Química do azul de metileno: estrutura, fórmula, propiedades e nomes

O azul de metileno adoita referirse ao cloruro de metiltioninio, un sal que contén un colorante orgánico con carga positiva e un contraión cloruro. O sal anhidro ten a fórmula C₁₆H₁₈ClN₃S e unha masa fórmula de aproximadamente 319.85 g/mol. A auga de cristalización modifica a masa do material pesado sen cambiar a identidade do seu catión colorante.

Esta distinción resolve varias contradicións aparentes nos catálogos químicos. Un rexistro pode indicar correctamente unha carga neta nula para o sal e, ao mesmo tempo, describir o colorante como catiónico. Outro catálogo pode indicar 373.90 g/mol porque o seu material é o trihidrato. Antes de utilizar unha propiedade, identifique que describe o número.

Os nomes identifican distintos niveis do material

O rexistro de azul de metileno de ChEBI identifica o sal de cloruro, indica o CAS 61-73-4 e inclúe os nomes cloruro de metiltioninio, Basic Blue 9 e C.I. 52015. O seu nome sistemático é cloruro de 3,7-bis(dimetilamino)fenotiazin-5-io.

O nome metiltioninio sen «cloruro» identifica o catión orgánico. A designación dun hidrato engade outra distinción: cloruro de azul de metileno asociado a unha cantidade especificada de auga no sólido. Para unha especificación de compra, rexistre conxuntamente o nome químico completo, a fórmula, a forma de hidratación e o identificador do provedor. Non se basee unicamente na palabra que indica a cor. A comparación do azul de metilo e outros colorantes con nomes semellantes explica por que nomes parecidos poden identificar substancias químicas distintas.

Interpretación das estruturas moleculares

Estrutura A: o catión metiltioninio

Etiquetas: os símbolos N azuis identifican tres átomos de nitróxeno; o S amarelo identifica o xofre; cada un dos dous átomos de nitróxeno exteriores leva dous grupos metilo. Os extremos de liña sen etiqueta neses grupos representan átomos de carbono cos seus hidróxenos implícitos. Os tres aneis fusionados forman a estrutura central conxugada. Este debuxo da fonte mostra unha das representacións da carga formal.

A estrutura do catión en ChEBI ten a fórmula C₁₆H₁₈N₃S⁺, unha carga neta de +1 e unha masa media de 284.408. As posicións 3 e 7 levan os substituíntes dimetilamino. Un signo positivo formal sobre un átomo nun debuxo é unha convención contable para esa representación; non debe interpretarse como un mapa da distribución electrónica completa.

Estrutura B: o sal de cloruro

Etiquetas: o Cl⁻ verde é o contraión cloruro. Está deliberadamente separado da estrutura orgánica. Un catión +1 e un anión −1 dan unha unidade fórmula neutra. Ambos os debuxos estruturais están reproducidos a partir de ChEBI e convertidos a WebP sen modificar os seus enlaces nin as etiquetas dos átomos.

O rexistro de PubChem para o CID 6099 utiliza un nome sistemático alternativo e unha disposición diferente dos dobres enlaces e da carga formal. Estas representacións conservan a mesma conectividade entre átomos. Non establecen que haxa un hidrato distinto ou un ingrediente adicional.

Táboa de propiedades con referencias

As masas fórmula que figuran a continuación seguen a vista previa da monografía de azul de metileno da USP. As medicións físicas son exemplos dun rexistro comercial específico de trihidrato e conservan as condicións dispoñibles.

O rexistro do produto do fabricante fundamenta as filas específicas do produto. Estas entradas son puntos de referencia útiles, non especificacións para todos os pos ou líquidos acabados. As pequenas diferenzas entre as masas fórmula das bases de datos tamén poden reflectir convencións sobre pesos atómicos e arredondamentos; esa é unha cuestión distinta da diferenza moito maior debida á hidratación.

Por que a hidratación modifica un cálculo

Un milimol de cloruro anhidro ideal pesa 319.85 mg; un milimol de trihidrato ideal pesa 373.90 mg. Cada un contén un milimol de catións do colorante. Segundo os cálculos a partir da táboa, a masa do trihidrato é aproximadamente 16.9% maior para a mesma cantidade de colorante.

En consecuencia, 1.000 g/L de cloruro anhidro puro corresponde a aproximadamente 3.13 mmol/L, mentres que 1.000 g/L de trihidrato puro corresponde a aproximadamente 2.67 mmol/L. Estes son exemplos baseados nas fórmulas, antes de corrixir os valores segundo unha valoración analítica real ou o contido de auga medido. Utilice a calculadora de molaridade do azul de metileno para manter explícita a forma química seleccionada.

A definición da USP expresa a valoración sobre unha base seca. Polo tanto, unha porcentaxe referida á base seca e unha masa de po tal como se recibe deben interpretarse conxuntamente. A auga de cristalización non é automaticamente unha proba de contaminación. A comparación detallada entre o trihidrato e a forma anhidra explica como interpretar esas etiquetas.

A carga non determina a existencia dun coloide

«Carga do sol de azul de metileno» mestura dúas cuestións distintas. O ión do colorante ten carga +1. Determinar se unha preparación é un sol require información sobre o sistema disperso.

A definición de sol da IUPAC refírese a un sistema coloidal fluído. Non converte toda disolución dun colorante con carga nun coloide. Tampouco unha fórmula dun sal neutro implica que os seus ións disoltos sexan individualmente neutros. Unha afirmación sobre a carga das partículas ou o potencial zeta require coñecer a preparación real e as condicións de medición, non só a fórmula molecular.

O pH, o pKa e a polaridade responden a preguntas distintas

A IUPAC define o pH mediante a actividade dos ións hidróxeno en disolución. Polo tanto, o po seco de azul de metileno non ten un pH acuoso por si só. Un dato útil de pH especifica o disolvente, a concentración, a temperatura e a formulación. Engadir un tampón pode modificar o pH da disolución sen cambiar a identidade impresa na etiqueta do colorante.

Pola contra, unha constante de disociación ácida describe un equilibrio concreto, e o pKa é o seu logaritmo negativo en base 10. Un «pKa do azul de metileno» útil debe indicar as especies protonada e desprotonada e o medio. Un número illado non permite saber se se refire ao colorante oxidado ou a outra forma química. A transferencia de protóns e a transferencia de electróns son procesos distintos; consulte a química redox do azul de metileno e do azul de leucometileno para esta última.

«Polar ou apolar?» tamén require unha finalidade definida. O cloruro de azul de metileno é iónico, mentres que o seu catión orgánico contén unha estrutura carbonada extensa. Esa descrición é máis útil que asignar unha única puntuación de polaridade a toda a substancia. Como explica a análise da IUPAC sobre a polaridade dos disolventes, a solvatación depende de múltiples interaccións. Para os traballos de preparación, utilice a solubilidade medida no disolvente previsto e as condicións da guía de solubilidade e preparación de disolucións.

Que densidade se debe utilizar nunha conversión?

Aínda que 1 g/cm³ equivale a 1 g/mL, cambiar a unidade non cambia o que se mediu. A densidade dun sólido non pode converter mililitros dunha disolución diluída en gramos desa disolución. A densidade aparente do po responde a outra cuestión distinta, porque o empaquetamento deixa aire entre as partículas.

Para converter de masa por volume a masa por masa, obteña a densidade da disolución acabada a unha temperatura especificada. Para a pesada e a molaridade, confirme a fórmula do material e a base da valoración. Facer corresponder a propiedade co obxecto que se mide evita erros que non se poden corrixir engadindo máis decimais.