Molaritetsberegner for methylenblåt: hydratform og grundlag for indholdsbestemmelse

Den samme masse methylenblåt kan give forskellige molære koncentrationer afhængigt af molekylformen og af, hvordan indholdsbestemmelsen rapporteres. En beregning med massen af vandfrit chlorid adskiller sig fra en beregning med massen af et hydrat. En indholdsbestemmelse på tørstofbasis medfører endnu en forskel: Den rapporterede procentdel beskriver ikke direkte materialet, som det blev vejet.

Åbn molaritetsberegneren for methylenblåt for at indtaste masse, opløsningens slutvolumen, molekylform og beregningsgrundlag. Den kører i din browser, viser ligningen med de indsatte værdier og angiver mol/L, mmol/L og µmol/L. Eksemplerne nedenfor er laboratorieberegninger, ikke valg af doser til mennesker eller dyr.

Hvad resultatet måler

Molaritet er den velkendte betegnelse for stofmængdekoncentration. IUPAC's definition af stofmængdekoncentration dividerer stofmængden af en bestanddel med blandingens volumen:

c = n / V

Her er n stofmængden af methylenblåt i mol, og V er opløsningens slutvolumen i liter. For rent materiale af en bestemt form er n = m / M, hvor m er massen i gram, og M er molarmassen i g/mol. Disse sammenhænge følger NIST's definitioner af molarmasse og koncentration.

Nævneren er volumen efter opløsning. “100 mL færdig opløsning” og “100 mL tilsat opløsningsmiddel” er forskellige oplysninger om fremstillingen. En beregning kan ikke afklare den tvetydighed bagefter.

Vælg materialet, før du vælger dets molarmasse

Til en beregning for vandfrit chlorid bruger dette værktøj 319.85 g/mol. For et dokumenteret trihydrat bruger det 373.90 g/mol. Thermo Fishers specifikation for trihydrat angiver formlen med tre vandmolekyler og sidstnævnte molarmasse. Vand bidrager til den vejede masse uden at tilføje endnu en methylenblåt-enhed.

Betragt to nominelle præparationer, som hver indeholder 100 mg rent materiale i 100 mL færdig opløsning:

Dette er beregnede eksempler, ikke målinger. Hvis nævneren for vandfrit materiale blev brugt til rent trihydrat, ville koncentrationen blive overvurderet med cirka 16.9%. Flere decimaler ville ikke rette den forkerte antagelse om materialet.

En flaske, der kun er beskrevet som “hydrat”, dokumenterer ikke et fast antal vandmolekyler. Beregneren afviser derfor en nominel beregning ved uspecificeret hydratisering. Læs om den bagvedliggende kemi i methylenblåts molekylformer og hydratisering.

Match indholdsbestemmelsen med den masse, den beskriver

Det vigtige spørgsmål er ikke blot “Hvilken procentdel står der på certifikatet?” Det er “En procentdel af hvad, udtrykt som hvilken forbindelse?” Beregneren skelner mellem fire betydninger:

I disse ligninger er a procentdelen fra indholdsbestemmelsen divideret med 100; d er den tilsvarende procentdel for tørringstab divideret med 100. Den sidste ligning er en omregning baseret på massebalance mellem de udtrykkeligt angivne rapporteringsgrundlag. Den er kun relevant, når tørringskorrektionen svarer til indholdsbestemmelsens definition.

Forhåndsvisningen af USP-monografien angiver indholdsbestemmelsen som vandfrit methylenblåt på tørstofbasis og fastsætter et acceptinterval på 97.0–103.0%. Et analyseresultat over 100% er ikke en bogstavelig påstand om, at en prøve indeholder mere ren forbindelse end sin egen masse. Værktøjet tillader estimater af indhold på tørstofbasis op til 103% og betegner dette resultat som et analytisk estimat.

Gennemregnet eksempel: et resultat på tørstofbasis

Antag, at en laboratoriejournal dokumenterer 100.0 mg materiale, et indhold på 99.0% angivet som vandfri ækvivalent på tørstofbasis, et tilsvarende målt tørringstab på 14.0% og 100.0 mL færdig opløsning. Disse værdier er hypotetiske.

1. Omregn den vejede masse: 100.0 mg = 0.1000 g.
2. Anvend tørstoffraktionen: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
3. Anvend indholdsbestemmelsen: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g vandfri chloridækvivalent.
4. Omregn til stofmængde, og divider med volumen: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.

Divider ikke også med trihydratets molarmasse. Tælleren er allerede udtrykt som vandfri chloridækvivalent. Hvis der tilføjes en hydratkorrektion, vil justeringen for vand blive medregnet to gange.

Hvis den samme journal i stedet direkte dokumenterede 85.14% vandfri ækvivalent som modtaget, ville beregningstilstanden for materialet som vejet give det samme svar uden særskilt indtastning af tørringstab. Overensstemmelse mellem disse to fremgangsmåder er en nyttig kontrol af regnestykket.

Når de tilgængelige data er utilstrækkelige

Specifikationer er ikke nødvendigvis målinger på et bestemt parti. For eksempel angiver Mercks produktbeskrivelse for methylenblåthydrat et minimumsindhold beregnet på tørret stof, et maksimalt tørringstab og en molekylvægt på vandfri basis, selv om produktet beskrives som et hydrat. Hvis disse grænser blev indsat, som om de var målte værdier, ville det give et punktestimat, som produktbeskrivelsen ikke underbygger.

Tilsvarende dokumenterer en uspecificeret procentdel fra en indholdsbestemmelse eller en kromatografisk arealprocent ikke automatisk den massefraktion, der kræves her. Find rapporteringskonventionen i certifikatet, eller spørg leverandøren. Vejledningen til at læse et analysecertifikat for methylenblåt forklarer, hvad der skal kontrolleres i dokumentet.

Tomme felter, masse eller volumen på nul eller derunder, ikke-understøttede enheder og manglende grundlag for indholdsbestemmelsen giver en fejl i stedet for et resultat. Når en indtastning ændres, erstattes det tidligere resultat, også når den nye værdi er ugyldig. Numerisk overløb afvises. Værktøjet kontrollerer ikke, om stoffet er opløseligt ved en given koncentration, om opløsningen var fuldstændig, eller om præparationen forblev stabil.

Sørg for, at beregningen kan reproduceres

Registrer parti, molekylform, resultat og grundlag for indholdsbestemmelsen, eventuel tørringskorrektion, vejet masse, slutvolumen og fremstillingsbetingelser. Angiv kun den præcision, som dine målinger understøtter; beregnerens viste cifre er en praktisk hjælp.

For en allerede dokumenteret stamopløsning skal du bruge de separate fortyndingsberegninger for methylenblåt. Ved procentangivelser på etiketter skal du først kontrollere koncentrationsomregningerne for methylenblåt. Hverken en korrekt molaritet eller en korrekt omregnet procentdel afgør, hvordan et stof bør administreres.