Məqalə
Metilen mavisinin kimyası: struktur, formul, xassələr və adlar
Metilen mavisi adətən metiltioninium xlorid deməkdir; bu duz müsbət yüklü üzvi boya və xlorid əks-ionundan ibarətdir. Susuz duzun formulu C₁₆H₁₈ClN₃S, formul kütləsi isə təxminən 319.85 g/mol təşkil edir. Kristallaşma suyu boya kationunun kimyəvi kimliyini dəyişmədən çəkilən materialın kütləsini dəyişir.
Bu fərq kimyəvi kataloqlardakı bir sıra zahiri ziddiyyətləri aradan qaldırır. Bir qeyd boyanı kation xarakterli kimi təsvir edərkən duzun xalis yükünü düzgün olaraq sıfır göstərə bilər. Başqa bir kataloq material trihidrat olduğu üçün 373.90 g/mol göstərə bilər. Hər hansı xassədən istifadə etməzdən əvvəl rəqəmin nəyi təsvir etdiyini müəyyənləşdirin.
Adlar materialın müxtəlif səviyyələrini müəyyən edir
ChEBI-nin metilen mavisi qeydi xlorid duzunu müəyyən edir, CAS 61-73-4 nömrəsini göstərir və metiltioninium xlorid, Əsas Mavi 9 və C.I. 52015 adlarını ehtiva edir. Onun sistematik adı 3,7-bis(dimetilamino)fenotiazin-5-ium xloriddir.
“Xlorid” sözü olmadan metiltioninium adı üzvi kationu bildirir. Hidrat işarəsi əlavə bir fərqi göstərir: bərk maddədə müəyyən miqdarda su ilə əlaqəli olan metilen mavisi xloridi. Satınalma spesifikasiyasında tam kimyəvi adı, formulu, hidrat formasını və təchizatçı identifikatorunu birlikdə qeyd edin. Təkcə rəngi bildirən sözə etibar etməyin. Metil mavisi və oxşar adlı boyaların müqayisəsi yaxın adların niyə fərqli kimyəvi maddələri bildirə bildiyini izah edir.
Molekulyar strukturları oxuyun
Struktur A: metiltioninium kationu
İşarələr: mavi N simvolları üç azot atomunu, sarı S isə kükürdü göstərir; iki kənar azot atomunun hər biri iki metil qrupu daşıyır. Bu qruplardakı işarəsiz xətt ucları hidrogenləri ayrıca göstərilməyən karbon atomlarını təmsil edir. Üç kondensləşmiş halqa mərkəzi qoşulmuş karkası əmələ gətirir. Mənbədəki bu təsvir formal yükün mümkün göstərilmə variantlarından birini təqdim edir.
ChEBI-dəki kation strukturunun formulu C₁₆H₁₈N₃S⁺, xalis yükü +1 və orta kütləsi 284.408-dir. Dimetilamino əvəzləyiciləri 3 və 7 mövqelərində yerləşir. Təsvirdə bir atomun üzərindəki formal müsbət işarə həmin təsvir üçün yükün uçot üsuludur; onu tam elektron paylanmasının xəritəsi kimi şərh etmək olmaz.
Struktur B: xlorid duzu
İşarələr: yaşıl Cl⁻ xlorid əks-ionudur. O, üzvi strukturdan qəsdən ayrı göstərilib. Bir +1 kation və bir −1 anion neytral formul vahidi əmələ gətirir. Hər iki struktur təsviri ChEBI-dən götürülüb və rabitələrə, yaxud atom işarələrinə dəyişiklik edilmədən WebP formatına çevrilib.
CID 6099 üçün PubChem qeydi alternativ sistematik addan, ikiqat rabitələrin və formal yükün fərqli yerləşdirilməsindən istifadə edir. Bu təsvirlərdə atomların bir-birinə bağlanma qaydası eyni qalır. Onlar fərqli hidratın və ya əlavə inqrediyentin mövcud olduğunu göstərmir.
Mənbələrə əsaslanan xassələr cədvəli
Aşağıdakı formul kütlələri USP-nin metilen mavisi monoqrafiyasının ilkin baxışına əsaslanır. Fiziki ölçmələr konkret kommersiya trihidratı qeydinə aid nümunələrdir və mövcud ölçmə şəraitləri olduğu kimi saxlanılıb.
| Xassə | Qiymət və ya təsvir | Əsas və şərh |
|---|---|---|
| Boya kationu | C₁₆H₁₈N₃S⁺; +1; təxminən 284.41 g/mol | Yalnız kation, xlorid və su nəzərə alınmadan; ChEBI 43830 |
| Susuz xlorid | C₁₆H₁₈ClN₃S; 319.85 g/mol | Neytral duzun formul vahidi; USP |
| Monohidrat | C₁₆H₁₈ClN₃S·H₂O; 337.90 g/mol | Duzun hər formul vahidinə bir su molekulu; USP |
| Trihidrat | C₁₆H₁₈ClN₃S·3H₂O; 373.90 g/mol | Duzun hər formul vahidinə üç su molekulu; USP |
| Pentahidrat | C₁₆H₁₈ClN₃S·5H₂O; 409.93 g/mol | Duzun hər formul vahidinə beş su molekulu; USP |
| Fiziki forma | Bərk maddə | Trihidrat kimi etiketlənmiş Merck/Sigma məhsulu 1.04122 |
| Göstərilən bərk maddə sıxlığı | 22 °C-də 1.757 g/cm³ | Məhsul 1.04122; hazırlanmış məhlulun sıxlığı deyil |
| Göstərilən tökmə sıxlığı | 400–600 kg/m³ | Eyni məhsul; toz hissəcikləri arasındakı boşluqları da əhatə edir |
| Göstərilən pH | 20 °C-də 3, suda 10 g/L | Eyni məhsul və göstərilmiş məhlul şəraiti |
| Qeyd edilən həllolma | 50 g/L | Eyni məhsul; göstərilən qeyddə temperatur qeyd edilməyib |
| Termik göstərici | 190 °C, parçalanma | Eyni məhsul; şərtsiz olaraq tarazlıq ərimə temperaturu kimi qəbul edilə bilməz |
| pKa | Müəyyən edilmiş turşu/əsas cütü və mühit tələb edir | Şüşədəki məhsulun və ya məhlulun pH-ı ilə eyni anlayış deyil |
İstehsalçının məhsul qeydi məhsula aid sətirləri təsdiqləyir. Bu qeydlər faydalı istinad göstəriciləridir, lakin hər toz və ya hazır maye üçün spesifikasiya deyil. Məlumat bazalarındakı formul kütlələri arasındakı kiçik fərqlər atom çəkisi konvensiyalarını və yuvarlaqlaşdırmanı da əks etdirə bilər; bu, hidratlar arasındakı daha böyük fərqdən ayrı məsələdir.
Hidratlaşma hesablamanı niyə dəyişir?
Bir millimol ideal susuz xloridin kütləsi 319.85 mg, bir millimol ideal trihidratın kütləsi isə 373.90 mg təşkil edir. Hər biri bir millimol boya kationu ehtiva edir. Cədvələ əsasən hesablandıqda eyni miqdarda boya üçün trihidratın kütləsi təxminən 16.9% daha böyükdür.
Nəticədə, 1.000 g/L saf susuz xlorid təxminən 3.13 mmol/L-ə, 1.000 g/L saf trihidrat isə təxminən 2.67 mmol/L-ə uyğun gəlir. Bunlar faktiki miqdar təyini nəticəsinə və ya ölçülmüş su miqdarına görə düzəliş edilməzdən əvvəl formullara əsaslanan nümunələrdir. Seçilmiş kimyəvi formanı aydın göstərmək üçün metilen mavisinin molyar qatılıq kalkulyatorundan istifadə edin.
USP tərifi miqdar təyini nəticəsini qurudulmuş maddə əsasında ifadə edir. Buna görə qurudulmuş maddə əsasında faiz göstəricisi ilə qəbul edildiyi haldakı tozun kütləsi birlikdə şərh edilməlidir. Kristallaşma suyu avtomatik olaraq çirklənmənin sübutu deyil. Ətraflı trihidrat və susuz forma müqayisəsi bu etiketlərin necə oxunmasını izah edir.
Yük kolloidin mövcudluğunu müəyyən etmir
“Metilen mavisi solunun yükü” ifadəsi iki ayrı sualı qarışdırır. Boya ionunun yükü +1-dir. Hazırlanmış sistemin sol olub-olmadığını müəyyənləşdirmək üçün dispers sistem haqqında məlumat lazımdır.
IUPAC-ın sol tərifi axıcı kolloid sistemə aiddir. Bu tərif yüklü boyanın hər məhlulunu kolloid etmir. Həmçinin duzun neytral formulu onun həll olmuş ionlarının ayrı-ayrılıqda neytral olduğunu göstərmir. Hissəcik yükü və ya zeta potensialı haqqında iddia üçün təkcə molekulyar formul deyil, faktiki hazırlanmış sistem və ölçmə şəraiti lazımdır.
pH, pKa və polyarlıq fərqli suallara cavab verir
IUPAC pH-ı məhluldakı hidrogen ionlarının aktivliyi vasitəsilə müəyyən edir. Buna görə quru metilen mavisi tozunun öz-özlüyündə sulu mühitə aid pH-ı yoxdur. Faydalı pH qeydi həlledicini, qatılığı, temperaturu və tərkibi göstərir. Bufer əlavə edilməsi boyanın etiketində göstərilən kimyəvi kimliyi dəyişmədən məhlulun pH-ını dəyişə bilər.
Bunun əksinə, turşunun dissosiasiya sabiti konkret tarazlığı təsvir edir və pKa onun 10 əsaslı loqarifminin mənfi qiymətidir. İstifadə edilə bilən “metilen mavisinin pKa-sı” göstəricisi protonlaşmış və deprotonlaşmış növləri, eləcə də mühiti göstərməlidir. Tək bir rəqəm onun oksidləşmiş boyaya, yoxsa başqa kimyəvi formaya aid olduğunu bildirmir. Proton ötürülməsi və elektron ötürülməsi fərqli proseslərdir; ikinci proses haqqında metilen mavisi və leykometilen mavisinin oksidləşmə-reduksiya kimyasına baxın.
“Polyardır, yoxsa qeyri-polyar?” sualı üçün də məqsəd müəyyən edilməlidir. Metilen mavisi xloridi ion birləşməsidir, onun üzvi kationu isə geniş karbon karkası ehtiva edir. Bu təsvir bütöv maddəyə tək bir polyarlıq göstəricisi verməkdən daha faydalıdır. IUPAC-ın həlledicinin polyarlığı haqqında izahında qeyd edildiyi kimi, solvatlaşma çoxsaylı qarşılıqlı təsirlərdən asılıdır. Məhlul hazırlayarkən nəzərdə tutulan həlledicidə ölçülmüş həllolmadan və həllolma və məhlulun hazırlanması təlimatında göstərilən şəraitdən istifadə edin.
Çevirmədə hansı sıxlıqdan istifadə edilməlidir?
1 g/cm³ 1 g/mL-ə bərabər olsa da, vahidin dəyişdirilməsi ölçülən kəmiyyəti dəyişmir. Bərk maddənin sıxlığından istifadə etməklə duru məhlulun millilitrlərini həmin məhlulun qramlarına çevirmək olmaz. Tozun tökmə sıxlığı isə başqa suala cavab verir, çünki hissəciklər yerləşərkən aralarında hava qalır.
Kütlə/həcm göstəricisini kütlə/kütlə göstəricisinə çevirmək üçün hazır məhlulun müəyyən temperaturdakı sıxlığını əldə edin. Çəkmə və molyar qatılıq hesablamaları üçün materialın formulunu və miqdar təyininin hansı əsasda ifadə edildiyini təsdiqləyin. Xassəni ölçülən obyektə uyğun seçmək, əlavə onluq mərtəbələrin düzəldə bilməyəcəyi səhvlərin qarşısını alır.