Metileno urdina adierazle gisa: kolore-aldaketak benetan zer adierazten duen

Teknikari batek metileno urdina gehitzen dio prezipitatu-ontzi bati, pH-a doitzen du eta koloreak azidotasuna adierazi arte itxaroten du. Ez da aldaketa argirik gertatzen. Horren ordez, azido askorbikoaren disoluzio tanta bat gehitzen du, eta urdina desagertu egiten da. Matrazea airean astintzen du, eta urdina itzuli egiten da. Koloratzaile bera, bi portaera oso desberdin. Nahasmen hori da artikulu honen gai nagusia: metileno urdina elektroi-transferentziari erantzuten dion redox adierazlea da, ez protoiei erantzuten dien pH-adierazlea. Bereizketa hori argitu ondoren, gainerako xehetasun guztiek zentzua hartzen dute.

Arau praktikoa esaldi bakarrean laburbil daiteke. Urdinak forma oxidatua dagoela esan nahi du. Kolorerik ezak forma erreduzitua, leukometileno urdina, dagoela esan nahi du. Elektroiak mugiarazten dituen edozerk alda dezake egoera. Azidoek eta baseek bakarrik ezin dute hori egin, nahiz eta pH-ak aldaketa gertatzen den tentsioa aldatzen duen.

Kolorearen atzean dagoen bikotea

Metileno urdin oxidatua metiltioninio katioia da: hiru eraztuneko fenotiazinio-sistema laua, kloruro-gatz gisa hornitzen dena eta PubChem-ek metiltioninio kloruro gisa erregistratzen duena. Uretako disoluzio diluituan, monomeroak 664 nm inguruan xurgatzen du, eta xurgapen horrek sortzen du begiak ikusten duen urdina. Bikotearen forma erreduzituak, leukometileno urdinak, egitura bera du, baina erdiko eraztuneko nitrogenoa protonatuta dago eta kromoforoa etenda; horregatik, ia koloregabea da, eta haren xurgapen-banda bizia ultramorean dago (leuko formaren PubChem sarrera).

Erreakzio garbiak bi elektroi transferitzen ditu, baina protoi kopurua pH-aren araberakoa da, forma erreduzitua ingurune azidoan protonatzen delako. Redox kimikaren bistaratzea laneko erreferentziazko azalpenak potentzial estandarra +0.53 V inguruan kokatzen du pH 0-an, eta potentzial formala +0.011 V inguruan pH 7-an, hidrogeno-elektrodoarekiko. Bi puntu horien artean, potentziala pH-arekin aldatzen da. Koloratzaileen redox portaerari eta potentzialei buruzko azterketako boltanmetria modernoak pH-unitateko 29.5 mV inguruko aldaketa aurkitzen du, gutxi gorabehera pH 4-tik 10-era, bi elektroi eta protoi bateko erregimenarekin bat datorrena; eta pH-unitateko 88.5 mV ingurukoa pH 4-tik behera, bi elektroi eta hiru protoiko erregimenarekin bat datorrena. Beraz, pH-a zehaztu gabe emandako potentzial batek ez du zentzurik. Galdetu beti zein malda eta zein erreferentzia-elektrodo dauden zenbakiaren atzean, zilarrezko erreferentziekiko emandako balioak ezin baitira zuzenean alderatu hidrogeno-eskalarekiko balioekin. Oinarrizko egiturak eta propietateek kromoforoa zehazten dute, eta redox seinalearen irakurketa diseinatzeari buruzko orri osagarri batek bikote hori formulazio-aukeretara zabaltzen du.

Potentzial-eskalako tarteko kokapen horrek egiten du koloratzailea erabilgarri. pH 7-an, oxidatzaile leunen artean dago: nahikoa indartsua da askorbatoa edo NAD(P)H bezalako emaile egokien elektroiak hartzeko, eta nahikoa ahula da elektroi horiek oxigeno disolbatuari edo zentro ferrikoei emateko. Horregatik, zikloan ibiltzen da, egoera batean blokeatuta geratu beharrean. Erredukzioak koloregabetzen du. Aireak berriro oxidatzen du. Bidea bera da bi noranzkoetan.

Zergatik agertzen diren behin eta berriz pH-ari buruzko galderak

Laborategietan eta ikasgeletan hiru nahasmen-iturri errepikatzen dira, eta bakoitzak zuzenketa zehatza du.

Lehenik, pH-ak potentziala aldatzen du, eta horrek pH-ari emandako erantzun baten itxura du. pH-a igoz gero, bikotea errazago erreduzitzen da elektrodo-irakurketa finko batean; beraz, emaile berak azkarrago koloregabetzen du koloratzailea. Baina protonazio-urrats batek bakarrik ez du urdinetik koloregabera igarotzeko trantsizio argia sortzen ohiko tartean. Metileno urdinaren propietateei buruzko 2025eko berrikuspen kritiko batek dio 665 nm-ko maximoak ia aldaketarik gabe irauten duela pH 2-tik 12-ra, absorbantzia-aldaketa apalekin soilik. Protoiek tentsioa doitzen dute. Elektroiek kolorea aldatzen dute.

Bigarrenik, ontologiako etiketak nahastu egiten du. PubChem-ek gaur egun ChEBIko funtzio bat inportatzen du, koloratzailea azido-base adierazle gisa izendatzen duena. Etiketa hori ez da metileno urdinak fenolftaleinak edo metilo gorriak bezala jokatzen duen froga gisa ulertu behar. Uretako ohiko lanean, ez du horrela jokatzen.

Hirugarrenik, Tashiro nahasteak izena maileguan hartzen du. Tashiro adierazlea metilo gorriaren eta metileno urdinaren nahastea da: metilo gorriak azido-base erantzuna ematen du, eta metileno urdinak atzealde optiko urdina eskaintzen du, gorritik horira gertatzen den aldaketa aldaketa konposatu nabarmenago bihurtuz. Tashiro formulazio komertzial batek pH 4.4-tik 6.2-ra arteko tartea ematen du; ITW Reagents-en formulazio zehatz batek, berriz, pH 4.4-ko gorri-bioletatik pH 5.8-ko berdera igarotzen dela zehazten du. Bi tarteetako bat ere ez da metileno urdinaren beraren trantsizio-tartea. Koloratzailea kontraste-agentea da, ez sentsorea.

Muturreko kasu batek ohartarazpena merezi du. pH 13 inguruan, baldintza oso alkalinoek metileno bioleta motako produktu gorriak edo arrosak sor ditzakete hidrolisi itzulezinaren bidez. Arrosa hori degradazioa da, ez adierazlearen amaiera-puntua. Hartu disoluzioa baztertzeko seinale gisa, ez irakurketa egiteko seinale gisa.

Non funtzionatzen duen redox adierazle gisa

Erabilera klasikoa Lane-Eynon azukre erreduzitzaileen titulazioa da. Fehling disoluzio alkalino beroa azukrearekin titulatzen da, eta metileno urdina gehitzen da amaiera-puntutik gertu; geratzen den urdina desagertu egiten da azukrearen ahalmen erreduzitzaileak kobre(II)rako behar dena gainditzen duenean. AOACen Lane-Eynon prozedurak nahastea irakiten mantentzen du, lurrunaren askapenak aire bidezko berriro oxidatzea eragotz dezan, normalean koloratzaile-disoluzioaren tanta gutxi batzuekin. Kolore-aldaketak kobre erreduzigarririk ez dela geratzen adierazten du: matrazearen redox egoerari buruzko adierazpena da, ez pH-ari buruzkoa.

Lehengo titrimetria-metodoek logika bera erabiltzen zuten beste eremu batzuetan. Koloratzaile diluituak almidoia ordezka zezakeen titulazio iodimetriko batzuetan, alkoholak almidoia desegoki bihurtzen zuenean, litroko 0.05 g inguruko erabilera-kontzentrazioetan; hala ere, koloratzaile gehiegi erabiltzeak iodo-koloratzaile konposatu bat sortzeko arriskua du, Sinnattek 1912an erakutsi zuen bezala. Eskuliburuetako bildumek titanometriarako eta iodometriarako ere zerrendatzen dute koloratzailea. 1936ko Galen azido askorbikoaren metodoak C bitaminaren estraktuekin erreduzitzen zuen koloratzailea, eta geratzen zen koloratzailea titanio trikloruroarekin atzeranzko titulazio bidez neurtzen zuen. Metodo hori gaur egun historikoa da, ez ohikoa, baina eredua erakusten du: emaileak urdina erreduzitu eta koloregabe bihurtzen du, eta urdinaren desagerpena da amaiera-puntua.

Oxigeno disolbatuaren metodoek bikote bera alderantziz erabiltzen dute. Argitaratutako metodo batek lehenik glukosarekin erreduzitzen du koloratzailea etanol urtsu alkalinoan, eta gero oxigeno disolbatuak leuko forma koloregabea ia berehala oxidatzen uzten du, berriro urdin bihurtzeko; irakurketa 600 nm inguruan egiten da, mililitroko 13 mikrogramo ingururaino, Okumurak eta Hashitanik deskribatu bezala. Ez nahastu hori oxigeno disolbatuaren Winkler titulazio klasikoarekin, zeinaren amaiera-puntuak almidoia erabiltzen baitu; NOAAren Winkler SOPak ehuneko 1 inguruko almidoia zehazten du. Metileno urdinaren bidezko oxigeno-metodoak aparteko familia dira, kolore-aldaketaren noranzkoa alderantzikatuta dutenak.

Ikasgelako botila urdinaren esperimentua bikote bera da eskala txikian: disoluzio alkalinoko glukosak koloratzaile urdina erreduzitu eta forma koloregabe bihurtzen du geldirik dagoenean; astintzeak, berriz, oxigenoa disolbatzen du, eta horrek berriro oxidatzen du, urdin bihurtuz. Prozedura osoa eta haren kontrolak botila urdinaren erakustaldiari dagozkio, eta banden kokapenak eta agregazioaren ondoriozko desplazamenduak espektroei eta kontzentrazioaren ondorioei buruzko orriari. Artikulu honek mekanismoa soilik jasotzen du, prozedurak eta espektroek beren baldintza propioak behar dituztelako.

Kolore-egoeren taula: egoerak, baldintzak, mugak

Taula hau artikuluaren jatorrizko erreferentzia da. Irakurri errenkada osoa edozein amaiera-puntuz fidatu aurretik.

Amaiera-puntua lausotzen duten hutsegiteak

Airea da lehen susmagarria amaiera-puntua aldatzen denean. Leuko forma erraz oxidatzen da berriro, bereziki sistema alkalinoetan; beraz, koloregabe bihurtutako titulazio bat berriro urdin bihur daiteke geldirik uztean edo indarrez biraka mugitzean. Baztertu airea iraunkortasuna garrantzitsua denean, estandarizatu astintzea eta egin irakurketa denbora finko batean.

Argia da bigarren susmagarria. Koloratzailea fotokimikoki aktiboa da, eta emaileak daudenean irradiatzeak koloregabetu egin dezake, produktu desmetilatuak barne hartzen dituzten bideen bidez. Gorde koloratzaile-disoluzio analitikoak ilunpean, eta ez zehaztu amaiera-puntuak laborategiko lanpara bizien azpian.

Kontzentrazioa da hirugarrena. Katioi oxidatua pilatu egiten da dimeroak eta agregatu handiagoak sortuz, 610 eta 615 nm ingurura desplazatutako banda batekin; beraz, disoluzio kontzentratu batek gailurretik desbideratutako itxura du, ezpurua izan gabe. Diluitu monomero-erregimenera espektroak edo amaiera-puntuak baloratu aurretik.

Bi alborapen ez hain nabarmenek ere arreta merezi dute, kontzentrazio baxuko lanean bereziki eragiten dutelako. Koloratzailea modu neurgarrian adsorbatzen da beira-ur interfazeetan, eta horrek estandar diluituak eta zinetika alboratzen ditu; zehaztasuna garrantzitsua denean, polimerozko ontziak edo kubetak erabiltzea da konponbidea. Gainera, koloratzaile komertzialak erlazionatutako tiazina-ezpurutasunak izan ditzake, Azure B barne, eta arazketa-azterketa historikoek berariaz ezabatu zituzten; beraz, lan analitikoak gradua zehaztu behar du, metileno urdin gisa etiketatutako botila guztiak kimikoki berdinak direla suposatu beharrean. Agregazioak eragindako desplazamenduaren xehetasun espektralak espektroen orrian jasotzen dira, nahita.

Laborategiko egiaztapen-zerrenda laburra

Doitu disoluzioa tanpoi batekin, eta idatzi pH-a potentzial eta amaiera-puntu bakoitzaren ondoan. Finkatu oxigeno-erregimena: Lane-Eynon motako lanetan, irakitea lurrun-geruzapean; gainerakoetan, atmosfera geldoa edo denboraketa finkoa. Lan egin monomeroa ikusteko adina diluituta, babestu disoluzioak argitik, erabili ahal dela polimerozko tresneria kontzentrazio baxuetan, eta erregistratu koloratzailearen gradua. Helburua benetan pH-a bada, erabili benetako azido-base adierazle bat edo Tashiro nahaste zehaztu bat, eta eman nahastearen tartea nahastearen tarte gisa, inoiz ez metileno urdinaren tarte gisa.

Zorroztasun horrekin, kontzeptuak bere horretan jarraitzen du. Metileno urdinak oxidazio-egoera aparteko argitasunez adierazten du, haren bi egoerek oso bestelako xurgapena baitute eremu ikusgaian. Hartu kolorea redox irakurketa gisa, pH zehaztu batean, oxigeno- eta argi-baldintza zehaztuetan eta koloratzailearen gradu zehaztu batekin egina, eta titulazioan bere tokia mereziko du. Hartu tornasol gisa, eta hutsik egin gabe engainatuko zaitu.