Azul de metileno trihidratado fronte ao material anhidro: fórmula, masa e etiquetaxe

Dous frascos poden indicar azul de metileno e, aínda así, requirir masas pesadas diferentes para o mesmo experimento. Un leva a etiqueta azul de metileno trihidratado. O outro indica só azul de metileno. Un investigador pesa 100 mg de cada un, prepara o mesmo volume e obtén concentracións de colorante diferentes. Non hai contaminación nin fallou o pipeteo. Os dous pos conteñen simplemente cantidades diferentes de auga por unidade de colorante.

Ese é o concepto central na comparación entre o azul de metileno trihidratado e o azul de metileno. A entidade química é o cloruro de metiltioninio en ambos os casos. O material pesado é diferente porque a auga de cristalización engade masa sen engadir colorante. Para traballar correctamente co material, cómpre distinguir tres conceptos: a identidade do hidrato, a pureza química e a base de medición. A referencia química sobre a estrutura e as propiedades do azul de metileno distingue en detalle o catión colorante do sal de cloruro. Esta páxina distingue o sal dos seus hidratos.

Anhidro, hidrato e trihidrato designan formas diferentes do material pesado

O cloruro de azul de metileno anhidro ten a fórmula C16H18ClN3S e unha masa de fórmula de 319.85 g/mol na vista previa da monografía USP sobre o azul de metileno. Describe o sal sen auga de cristalización asociada.

Un hidrato de azul de metileno é o mesmo sal asociado con auga no sólido, expresado como C16H18ClN3S.xH2O. O valor de x indica cantas moléculas de auga corresponden a unha unidade de fórmula do sal na composición nominal. Non describe a auga engadida a unha disolución.

O azul de metileno trihidratado é o caso no que x é igual a 3, expresado como C16H18ClN3S.3H2O ou C16H24ClN3O3S, cunha masa de fórmula de 373.90 g/mol. O rexistro de PubChem para o azul de metileno trihidratado recolle esta fórmula e esta masa baixo o CID 104827, mentres que o rexistro de PubChem para o azul de metileno recolle a fórmula anhidra C16H18ClN3S e a masa de 319.9 g/mol baixo o CID 6099. En ambos os rexistros, o ión colorante non cambia: un catión metiltioninio por unidade de fórmula. Só cambia a auga asociada.

Táboa de referencia de hidratos e masas

A seguinte táboa serve de referencia para esta páxina. As masas de fórmula das formas do sal seguen a USP. Inclúese a fila do catión para que os cálculos de disolucións teñan un punto de partida claro.

A diferenza práctica é grande. Para a mesma cantidade de colorante, o trihidrato ideal pesa aproximadamente un 16.9% máis que o sal anhidro ideal, porque 373.90 dividido entre 319.85 é igual a 1.169. Confundir as dúas formas produce, polo tanto, un erro de concentración de aproximadamente o 17% antes de considerar calquera outra fonte de erro.

Exemplos de interpretación resoltos

O exemplo 1 parte dun po. Supoñamos que unha balanza indica 100.0 mg de azul de metileno trihidratado nominalmente puro. A masa de sal equivalente anhidro é 100.0 mg multiplicado por 319.85 e dividido entre 373.90, o que equivale a 85.5 mg. A cantidade de colorante é 0.1000 g dividido entre 373.90 g/mol, o que equivale a 267.5 micromol de catión metiltioninio. Os 14.5 mg nominais restantes son auga de cristalización, non impurezas.

O exemplo 2 parte dunha concentración obxectivo. Para preparar 1.000 litro de disolución de colorante de 1.000 mM a partir do sal anhidro ideal, pese 319.85 mg. Para preparar a mesma disolución a partir do trihidrato ideal, pese 373.90 mg. Cada cálculo supón un material que corresponde exactamente ao hidrato indicado e cun contido do 100%. Para un po real, faga o axuste co certificado de análise e confirme se a valoración se expresa sobre o material tal como se recibe, en base seca ou en base anhidra. A calculadora de molaridade do azul de metileno mantén explícitas a forma do hidrato e a base da valoración para que a corrección non se perda na conversión de unidades.

O que unha etiqueta garante e o que non

Azul de metileno trihidratado é unha declaración explícita: C16H18ClN3S.3H2O nominal, normalmente calculado con 373.90 g/mol, salvo que a especificación indique outra cousa. Azul de metileno hidratado é unha declaración menos precisa. Indica que se prevé unha forma hidratada, pero, sen un número, unha fórmula, un número CAS ou unha especificación, non establece canta auga corresponde á fórmula.

Azul de metileno, sen máis, non garante que o material sexa anhidro. O propio artigo da farmacopea titulado Azul de metileno está expresado como C16H18ClN3S.xH2O, cun x sen especificar no título. Os nomes das bases de datos tamén poden inducir a erro. PubChem denomina azul de metileno á súa entrada da forma anhidra, CID 6099, pero esa convención non converte en material anhidro todos os frascos comerciais co mesmo nome abreviado. Lea conxuntamente a fórmula, o número CAS, a designación do hidrato, a perda por desecamento ou a especificación de auga e a base da valoración.

Os números CAS axudan cando están completos. O cloruro de azul de metileno anhidro adoita identificarse co 61-73-4 e o trihidrato co 7220-79-3. A USP tamén recolle entradas para o monohidrato, o pentahidrato e un hidrato xenérico. Como os rexistros agregados das bases de datos ás veces repiten un número CAS para varias formas, considere o CAS unha proba de apoio, non un substituto da fórmula indicada.

Base de medición: a valoración en base seca, o contido de auga e a pureza son probas distintas

A USP define o contido de azul de metileno como do 97.0% ao 103.0% de C16H18ClN3S, calculado en base seca. Esa expresión importa. Un resultado en base seca desconta matematicamente a perda por desecamento antes de expresar o contido de colorante. Así, tanto o trihidrato puro como o pentahidrato puro poden achegarse ao 100% en base seca, aínda que as súas masas por mol, tal como se reciben, difiran substancialmente.

A auga contrólase por separado mediante a perda por desecamento. A monografía actual seca a mostra a 105 graos C durante 5 horas, cun intervalo de aceptación do 8.0% ao 24.0%. A perda por desecamento mide a materia volátil eliminada nesas condicións. Non é un método específico para a auga no mesmo sentido que unha determinación de auga por Karl Fischer, e non identifica unha fase cristalina. Polo tanto, unha proporción media próxima a tres moléculas de auga por unidade de colorante non demostra por si soa a presenza dunha única fase cristalina de trihidrato. Os estudos do estado sólido do azul de metileno describiron varias fases hidratadas e mesturas, polo que a identidade da fase require difracción ou análise térmica cando importa a propia fase e non só a proporción media de auga.

Esta distinción tamén explica por que unha valoración superior ao 100% non é automaticamente un erro de laboratorio. Un cálculo en base seca, unha corrección da auga residual, a asignación dun valor ao patrón de referencia ou unha discrepancia na forma do hidrato poden modificar o resultado. A análise detallada de casos en por que unha valoración de azul de metileno pode dar un resultado superior ao 100% mostra como os erros na base de cálculo imitan erros de pureza.

Para a compra e os controis de calidade, a consecuencia é directa. A conformidade coa USP é a vía pola que un comprador accede ao grao de pureza máis alto dispoñible no mercado, porque a especificación abrangue a identidade, o contido de colorante, as impurezas orgánicas, os disolventes residuais, as impurezas elementais, o residuo de ignición, os límites microbianos e as endotoxinas bacterianas. A maioría dos vendedores que afirman cumprir a USP só analizan unha pequena parte desa lista. Blupreme realiza os ensaios da especificación USP completa cun socio de fabricación farmacéutica e publica o certificado de análise completo, de modo que a forma do hidrato, o resultado da auga e a valoración en base seca poden lerse conxuntamente, no canto de deducirse da etiqueta frontal. Ao comparar provedores, solicite os tres datos: a fórmula nominal do hidrato, o resultado da auga ou da perda por desecamento e a valoración coa súa base indicada.

Como ler unha etiqueta de azul de metileno dunha soa vez

Primeiro, localice a designación do hidrato e a fórmula. Se a etiqueta só indica azul de metileno, non dea por suposto un valor de 319.85 g/mol. Segundo, lea a base da valoración. Unha porcentaxe sen a indicación «tal como se recibe», «en base seca» ou «en base anhidra» non se pode empregar directamente para calcular a molaridade. Terceiro, lea o dato de auga ou de perda por desecamento por separado das impurezas. A auga explica as diferenzas de masa entre as formas hidratadas. As substancias relacionadas, Azure B, os metais, os disolventes e os ensaios microbianos explican a pureza química e biolóxica. Manteña separados estes dous grupos e resolveranse as contradicións habituais dos catálogos: un rexistro informa sobre o catión, outro sobre o sal e un terceiro sobre o trihidrato, todos correctamente, porque cada número describe un obxecto diferente.