Blau de metilè trihidrat versus material anhidre: fórmula, massa i etiquetatge

Dues ampolles poden indicar blau de metilè i, tot i això, requerir masses pesades diferents per al mateix experiment. Una està etiquetada com a blau de metilè trihidrat. L'altra només indica blau de metilè. Un investigador pesa 100 mg de cadascuna, prepara el mateix volum i obté concentracions de colorant diferents. No hi ha cap contaminació ni cap error de pipeteig. Les dues pólvores simplement contenen quantitats diferents d'aigua per unitat de colorant.

Aquest és el concepte central de la comparació entre blau de metilè trihidrat i blau de metilè. L'entitat química és el clorur de metiltionini en tots dos casos. El material pesat és diferent perquè l'aigua de cristal·lització afegeix massa sense afegir colorant. Per treballar correctament amb el material, cal distingir tres conceptes: la identitat de l'hidrat, la puresa química i la base de mesura. La referència química sobre l'estructura i les propietats del blau de metilè distingeix detalladament el catió colorant de la sal de clorur. Aquesta pàgina distingeix la sal dels seus hidrats.

Anhidre, hidrat i trihidrat designen formes diferents del material pesat

El clorur de blau de metilè anhidre té la fórmula C16H18ClN3S i una massa fórmula de 319.85 g/mol a la vista prèvia de la monografia USP del blau de metilè. Descriu la sal sense aigua de cristal·lització associada.

Un hidrat de blau de metilè és la mateixa sal associada amb aigua en el sòlid, expressada com a C16H18ClN3S.xH2O. El valor de x indica quantes molècules d'aigua corresponen a una unitat fórmula de la sal en la composició nominal. No descriu l'aigua afegida a una solució.

El blau de metilè trihidrat és el cas en què x és igual a 3, expressat com a C16H18ClN3S.3H2O o C16H24ClN3O3S, amb una massa fórmula de 373.90 g/mol. La fitxa de PubChem del blau de metilè trihidrat recull aquesta fórmula i aquesta massa amb el CID 104827, mentre que la fitxa de PubChem del blau de metilè recull la fórmula anhidra C16H18ClN3S i la massa de 319.9 g/mol amb el CID 6099. En totes dues fitxes, l'ió colorant és el mateix: un catió metiltionini per unitat fórmula. Només varia l'aigua associada.

Taula de referència dels hidrats i les masses

La taula següent és el recurs de referència d'aquesta pàgina. Les masses fórmula de les formes de la sal segueixen la USP. S'hi inclou la fila del catió perquè els càlculs de les solucions tinguin un punt de partida clar.

La diferència pràctica és considerable. Per a la mateixa quantitat de colorant, el trihidrat ideal pesa aproximadament un 16.9% més que la sal anhidra ideal, perquè 373.90 dividit per 319.85 és igual a 1.169. Per tant, confondre les dues formes produeix un error de concentració d'aproximadament un 17% abans de considerar qualsevol altra font d'error.

Exemples d'interpretació amb càlculs

L'exemple 1 parteix de la pols. Suposem que una balança indica 100.0 mg de blau de metilè trihidrat nominalment pur. La massa de sal equivalent anhidra és 100.0 mg multiplicat per 319.85 i dividit per 373.90, que és igual a 85.5 mg. La quantitat de colorant és 0.1000 g dividit per 373.90 g/mol, que és igual a 267.5 micromol de catió metiltionini. Els 14.5 mg nominals restants són aigua de cristal·lització, no pas impureses.

L'exemple 2 parteix d'una concentració objectiu. Per preparar 1.000 litre de solució de colorant d'1.000 mM a partir de sal anhidra ideal, peseu 319.85 mg. Per preparar la mateixa solució a partir de trihidrat ideal, peseu 373.90 mg. Cada càlcul pressuposa que el material correspon exactament a l'hidrat indicat i que té el contingut íntegre. Per a una pols real, ajusteu el càlcul amb el certificat d'anàlisi i confirmeu si la valoració s'expressa sobre el material tal com es rep, en base seca o en base anhidra. La calculadora de molaritat del blau de metilè explicita la forma hidratada i la base de valoració perquè la correcció no es perdi en la conversió d'unitats.

Què garanteix una etiqueta i què no garanteix

Blau de metilè trihidrat és una declaració explícita: C16H18ClN3S.3H2O nominal, normalment calculat amb 373.90 g/mol tret que l'especificació indiqui una altra cosa. Blau de metilè hidrat és una indicació menys precisa. Assenyala que es preveu una forma hidratada, però, sense un nombre, una fórmula, un número CAS o una especificació, no estableix quanta aigua correspon a la fórmula.

La denominació blau de metilè, tota sola, no garanteix un material anhidre. La mateixa monografia de la farmacopea titulada Blau de metilè s'expressa com a C16H18ClN3S.xH2O, amb una x no especificada al títol. Les denominacions de les bases de dades també poden induir a error. PubChem anomena blau de metilè la seva entrada de la forma anhidra, CID 6099, però aquesta convenció no converteix en material anhidre totes les ampolles comercials que duen el mateix nom abreujat. Llegiu conjuntament la fórmula, el número CAS, la designació de l'hidrat, la pèrdua per dessecació o l'especificació d'aigua i la base de valoració.

Els números CAS ajuden quan són complets. El clorur de blau de metilè anhidre sol tenir el número 61-73-4 i el trihidrat, el 7220-79-3. La USP també recull entrades per al monohidrat, el pentahidrat i un hidrat genèric. Com que les fitxes agregades de les bases de dades de vegades repeteixen un número CAS per a diverses formes, considereu el CAS una dada de suport, no un substitut de la fórmula declarada.

Base de mesura: la valoració en base seca, el contingut d'aigua i la puresa són assajos diferents

La USP defineix el contingut de blau de metilè com a 97.0% a 103.0% de C16H18ClN3S, calculat en base seca. Aquesta expressió és important. Un resultat en base seca elimina matemàticament la pèrdua per dessecació abans d'expressar el contingut de colorant. Per tant, tant el trihidrat pur com el pentahidrat pur poden acostar-se al 100% en base seca, tot i que les seves masses per mol, tal com es reben, difereixen substancialment.

L'aigua es controla per separat mitjançant la pèrdua per dessecació. La monografia actual desseca la mostra a 105 graus C durant 5 hores, amb un interval d'acceptació del 8.0% al 24.0%. La pèrdua per dessecació mesura la matèria volàtil eliminada en aquestes condicions. No és un mètode específic per a l'aigua en el mateix sentit que una determinació d'aigua per Karl Fischer, ni identifica una fase cristal·lina. Per tant, una proporció mitjana propera a tres molècules d'aigua per unitat de colorant no demostra, per si sola, l'existència d'una única fase cristal·lina trihidratada. Els estudis de l'estat sòlid del blau de metilè han descrit diverses fases hidratades i mescles; per això, cal determinar la identitat de la fase mitjançant difracció o anàlisi tèrmica quan importa la fase mateixa i no només la proporció mitjana d'aigua.

Aquesta distinció també explica per què una valoració superior al 100% no és automàticament un error de laboratori. Un càlcul en base seca, una correcció de l'aigua residual, l'assignació d'un valor al patró de referència o una discrepància entre hidrats poden modificar la xifra. L'anàlisi detallada de casos a per què una valoració del blau de metilè pot donar un resultat superior al 100% mostra com els errors de base poden semblar errors de puresa.

Per a la compra i els controls de qualitat, la conseqüència és directa. La conformitat amb la USP és la via perquè un comprador accedeixi al grau de puresa més alt disponible al mercat, perquè l'especificació cobreix la identitat, el contingut de colorant, les impureses orgàniques, els dissolvents residuals, les impureses elementals, el residu de calcinació, els límits microbians i les endotoxines bacterianes. La majoria de venedors que declaren conformitat amb la USP només analitzen una petita part d'aquesta llista. Blupreme comprova l'especificació USP completa amb un soci de fabricació farmacèutica i publica el certificat d'anàlisi complet, de manera que la forma hidratada, el resultat d'aigua i la valoració en base seca es poden llegir conjuntament, en lloc de deduir-los de l'etiqueta frontal. Quan compareu proveïdors, demaneu aquestes tres dades: la fórmula nominal de l'hidrat, el resultat d'aigua o de pèrdua per dessecació i la valoració amb la seva base declarada.

Com llegir una etiqueta de blau de metilè d'una sola passada

Primer, localitzeu la designació de l'hidrat i la fórmula. Si l'etiqueta només indica blau de metilè, no pressuposeu 319.85 g/mol. Segon, llegiu la base de valoració. Un percentatge sense les expressions tal com es rep, en base seca o en base anhidra no es pot utilitzar directament per calcular la molaritat. Tercer, llegiu l'aigua o la pèrdua per dessecació per separat de les impureses. L'aigua explica les diferències de massa entre les formes hidratades. Les substàncies relacionades, Azure B, els metalls, els dissolvents i els assajos microbians expliquen la puresa química i biològica. Manteniu separats aquests dos grups i es resoldran les contradiccions habituals dels catàlegs: una fitxa informa sobre el catió, una altra sobre la sal i una tercera sobre el trihidrat, totes correctament, perquè cada xifra descriu un objecte diferent.