Metileno-urdina ehunak eta papera tindatzeko: Basic Blue 9 tindategian

Metileno-urdinak hamabost urte eman zituen koloratzaile komertzial gisa, inork paziente bati eman aurretik. Heinrich Carok BASFen sintetizatu zuen 1876an, ehungintzako koloratzaile gisa, eta bai BASFen historiak berak, bai American Chemical Society elkarteak kotoirako egindako koloratzaile gisa deskribatzen dute. Kochen medikuntzako tindaketa-lanak 1880 inguruan etorri ziren, eta 1891ko malariaren aurkako tratamenduak are geroago. Konposatua gerora izan zen guztia —tindagaia, adierazlea, sendagaia— koloratzaileen katalogo bateko sarrera batetik abiatu zen.

Sarrera hori da oraindik substantzia industria-ingurune batean ulertzeko modu egokia. Tindategiko hizkeran, ez da metiltioninio kloruroa. Basic Blue 9 da.

Konposatu bat, bi zenbakitze-sistema

Colour Indexek bi identifikatzaile ematen dizkio koloratzaile komertzial bakoitzari. Izen generikoak aplikazioa eta erabilera deskribatzen ditu; eraketa-zenbakiak, egitura kimikoa. Metileno-urdinaren izen generikoa C.I. Basic Blue 9 da, eta eraketa-zenbakia C.I. 52015. Horrela, 52000 eta 52999 arteko zenbakiak hartzen dituen tiazinen klasean kokatzen da, Colour Indexi buruzko berriki argitaratutako azalpen batek metileno-urdina adibide gisa erabiliz baieztatzen duen bezala.

Zenbakien atzean dagoen kimika kloruroarekin parekatutako fenotiazina katioia da: forma anhidroaren formula C16H18ClN3S da, masa molarra 319.9 g/mol ingurukoa eta identifikatzailea CAS 61-73-4; ohiko trihidrato komertzialaren masa molarra, berriz, 373.9 g/mol ingurukoa da, eta identifikatzailea CAS 7220-79-3. Gatz komertzialak brontze-distirako kristal berde ilunak eratzen ditu, disolbatzean disoluzio urdin bizia ematen dutenak. Trihidratoaren ehuneko 1eko disoluzioak 3 eta 4.5 arteko pH-a du, PubChemen eta propietate molekularrei buruzko berriki argitaratutako berrikuspen baten arabera. Bidoika erosten duenak etiketan zein CAS zenbaki dagoen egiaztatu beharko luke, trihidrato kilogramo batek gatz anhidro kilogramo batek baino ehuneko 15 kromoforo gutxiago baitu, gutxi gorabehera. Edozein tindaketa-kalkulu egin aurretik, komeni da argitzea zer ari den zehazki pisatzen.

Loturaren oinarria: anioien bila dabilen katioia

Koloratzaile basikoak koloratzaile kationikoak dira. Disoluzioan, espezie koloredunak karga positiboa du; beraz, gune anionikoak dituzten zuntzei lotzen zaie bereziki. Datu horrek bakarrik ia aplikazio-eredu osoa aurreikusten du.

Zuntz akrilikoa da testuliburuetako substratu eredugarria. Oro har, karboxilato edo sulfonato taldeak ditu, eta gune horien eta koloratzailearen katioiaren arteko erakarpen ionikoak substantibotasun handia ematen du, akrilikoaren ohiko tindaketa kationikoari eta zuntz akrilikoen kimikari buruzko ikerketek azaltzen duten bezala. Artileak eta zetak ere koloratzaile basikoak zuzenean hartzen dituzte karga negatiboko guneetan, eta tonu biziak ematen dituzte. Hala ere, ehungintzako erreferentziek ohartarazten dute zuntz horietan erabilitako koloratzaile basiko zaharrenek, oro har, argiarekiko sendotasun eskasa dutela; puntu hori ehunen kolorazioari buruzko sarbide irekiko testuliburu batean laburbiltzen da.

Kotoia da salbuespen garrantzitsua. Tratatu gabeko zelulosak afinitate txikia du ohiko koloratzaile basikoekiko, eta horregatik, hain zuzen, Caroren «kotoirako koloratzaileak» laguntza behar zuen. Historikoki, kotoia azido tanikoz mordentatzen zen, normalean tartaro emetikoarekin (antimonio eta potasio tartratoa) finkatuta, zuntzean taninoaren eta koloratzailearen konplexu disolbaezina sortzeko. Garaiko kotoia tindatzeko eskuliburu batek hiru eragiketak azaltzen ditu —taninoz tratatzea, finkatzea eta, ondoren, tindatzea— Kotoizko ehunen tindaketa lanean. Nylon arruntari buruz ere antzeko ñabardura egin behar da: batez ere koloratzaile azidoetarako substratua da. Sulfonato taldeekin berariaz eraldatutako nylonak bakarrik hartzen ditu indartsu koloratzaile basikoak; tindaketa kationikorako nylon gisa saltzen da, eta US6312805B1 bezalako lanetan deskribatzen da.

Beraz, zuntzen laburpena trinkoa da. Kotoia, taninozko mordentearekin, arrazoi historikoengatik; artilea eta zeta, zuzenean baina iraunkortasun gutxirekin; akrilikoa, kimikaren aldetik substratu moderno naturala; nylon arrunta, gehienbat aukeretatik kanpo.

Bizia, baina iraunkortasun gutxikoa

Puntu ahula ez zen inoiz kolorea ezartzea izan. Han mantentzea zen. 2019ko ikerketa batek kotoia, zeta eta artilea zuzenean tindatu zituen metileno-urdin trihidratoarekin, eta argiarekiko sendotasunean 1eko kalifikazioa neurtu zuen —eskalako baxuena— hiru zuntzetan, ISO 105-B02 arauaren arabera. Kolorearen atxikipena esmektitazko ondorengo tratamenduarekin bakarrik hobetu zen, RSC Advances aldizkarian jakinarazi bezala. Literatura zaharrak gauza bera dio garaiko hizkeran: koloratzaile basiko asko argiarekin lausotzen dira, 1911ko Encyclopaedia Britannicako tindaketari buruzko artikuluak jasotzen duen bezala.

Bainuaren kimikak bigarren ohartarazpen bat dakar. Koloratzaile basikoak normalean baldintza neutroetan edo zertxobait azidoetan aplikatzen dira, eta alkali indartsua bereziki kaltegarria da metileno-urdinarentzat: 0.1 M-ko ur-ingurune alkalinoan, aldatu gabe iraun beharrean, batez ere Bernthsenen metileno-bioleta bihurtzen da hidrolisiz, kolore biziko produktu lipofilo bat, alkaliak metileno-urdinean duen eraginari buruzko ikerketa baten arabera. Hortaz, materialean geratutako garbiketa alkalinoaren hondarrek edo ondorengo tratamendu alkalino batek tonua alda dezakete, finkapenarekin zerikusirik ez duten arrazoi kimikoengatik. Kolore-aldaketen atzean dauden oxidazio-erredukzio zikloak beste gai bat dira, baina arau praktikoa sinplea da: bainua ez dadila oso alkalinoa izan.

Papera, tinta eta kalko-kopiak

Papera tindatzea egungo aplikazio komertzial gisa dokumentatuta dago. Basic Blue 9 hornitzaile batek papera aipatzen du, zeta, kalamua, zura eta banbua koloreztatzearekin eta tinta nahiz pigmentu-lakak fabrikatzearekin batera, bere produktuaren aplikazio-fitxan. Tintaren erabilerak dokumentazio sendoagoa du: Indiak tintaren industriarako metileno-urdin koloratzailearen arau espezifiko bat izan zuen, IS 2230:1962. Orain erretiratuta dago, baina BISen 1962 eta 1963ko urteko txostenean jasota dago, eta erretiratutzat katalogatuta.

Kalko-paperaren erabilera ere dokumentatuta dago. Kalko-paperaren estaldurei buruzko 1933ko AEBetako patente batek anilina-koloratzaileak, metileno-urdina barne, dituzten olio- eta argizari-tintak deskribatzen ditu, US1925235A dokumentuan. Eta kopiatzeko arkatz urdin historikoei buruzko ondare-zientzien 2024ko ikerketa batek metileno-urdina aurkitu zuen koloratzaile ohikoenen artean. Aldi berean, tindategi batek aurreikusiko lukeen portaera zehatza dokumentatu zuen: argiarekiko sentikortasun handia eta bustitzean kolorea zabaltzeko joera. Lana npj Heritage Science aldizkarian argitaratu zen. Kopia biziak egiten zituen baina eguzkitan lausotzen zen arkatzaren kimika bera da bizi tindatzen zen baina leihoan lausotzen zen kotoiarena.

Hiru kalitate, hiru zehaztapen-araubide

Hau da konparaziorik garrantzitsuena, izen berak zehaztapen bateraezinen arabera egindako materialak hartzen baititu. Ehungintzako kalitatea, tindagai biologikoa eta kalitate farmazeutikoa ez dira purutasun-eskala bakarreko mailak. Galdera desberdinen erantzunak dira.

Taulako bi nahaste azpimarratzea merezi du. Lehenik, «ehuneko 100eko» ehungintzako koloratzaile bat ez da ehuneko 100 kromoforo purua; ISO 105-Z10 arauak erreferentziako koloratzailearekiko definitzen du indarra. Bigarrenik, ehuneko 82ko koloratzaile-edukia duen tindagai ziurtatua ez da eskakizunak bete ez dituen produktu farmazeutiko bat; beste proba bat gainditu du. Alderdi farmazeutikoa prozesuen garapenari buruzko txosten batek erakusten du: metal guztien edukia 20 ppm-tik behera, Azure B ehuneko 2tik behera eta gainerako ezpurutasunak ehuneko 0.5etik behera mantendu zituen. Zifra horiek argitaratutako Proveblue ikerketako prozesua deskribatzen dute, ez ehungintzarako zehaztapen unibertsal bat. Eta Azure B-k bere erreferentzia-estandarra izatearen arrazoia da desmetilazioaren ezpurutasun nagusia izateaz gain berez farmakologikoki aktiboa den metabolito bat ere badela; gai hori Azure B-ri buruzko ikerketan lantzen da.

Tindategi batean, sarrerako kontrol praktikoak ezkerreko zutabetik ondorioztatzen dira: estandarrarekiko tonua, indar erlatiboa, disolbagarritasuna eta materia disolbaezina, hezetasuna eta loteen arteko koherentzia. Zerrenda horretako ezerk ez du bidoia laborategian erabiltzeko egoki bihurtzen, are gutxiago kontsumitzeko.

Nola irakurri Basic Blue 9-ren datu-fitxa bat

Ohiko fitxa tekniko batek lau zenbaki zerrendatzen ditu, eta bakoitzak galdera desberdin bati erantzuten dio. Indarrak, hornitzailearen erreferentziako lotearekiko ehunekotan adierazita, tindatzaileari esaten dio zenbat koloratzaile pisatu behar duen nahi duen kolore-intentsitatea lortzeko; ehuneko 105eko indarra duen lote batekin, estandarrarekin baino ehuneko 5 pisu gutxiago behar da, gutxi gorabehera. Koloratzaile-edukia, adierazten denean, benetako kromoforoaren frakzio kimikoa da, eta beti da indarraren zifrak iradokitzen duena baino txikiagoa, hauts komertzialak hezetasuna eta diluitzaileak baititu. Uretan disolbaezina den materiak, ehuneko 1.5 bezalako mugekin, orban txikiak eta iragazkien buxadura aurreikusten ditu, tonua baino gehiago. Hezetasunak osatzen du ikuspegi osoa, eta hidratoaren auziarekin lotuta dago: trihidratoak kristalizazio-uraren hiru molekula ditu; beraz, kilo batek gatz anhidro kilo baten kromoforoaren sei zazpiren inguru ditu. Hidrato baterako idatzitako errezeta bestearekin pisatuz gero, kolore-intentsitatea frakzio horretan desbideratuko da, materiala bainuan sartu aurretik ere.

Efluenteei buruzko ohar bat

Metileno-urdinak kolore bizia du eta erraza da espektrofotometriaz jarraitzea. Adsortzio-ikerketek normalean haren argi ikusgaiaren absorbantzia neurtzen dute 663 eta 665 nm inguruan, biosortzio-ikerketa batean eta hidrogel bidezko adsortzio-ikerketa batean bezala. Erraztasun horrek hondakin-uren ikerketako koloratzaile kationiko eredugarri bihurtu zuen: Journal of Hazardous Materials aldizkariko berrikuspen zabal batek kostu txikiko materialetan adsorbatuz kentzeko metodoak aztertzen ditu, ehungintzako, papergintzako eta inprimaketako efluenteak barne.

Eredu izateak bi alderdi ditu. Adsortzioari buruzko artikulu kopuru handiak ez du frogatzen metileno-urdina bera gaur egungo ehungintzako kutsatzaile nagusietako bat denik; frogatzen du konposatua, oro har, koloratzaile kationikoen ordezko erosoa dela. Irakurri efluenteei buruzko baieztapenak bereizketa hori gogoan izanda.

Izena bera da ohartarazpena

Basic Blue 9, C.I. 52015, metiltioninio kloruroa: kromoforo bakarrerako hiru izen, gutxienez hiru zehaztapen-araubideren pean saltzen dena. Carok kotoirako egindako ehungintzako materialari ez zitzaion inoiz irensteko egokia izatea eskatu, eta tonurako eta indarrerako idatzitako ziurtagiri batek ere ezin du halako bihurtu. Bidoiko izen bera laborategiko apal batean agertzen denean, zehaztapenak esaten dizu zer duzun esku artean, ez koloreak.