Υπολογιστής μοριακής συγκέντρωσης κυανού του μεθυλενίου: ένυδρη μορφή και βάση προσδιορισμού περιεκτικότητας

Η ίδια μάζα κυανού του μεθυλενίου μπορεί να δώσει διαφορετικές μοριακές συγκεντρώσεις, ανάλογα με τη μοριακή του μορφή και τον τρόπο αναφοράς της περιεκτικότητάς του. Ένας υπολογισμός που χρησιμοποιεί τη μάζα του άνυδρου χλωριδίου διαφέρει από έναν υπολογισμό που χρησιμοποιεί τη μάζα μιας ένυδρης μορφής. Ο προσδιορισμός περιεκτικότητας επί ξηράς βάσης εισάγει μια ακόμη διάκριση: το αναφερόμενο ποσοστό δεν περιγράφει άμεσα το υλικό όπως ζυγίστηκε.

Ανοίξτε τον υπολογιστή μοριακής συγκέντρωσης κυανού του μεθυλενίου για να εισαγάγετε τη μάζα, τον τελικό όγκο του διαλύματος, τη μοριακή μορφή και τη βάση υπολογισμού. Εκτελείται στο πρόγραμμα περιήγησής σας, εμφανίζει την εξίσωση με τις τιμές που έχουν αντικατασταθεί και δίνει αποτελέσματα σε mol/L, mmol/L και µmol/L. Τα παρακάτω παραδείγματα είναι εργαστηριακοί υπολογισμοί, όχι επιλογές δόσεων για ανθρώπους ή ζώα.

Τι μετρά το αποτέλεσμα

Η μοριακή συγκέντρωση είναι η συνήθης ονομασία της συγκέντρωσης ποσότητας ουσίας. Ο ορισμός της συγκέντρωσης ποσότητας ουσίας κατά IUPAC διαιρεί την ποσότητα ουσίας ενός συστατικού με τον όγκο του μείγματος:

c = n / V

Εδώ, το n είναι η ποσότητα ουσίας του κυανού του μεθυλενίου σε mol και το V είναι ο τελικός όγκος του διαλύματος σε λίτρα. Για καθαρό υλικό συγκεκριμένης μορφής, n = m / M, όπου το m είναι η μάζα σε γραμμάρια και το M είναι η μοριακή μάζα σε g/mol. Οι σχέσεις αυτές ακολουθούν τους ορισμούς του NIST για τη μοριακή μάζα και τη συγκέντρωση.

Ο παρονομαστής είναι ο όγκος μετά τη διάλυση. Οι καταγραφές «100 mL τελικού διαλύματος» και «προσθήκη 100 mL διαλύτη» περιγράφουν διαφορετικές παρασκευές. Ένας υπολογισμός δεν μπορεί να άρει αυτή την ασάφεια εκ των υστέρων.

Επιλέξτε το υλικό πριν επιλέξετε τη μοριακή του μάζα

Για υπολογισμό με άνυδρο χλωρίδιο, αυτό το εργαλείο χρησιμοποιεί 319.85 g/mol. Για τεκμηριωμένη τριένυδρη μορφή, χρησιμοποιεί 373.90 g/mol. Η προδιαγραφή της τριένυδρης μορφής της Thermo Fisher αναφέρει τον τύπο με τρία μόρια νερού και τη δεύτερη μοριακή μάζα. Το νερό συνεισφέρει στη ζυγισμένη μάζα χωρίς να προσθέτει άλλη μονάδα κυανού του μεθυλενίου.

Εξετάστε δύο ονομαστικές παρασκευές, καθεμία από τις οποίες περιέχει 100 mg καθαρού υλικού σε 100 mL τελικού διαλύματος:

Πρόκειται για υπολογιστικά παραδείγματα, όχι για μετρήσεις. Η χρήση του παρονομαστή της άνυδρης μορφής για καθαρή τριένυδρη μορφή θα υπερεκτιμούσε τη συγκέντρωση κατά περίπου 16.9%. Περισσότερα δεκαδικά ψηφία δεν θα διόρθωναν τη λανθασμένη παραδοχή για το υλικό.

Μια φιάλη που περιγράφεται μόνο ως «ένυδρη μορφή» δεν τεκμηριώνει έναν σταθερό αριθμό μορίων νερού. Γι’ αυτό ο υπολογιστής δεν επιτρέπει ονομαστικό υπολογισμό όταν ο βαθμός ενυδάτωσης δεν προσδιορίζεται. Για τη σχετική χημεία, δείτε τις μοριακές μορφές και την ενυδάτωση του κυανού του μεθυλενίου.

Αντιστοιχίστε την περιεκτικότητα στη μάζα που περιγράφει

Το σημαντικό ερώτημα δεν είναι απλώς «Ποιο ποσοστό αναγράφεται στο πιστοποιητικό;». Είναι «Ποσοστό ως προς τι και εκφρασμένο ως ποια ένωση;». Ο υπολογιστής διακρίνει τέσσερις περιπτώσεις:

Σε αυτές τις εξισώσεις, το a είναι το ποσοστό περιεκτικότητας διαιρεμένο με 100· το d είναι το αντίστοιχο ποσοστό απώλειας κατά την ξήρανση διαιρεμένο με 100. Η τελευταία εξίσωση είναι μια μετατροπή ισοζυγίου μάζας μεταξύ των ρητά δηλωμένων βάσεων αναφοράς. Είναι κατάλληλη μόνο όταν η διόρθωση λόγω ξήρανσης αντιστοιχεί στον ορισμό του προσδιορισμού περιεκτικότητας.

Η προεπισκόπηση της μονογραφίας USP εκφράζει την περιεκτικότητα ως άνυδρο κυανό του μεθυλενίου επί ξηράς βάσης και δίνει εύρος αποδοχής 97.0–103.0%. Ένα αναλυτικό αποτέλεσμα πάνω από 100% δεν αποτελεί κυριολεκτικό ισχυρισμό ότι ένα δείγμα περιέχει καθαρή ένωση με μάζα μεγαλύτερη από τη δική του. Το εργαλείο επιτρέπει εκτιμήσεις περιεκτικότητας επί ξηράς βάσης έως 103% και χαρακτηρίζει το αντίστοιχο αποτέλεσμα ως αναλυτική εκτίμηση.

Αναλυτικό παράδειγμα: αποτέλεσμα επί ξηράς βάσης

Ας υποθέσουμε ότι μια εργαστηριακή καταγραφή τεκμηριώνει 100.0 mg υλικού, περιεκτικότητα 99.0% σε άνυδρο ισοδύναμο επί ξηράς βάσης, αντίστοιχη μετρημένη απώλεια κατά την ξήρανση 14.0% και 100.0 mL τελικού διαλύματος. Οι τιμές αυτές είναι υποθετικές.

1. Μετατρέψτε τη ζυγισμένη μάζα: 100.0 mg = 0.1000 g.
2. Εφαρμόστε το κλάσμα ξηρής μάζας: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
3. Εφαρμόστε την περιεκτικότητα: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g ισοδύναμου άνυδρου χλωριδίου.
4. Μετατρέψτε σε ποσότητα ουσίας και διαιρέστε με τον όγκο: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.

Μη διαιρέσετε επιπλέον με τη μοριακή μάζα της τριένυδρης μορφής. Ο αριθμητής είναι ήδη εκφρασμένος ως ισοδύναμο άνυδρου χλωριδίου. Η προσθήκη διόρθωσης για την ένυδρη μορφή θα συνυπολόγιζε τη διόρθωση για το νερό δύο φορές.

Αν, αντίθετα, η ίδια καταγραφή τεκμηρίωνε άμεσα 85.14% άνυδρο ισοδύναμο όπως παραλήφθηκε, η λειτουργία για το υλικό ως έχει θα έδινε το ίδιο αποτέλεσμα χωρίς ξεχωριστή εισαγωγή δεδομένων ξήρανσης. Η συμφωνία μεταξύ αυτών των δύο τρόπων είναι ένας χρήσιμος αριθμητικός έλεγχος.

Όταν τα διαθέσιμα δεδομένα δεν επαρκούν

Οι προδιαγραφές δεν είναι κατ’ ανάγκη μετρήσεις της παρτίδας. Για παράδειγμα, η καταχώριση προϊόντος ένυδρου κυανού του μεθυλενίου της Merck δίνει ελάχιστη περιεκτικότητα υπολογισμένη επί ξηρής ουσίας, μέγιστη απώλεια κατά την ξήρανση και μοριακό βάρος με βάση την άνυδρη μορφή, παρότι περιγράφει ένυδρη μορφή. Η αντικατάσταση αυτών των ορίων σαν να ήταν μετρημένες τιμές θα δημιουργούσε μια σημειακή εκτίμηση που δεν υποστηρίζεται από την καταχώριση.

Ομοίως, ένα ποσοστό περιεκτικότητας με αδιευκρίνιστη βάση ή ένα ποσοστό εμβαδού χρωματογραφικής κορυφής δεν τεκμηριώνει αυτόματα το κλάσμα μάζας που απαιτείται εδώ. Αναζητήστε τον τρόπο αναφοράς στο πιστοποιητικό ή ζητήστε τον από τον προμηθευτή. Ο οδηγός για την ανάγνωση πιστοποιητικού ανάλυσης κυανού του μεθυλενίου εξηγεί τους ελέγχους του εγγράφου.

Τα κενά πεδία, η μη θετική μάζα ή ο μη θετικός όγκος, οι μη υποστηριζόμενες μονάδες και η απουσία βάσης προσδιορισμού περιεκτικότητας προκαλούν σφάλμα αντί για αποτέλεσμα. Η αλλαγή μιας εισαγόμενης τιμής αντικαθιστά το προηγούμενο αποτέλεσμα, ακόμη και όταν η νέα τιμή είναι μη έγκυρη. Η αριθμητική υπερχείλιση απορρίπτεται. Το εργαλείο δεν ελέγχει αν η συγκέντρωση είναι εφικτή βάσει της διαλυτότητας, αν η διάλυση ήταν πλήρης ή αν το παρασκεύασμα παρέμεινε σταθερό.

Διατηρήστε τον υπολογισμό αναπαραγώγιμο

Καταγράψτε την παρτίδα, τη μοριακή μορφή, το αποτέλεσμα του προσδιορισμού περιεκτικότητας και τη βάση του, τυχόν διόρθωση λόγω ξήρανσης, τη ζυγισμένη μάζα, τον τελικό όγκο και τις συνθήκες παρασκευής. Αναφέρετε μόνο την ακρίβεια που υποστηρίζουν οι μετρήσεις σας· τα ψηφία που εμφανίζει ο υπολογιστής παρέχονται για διευκόλυνση.

Για ένα ήδη τεκμηριωμένο μητρικό διάλυμα, χρησιμοποιήστε τους ξεχωριστούς υπολογισμούς αραίωσης κυανού του μεθυλενίου. Για ενδείξεις περιεκτικότητας σε ποσοστό στις ετικέτες, ελέγξτε πρώτα τις μετατροπές συγκέντρωσης κυανού του μεθυλενίου. Ούτε η σωστή μοριακή συγκέντρωση ούτε ένα σωστά μετατρεπόμενο ποσοστό καθορίζει πώς πρέπει να χορηγείται μια ουσία.