Статия
Калкулатор за моларната концентрация на метиленово синьо: хидратна форма и база на количественото определяне
Една и съща маса метиленово синьо може да даде различни моларни концентрации в зависимост от молекулната му форма и начина, по който е отчетено количественото му съдържание. Изчислението с масата на безводния хлорид се различава от изчислението с масата на хидрат. Количественото съдържание, отчетено на база изсушено вещество, въвежда още едно разграничение: посоченият процент не описва пряко материала във вида, в който е претеглен.
Отворете калкулатора за моларната концентрация на метиленово синьо, за да въведете масата, крайния обем на разтвора, молекулната форма и базата за изчисление. Той работи в браузъра ви, показва уравнението със заместените стойности и извежда резултати в mol/L, mmol/L и µmol/L. Примерите по-долу са лабораторни изчисления, а не избор на дози за хора или животни.
Какво измерва резултатът
Моларност е обичайното название на концентрацията на количеството вещество. Според определението на IUPAC за концентрация на количеството вещество количеството вещество на дадена съставка се разделя на обема на сместа:
c = n / V
Тук n е количеството метиленово синьо в молове, а V е крайният обем на разтвора в литри. За чист материал с определена форма n = m / M, където m е масата в грамове, а M е моларната маса в g/mol. Тези зависимости следват определенията на NIST за моларна маса и концентрация.
В знаменателя е обемът след разтварянето. „100 mL краен разтвор“ и „100 mL добавен разтворител“ са различни записи за приготвяне. Изчислението не може да разреши тази неяснота впоследствие.
Изберете материала, преди да изберете моларната му маса
За изчисление с безводен хлорид този инструмент използва 319.85 g/mol. За документиран трихидрат той използва 373.90 g/mol. Спецификацията на Thermo Fisher за трихидрата посочва формулата с три молекули вода и втората моларна маса. Водата допринася за претеглената маса, без да добавя още една единица метиленово синьо.
Разгледайте две номинални приготовления, всяко със 100 mg чист материал в 100 mL краен разтвор:
| Приета форма на материала | Изчисление | Концентрация |
|---|---|---|
| Безводен хлорид | 0.100 / (319.85 × 0.100) | 3.126 mmol/L |
| Трихидрат | 0.100 / (373.90 × 0.100) | 2.675 mmol/L |
Това са изчислени примери, а не измервания. Използването на знаменателя за безводната форма при чист трихидрат би надценило концентрацията с около 16.9%. Допълнителните знаци след десетичната точка не биха поправили грешното допускане за материала.
Бутилка, обозначена само като „хидрат“, не установява фиксиран брой водни молекули. Затова калкулаторът не допуска номинално изчисление при неуточнена степен на хидратация. За химичните основи вижте молекулни форми и хидратация на метиленовото синьо.
Съобразете количественото съдържание с масата, която то описва
Важният въпрос не е просто „Какъв процент е посочен в сертификата?“. Той е „Процент от какво, изразен като кое съединение?“. Калкулаторът разграничава четири значения:
| База за изчисление | Какво трябва да знаете | Уравнение |
|---|---|---|
| Номинално чиста форма | Точната молекулна форма; изрично допускане за 100% чистота | c = m / (M × V) |
| Избрана форма в претегления материал | Масовата част на същата форма в материала във вида, в който е претеглен | c = m × a / (M × V) |
| Безводен еквивалент в претегления материал | Еквивалентът на безводен хлорид спрямо масата на материала във вида, в който е претеглен | c = m × a / (319.85 × V) |
| Безводно количествено съдържание на база изсушено вещество | Количественото съдържание на безводен хлорид на база изсушено вещество и съответстващата измерена загуба при сушене | c = m × (1 − d) × a / (319.85 × V) |
В тези уравнения a е процентът на количественото съдържание, разделен на 100; d е съответстващият процент загуба при сушене, разделен на 100. Последното уравнение е преобразуване по масов баланс между изрично посочените бази на отчитане. То е подходящо само когато корекцията за сушене съответства на определението за количественото съдържание.
Предварителният преглед на монографията на USP изразява количественото съдържание като безводно метиленово синьо на база изсушено вещество и посочва допустим диапазон от 97.0–103.0%. Аналитичен резултат над 100% не означава буквално, че пробата съдържа маса чисто съединение, по-голяма от собствената ѝ маса. Инструментът допуска оценки на количественото съдържание на база изсушено вещество до 103% и обозначава получения резултат като аналитична оценка.
Разработен пример: резултат на база изсушено вещество
Да предположим, че лабораторен запис документира 100.0 mg материал, количествено съдържание от 99.0% като безводен еквивалент на база изсушено вещество, съответстваща измерена загуба при сушене от 14.0% и 100.0 mL краен разтвор. Тези стойности са хипотетични.
- Преобразувайте претеглената маса: 100.0 mg = 0.1000 g.
- Приложете масовата част на сухото вещество: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
- Приложете количественото съдържание: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g еквивалент на безводен хлорид.
- Преобразувайте в количество вещество и разделете на обема: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.
Не делете допълнително на моларната маса на трихидрата. Числителят вече е изразен като еквивалент на безводен хлорид. Добавянето на корекция за хидрата би отчело корекцията за водата два пъти.
Ако вместо това същият запис директно документираше 85.14% безводен еквивалент във вида при получаване, режимът за материала във вида, в който е претеглен, би дал същия отговор без отделно въвеждане на данни за сушене. Съвпадението между тези два подхода е полезна аритметична проверка.
Когато наличните данни са недостатъчни
Спецификациите не са непременно измервания за конкретна партида. Например продуктовата страница на Merck за метиленово синьо хидрат посочва минимално количествено съдържание, изчислено спрямо изсушеното вещество, максимална загуба при сушене и молекулна маса на безводна база, въпреки че описва хидрат. Заместването на тези граници, сякаш са измерени стойности, би създало точкова оценка, която продуктовата страница не обосновава.
Също така процент на количественото съдържание с неуточнена база или процент на площта на хроматографски пик не установява автоматично необходимата тук масова част. Уточнете начина на отчитане от сертификата или от доставчика. Ръководството за разчитане на сертификат за анализ на метиленово синьо обяснява проверките на документа.
Празни полета, неположителна маса или обем, неподдържани единици и липсващи бази на количественото определяне водят до грешка вместо до резултат. Промяната на входна стойност заменя предишния резултат, включително когато новата стойност е невалидна. Численото препълване се отхвърля. Инструментът не проверява дали дадена концентрация е постижима според разтворимостта, дали разтварянето е било пълно или дали приготвеният разтвор е останал стабилен.
Осигурете възпроизводимост на изчислението
Запишете партидата, молекулната форма, резултата от количественото определяне и неговата база, всяка корекция за сушене, претеглената маса, крайния обем и условията на приготвяне. Отчитайте само точността, която измерванията ви позволяват; показваните от калкулатора цифри са за удобство.
За вече документиран изходен разтвор използвайте отделните изчисления за разреждане на метиленово синьо. При процентни обозначения първо проверете преобразуванията на концентрацията на метиленово синьо. Нито правилната моларна концентрация, нито правилно преобразуваният процент определят как трябва да се прилага дадено вещество.