Vir 'n aankoopspesifikasie moet die volledige chemiese naam, formule, hidraatbasis en verskafferidentifiseerder saam aangeteken word. Moenie net op die kleurwoord staatmaak nie. Die vergelyking van metielblou en kleurstowwe met soortgelyke name verduidelik waarom soortgelyke name verskillende chemikalieë kan identifiseer.
Lees die molekulêre strukture
Struktuur A: die metieltioniniumkatioon
Etikette: blou N-simbole identifiseer drie stikstofatome; geel S identifiseer swael; die twee buitenste stikstofatome dra elk twee metielgroepe. Lynpunte sonder etikette op daardie groepe verteenwoordig koolstofatome met hul implisiete waterstofatome. Die drie versmelte ringe vorm die sentrale gekonjugeerde raamwerk. Hierdie brontekening toon een voorstelling van die formele lading.
Die ChEBI-katioonstruktuur het die formule C₁₆H₁₈N₃S⁺, 'n netto lading van +1 en 'n gemiddelde massa van 284.408. Posisies 3 en 7 dra die dimetielaminosubstituente. 'n Formele positiewe teken op een atoom in 'n tekening is boekhouding vir daardie voorstelling; dit moet nie as 'n kaart van die volledige elektronverspreiding vertolk word nie.
Struktuur B: die chloriedsout
Etikette: die groen Cl⁻ is die chloriedteenioon. Dit is doelbewus nie aan die organiese struktuur verbind nie. Een +1-katioon en een −1-anioon gee 'n neutrale formule-eenheid. Albei struktuurtekeninge is uit ChEBI gereproduseer en na WebP omgeskakel sonder om hul bindings of atoometikette te verander.
Die PubChem-inskrywing vir CID 6099 gebruik 'n alternatiewe sistematiese naam en 'n ander plasing van dubbelbindings en formele lading. Hierdie voorstellings behou dieselfde verbindings tussen atome. Hulle toon nie dat 'n ander hidraat of 'n bykomende bestanddeel teenwoordig is nie.
Eienskapstabel met bronverwysings
Die formulemassas hieronder volg die voorskou van die USP-monografie oor metileenblou. Die fisiese metings is voorbeelde uit 'n spesifieke kommersiële trihidraatinskrywing, met die beskikbare meettoestande behou.
| Eienskap | Waarde of beskrywing | Basis en interpretasie |
|---|---|---|
| Kleurstofkatioon | C₁₆H₁₈N₃S⁺; +1; ongeveer 284.41 g/mol | Slegs die katioon, sonder chloried en water; ChEBI 43830 |
| Watervrye chloried | C₁₆H₁₈ClN₃S; 319.85 g/mol | Neutrale soutformule-eenheid; USP |
| Monohidraat | C₁₆H₁₈ClN₃S·H₂O; 337.90 g/mol | Een watermolekule per soutformule-eenheid; USP |
| Trihidraat | C₁₆H₁₈ClN₃S·3H₂O; 373.90 g/mol | Drie watermolekules per soutformule-eenheid; USP |
| Pentahidraat | C₁₆H₁₈ClN₃S·5H₂O; 409.93 g/mol | Vyf watermolekules per soutformule-eenheid; USP |
| Fisiese vorm | Vaste stof | Merck/Sigma-produk 1.04122, as trihidraat geëtiketteer |
| Aangegewe vastestofdigtheid | 1.757 g/cm³ by 22 °C | Produk 1.04122; nie die digtheid van 'n bereide oplossing nie |
| Aangegewe stortdigtheid | 400–600 kg/m³ | Dieselfde produk; sluit ruimtes tussen poeierdeeltjies in |
| Aangegewe pH | 3 by 20 °C, 10 g/L in water | Dieselfde produk en gespesifiseerde oplossingstoestande |
| Gelyste oplosbaarheid | 50 g/L | Dieselfde produk; die vertoonde inskrywing spesifiseer nie die temperatuur nie |
| Termiese inskrywing | 190 °C, ontbinding | Dieselfde produk; nie 'n ongekwalifiseerde ewewigsmeltpunt nie |
| pKa | Vereis 'n omskrewe suur/basis-paar en medium | Nie uitruilbaar met die pH van 'n bottel of oplossing nie |
Die vervaardiger se produkinskrywing ondersteun die produkspesifieke rye. Hierdie inskrywings is nuttige verwysingspunte, nie spesifikasies vir elke poeier of finale vloeistof nie. Klein verskille tussen formulemassas in databasisse kan ook atoommassakonvensies en afronding weerspieël; dit is 'n ander kwessie as die veel groter verskil weens hidrasie.
Waarom hidrasie 'n berekening verander
Een millimol ideale watervrye chloried weeg 319.85 mg; een millimol ideale trihidraat weeg 373.90 mg. Elkeen bevat een millimol kleurstofkatione. Volgens 'n berekening uit die tabel is die trihidraatmassa ongeveer 16.9% groter vir dieselfde hoeveelheid kleurstof.
Gevolglik stem 1.000 g/L suiwer watervrye chloried ooreen met ongeveer 3.13 mmol/L, terwyl 1.000 g/L suiwer trihidraat met ongeveer 2.67 mmol/L ooreenstem. Dit is formulegebaseerde voorbeelde, vóór enige regstelling vir 'n werklike gehaltebepaling of gemete waterinhoud. Gebruik die metileenblou-molariteitsrekenaar om die gekose chemiese vorm uitdruklik aan te dui.
Die USP-definisie druk die gehaltebepaling op 'n gedroogde basis uit. 'n Persentasie op 'n gedroogde basis en die massa van 'n poeier soos ontvang moet dus saam vertolk word. Kristalwater is nie outomaties bewys van kontaminasie nie. Die uitvoerige vergelyking van trihidraat en watervrye vorms verduidelik hoe om daardie etikette te lees.
Lading bewys nie dat iets 'n kolloïed is nie
“Metileenblousol se lading” vermeng twee afsonderlike vrae. Die kleurstofioon het 'n lading van +1. Om te bepaal of 'n preparaat 'n sol is, is inligting oor die gedispergeerde stelsel nodig.
Die IUPAC-definisie van 'n sol handel oor 'n vloeibare kolloïdale stelsel. Dit maak nie elke oplossing van 'n gelaaide kleurstof 'n kolloïed nie. 'n Neutrale soutformule impliseer ook nie dat die opgeloste ione daarvan individueel neutraal is nie. 'n Bewering oor deeltjielading of zetapotensiaal vereis die werklike preparaat en meettoestande, eerder as net die molekulêre formule.
pH, pKa en polariteit beantwoord verskillende vrae
IUPAC definieer pH aan die hand van waterstofioonaktiwiteit in oplossing. Droë metileenbloupoeier het dus nie 'n selfstandige waterige pH nie. 'n Nuttige pH-inskrywing spesifiseer die oplosmiddel, konsentrasie, temperatuur en formulering. Die byvoeging van 'n buffer kan die oplossing se pH verander sonder om die identiteit op die kleurstofetiket te verander.
Daarteenoor beskryf 'n suurdissosiasiekonstante 'n bepaalde ewewig, en pKa is die negatiewe logaritme daarvan met grondtal 10. 'n Bruikbare “metileenblou-pKa” moet die geprotoneerde en gedeprotoneerde spesies en die medium benoem. 'n Enkele getal sê nie of dit na die geoksideerde kleurstof of 'n ander chemiese vorm verwys nie. Protonoordrag en elektronoordrag is verskillende prosesse; sien die redokschemie van metileenblou en leukometileenblou vir laasgenoemde.
“Polêr of niepolêr?” vereis ook 'n omskrewe doel. Metileenblouchloried is ionies, terwyl sy organiese katioon 'n uitgebreide koolstofraamwerk bevat. Dié beskrywing is nuttiger as om 'n enkele polariteitstelling aan die hele stof toe te ken. Soos IUPAC se bespreking van oplosmiddelpolariteit verduidelik, hang solvasie van verskeie wisselwerkings af. Vir bereidingswerk moet die gemete oplosbaarheid in die beoogde oplosmiddel en die toestande in die gids vir oplosbaarheid en oplossingsbereiding gebruik word.
Watter digtheid hoort in 'n omskakeling?
Hoewel 1 g/cm³ gelyk is aan 1 g/mL, verander 'n verandering van eenheid nie wat gemeet is nie. Die digtheid van 'n vaste stof kan nie milliliter van 'n verdunde oplossing na gram van daardie oplossing omskakel nie. Die stortdigtheid van poeier beantwoord weer 'n ander vraag omdat die pakking lug tussen deeltjies laat.
Vir 'n omskakeling van massa per volume na massa per massa moet die finale oplossing se digtheid by 'n vermelde temperatuur verkry word. Vir weging en molariteit moet die materiaal se formule en die basis van die gehaltebepaling bevestig word. Deur die eienskap te pas by die voorwerp wat gemeet word, word foute voorkom wat ekstra desimale plekke nie kan regstel nie.