મિથિલીન બ્લૂની દ્રાવ્યતા અને દ્રાવણની તૈયારી: પ્રયોગશાળા માર્ગદર્શિકા

બે ટેકનિશિયન પાઉડરમાંથી મિથિલીન બ્લૂનું 1 ટકા દ્રાવણ બનાવે છે. એક 1.00 ગ્રામ તોળે છે અને ફ્લાસ્કમાં દ્રાવણનું કદ 100 mL સુધી લાવે છે. બીજો 1.00 ગ્રામ તોળે છે, તેને 100 mL પાણીમાં ઉમેરે છે અને કામ પૂરું થયું માને છે. ત્રીજો ટેકનિશિયન અલગ લોટમાંથી 1.00 ગ્રામ તોળે છે અને માપી શકાય એટલી અલગ સાંદ્રતા મેળવે છે. ત્રણેય બોટલ પર એકસરખાં લેબલ છે. કોઈમાં પણ લેબલ મુજબનું દ્રાવણ બરાબર નથી, અને આ તફાવતો ત્રણ એવી બાબતોમાંથી ઊભા થાય છે જેને સરળતાથી ગૂંચવી શકાય છે: દ્રાવક કેટલું દ્રાવ્ય સમાવી શકે છે, તોળેલો પાઉડર ખરેખર શું છે અને ટકાવારી કઈ બાબતનો ઉલ્લેખ કરે છે.

આ માર્ગદર્શિકા માત્ર પ્રયોગશાળામાં દ્રાવણ તૈયાર કરવા વિશે છે: અભિરંજકો, સૂચકો, વિશ્લેષણ માટેનાં સ્ટોક દ્રાવણો અને ઉપયોગ માટેનાં મંદિત દ્રાવણો. આ મૌખિક રીતે લેવાની કે ઇન્જેક્શન દ્વારા આપવાની દવા બનાવવાની રીત નથી, અને અહીં આપેલી સાંદ્રતાઓને માત્રા તરીકે સમજવી નહીં.

દ્રાવ્યતા શું નક્કી કરે છે અને શું નથી કરતી

રંગદ્રવ્ય તરીકે મિથિલીન બ્લૂની પાણીમાં દ્રાવ્યતા ઊંચી છે. મિથિલીન બ્લૂ માટેનો PubChem સંયોજન રેકોર્ડ 25 C પર લગભગ 43.6 ગ્રામ પ્રતિ લિટર દર્શાવે છે, જે 100 mL દીઠ 4.36 ગ્રામ અથવા 4.36 ટકા w/v જેટલું છે. એ જ તાપમાને કરાયેલા સ્વતંત્ર સમતુલન અભ્યાસમાં 43.21 g/L માપવામાં આવ્યું હતું અને પ્રાયોગિક ભૂલની મર્યાદામાં જૂના મૂલ્યની પુષ્ટિ થઈ હતી.

આ આંકડો મહત્તમ મર્યાદા છે, લક્ષ્ય નથી. 1 ટકા સ્ટોક દ્રાવણ 10 g/L હોય છે, જે મહત્તમ મર્યાદાના ચોથા ભાગ કરતાં પણ ઓછું છે. 0.1 ટકા સ્ટોક દ્રાવણ 1 g/L હોય છે, જે લગભગ તેના ચાલીસમા ભાગ જેટલું છે. ઓરડાના તાપમાને યોગ્ય રીતે મિશ્રણ કર્યા પછી પણ 1 ટકા દ્રાવણમાં ઘન કણો બાકી રહે, તો સમસ્યા લગભગ ક્યારેય દ્રાવ્યતાની મર્યાદા હોતી નથી. સામાન્ય રીતે કારણ પાઉડર પૂરતો ભીનો ન થવો, ઠંડું પાણી, ઓગળવા વધુ સમય જોઈતી પાઉડરની ગાંઠો અથવા ખોટી રીતે ઓળખાયેલું દ્રાવ્ય હોય છે. હૂંફાળું પાણી અને હલાવવાથી આમાંની મોટાભાગની સમસ્યાઓ ઉકેલાય છે. જો ગરમ કર્યું હોય, તો અંતિમ કદ સુધી લાવતા પહેલાં ફ્લાસ્કને તેના અંશાંકન તાપમાને પાછો આવવા દો.

અન્ય દ્રાવકોમાં દ્રાવ્યતા ઓછી છે અને વિવિધ સ્ત્રોતોમાં આપેલાં મૂલ્યોમાં ઓછી સુસંગતતા છે; તેનું એક કારણ પરીક્ષણ કરાયેલી સામગ્રીની હાઇડ્રેટ અવસ્થામાં રહેલો તફાવત છે. નિયમિત પ્રયોગશાળા સ્ટોક દ્રાવણો માટે પાણી પ્રમાણભૂત દ્રાવક રહે છે. ઇથેનોલ રંગદ્રવ્યને ઓગાળે છે, પરંતુ પાણી કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું સમાવી શકે છે; ક્લોરોફોર્મ પણ તેને ઓગાળે છે, પિરિડિન માત્ર થોડું ઓગાળે છે અને ડાઇઇથાઇલ ઈથર લગભગ ઓગાળતું નથી. માપેલી શ્રેણીઓમાં એસિટોન અને ઇથાઇલ એસિટેટની દ્રાવ્યતા પાણી કરતાં ઘણી ઓછી છે. બિનજલીય કામ માટે હસ્તપુસ્તિકામાં આપેલા કોઈપણ આંકડાને દ્રાવણ તૈયાર કરવાની મર્યાદા તરીકે નહીં, પરંતુ પ્રારંભિક અંદાજ તરીકે લો અને વાસ્તવિક લોટ સાથે તેની ચકાસણી કરો. વ્યવહારુ મુદ્દો સરળ છે: જો હેતુ 1 ટકા કે તેનાથી ઓછી નિર્ધારિત જલીય સાંદ્રતા મેળવવાનો હોય, તો પાણીમાં મર્યાદા સુધી પહોંચતાં પહેલાં ઘણો અવકાશ રહે છે.

પાઉડર એકસરખું હોતું નથી

પ્રયોગશાળામાં ઉપયોગ માટે વેચાતો મિથિલીન બ્લૂ પાઉડર ક્લોરાઇડ ક્ષાર છે, જેની સ્ફટિક જાળીમાં પાણી રહેલું હોય છે અને એ પાણીનું પ્રમાણ બદલાય છે. નિર્જળ આયનનું અણુભાર 319.85 g/mol છે. સામાન્ય રીતે ઉલ્લેખાતા ટ્રાઇહાઇડ્રેટનું અણુભાર 373.90 g/mol અને પેન્ટાહાઇડ્રેટનું 409.93 g/mol છે; આ મૂલ્યો PubChem રેકોર્ડ સાથે સારાંશરૂપે આપેલા USP મોનોગ્રાફના ડેટામાં કોષ્ટકરૂપે દર્શાવેલા છે.

વ્યાપારી બોટલ પર ઘણીવાર ટ્રાઇહાઇડ્રેટ, CAS 7220-79-3, એવું લેબલ હોય છે, પરંતુ ઘન અવસ્થાના અભ્યાસોમાં જાણવા મળ્યું છે કે વાસ્તવિક સામગ્રી પેન્ટાહાઇડ્રેટ, લગભગ 2.2 પાણીના અણુ ધરાવતું આંશિક હાઇડ્રેટ, ડાઇહાઇડ્રેટ અથવા મોનોહાઇડ્રેટ હોઈ શકે છે; કેટલાક વિશ્લેષણોમાં અલગ સ્ફટિકીય ટ્રાઇહાઇડ્રેટ પ્રાવસ્થા જોવા મળી નથી. રંગદ્રવ્ય ભેજશોષક પણ છે, તેથી ખોલેલી બોટલમાં પાણીનું પ્રમાણ બદલાતું રહે છે. ગુણાત્મક અભિરંજન માટે આની અસર બહુ ઓછી છે. માત્રાત્મક વિશ્લેષણ માટે તેની અસર ઘણી મોટી છે, અને તેથી જ વિશ્લેષણ પ્રમાણપત્રમાં એસે અને પાણીનું પ્રમાણ સમજવા માટેની માર્ગદર્શિકા આગળના લેબલ પર લખેલા ટ્રાઇહાઇડ્રેટ શબ્દ કરતાં લોટના દસ્તાવેજને વધુ અધિકૃત માને છે.

આના આધારે સુધારણના બે માર્ગ છે, અને એક સમયે માત્ર એક જ વાપરવો જોઈએ. જો પ્રમાણપત્રમાં એસે અને પાણીનું પ્રમાણ અથવા સુકવવાથી થતો વજનઘટાડો આપેલો હોય, તો એ આંકડાનો સીધો ઉપયોગ કરો. જો પ્રમાણપત્રનો ડેટા ઉપલબ્ધ ન હોય અને સાંદ્રતા નિર્જળ સમકક્ષના આધારે દર્શાવવી જરૂરી હોય, તો સૈદ્ધાંતિક હાઇડ્રેટ ગુણક લાગુ કરો: નામમાત્ર ટ્રાઇહાઇડ્રેટ માટે 373.90 ભાગ્યા 319.85, એટલે કે 1.169, અને નામમાત્ર પેન્ટાહાઇડ્રેટ માટે 409.93 ભાગ્યા 319.85, એટલે કે 1.282. બંને સુધારણ એકસાથે લાગુ ન કરો. તેમ કરવાથી પાણીની ગણતરી બે વખત થાય છે.

ટકાવારીનો અર્થ શું છે

ટકા w/v નો અર્થ અંતિમ દ્રાવણના 100 mL દીઠ નિર્દિષ્ટ દ્રાવ્યના ગ્રામ થાય છે, શરૂઆતના પાણીના 100 mL દીઠ નહીં. તેથી 1 ટકા w/v એટલે અંતિમ 100 mL દીઠ 1.000 g, જે 10 mg/mL અથવા 10 g/L બરાબર છે. 0.1 ટકા દ્રાવણ એટલે અંતિમ 100 mL દીઠ 0.100 g, જે 1 mg/mL બરાબર છે. 1 ટકાને 1 mg/mL સમજવાની સામાન્ય ગૂંચવણ દસગણા તફાવતની ભૂલ છે, અને દરેક લેબલમાં આ બાબત ચકાસવી યોગ્ય છે.

વ્યાખ્યાનો બીજો ભાગ દ્રાવ્યનું સ્પષ્ટ વર્ણન છે. જેમ તોળ્યો હોય તે ટ્રાઇહાઇડ્રેટ પાઉડરનું 1 ટકા દ્રાવણ અને નિર્જળ સમકક્ષ તરીકે દર્શાવેલું 1 ટકા દ્રાવણ અલગ દ્રાવણો છે. નીચે ગણતરી સાથે આપેલાં ઉદાહરણોમાં દરેક વખતે અંતિમ કદ અને આધાર બંને સ્પષ્ટ કરેલાં છે; આ ટેવ ઉપરની ત્રણ ટેકનિશિયનવાળી સમસ્યાને અટકાવે છે.

હાઇડ્રેટ વિશેની ધારણાઓ સ્પષ્ટ કરેલી તૈયારીનાં ઉદાહરણો

બધાં ઉદાહરણોમાં દર્શાવેલા હાઇડ્રેટનો શુદ્ધ પાઉડર અને ઓરડાના તાપમાને દ્રાવક તરીકે પાણી ધારવામાં આવ્યાં છે. અન્ય કદ માટે પ્રમાણસર ફેરફાર કરો.

ઉદાહરણ A: જેમ તોળેલા ટ્રાઇહાઇડ્રેટના આધારે 1 ટકા w/v નું 100.0 mL દ્રાવણ. મિથિલીન બ્લૂ ટ્રાઇહાઇડ્રેટનું 1.000 g તોળો. લગભગ 70 mL શુદ્ધ કરેલું પાણી ઉમેરો, સંપૂર્ણ ઓગળે ત્યાં સુધી હલાવો અથવા ગોળ ફેરવો, ધોવણો સહિત દ્રાવ્યનો કોઈ ભાગ બાકી ન રહે તે રીતે 100.0 mL માપાંકિત ફ્લાસ્કમાં સ્થાનાંતરિત કરો, પછી નિશાન સુધી પાણી ઉમેરો. દ્રાવ્ય પોતે ટ્રાઇહાઇડ્રેટ છે, તેથી અણુભાર માટે કોઈ સુધારણ લાગુ પડતું નથી. પરિણામ: અંતિમ 100.0 mL દીઠ 1.000 g, અથવા જેમ તોળેલા પાઉડરના આધારે 10 mg/mL.

ઉદાહરણ B: નામમાત્ર ટ્રાઇહાઇડ્રેટમાંથી નિર્જળ સમકક્ષના આધારે 1 mg/mL નું 100.0 mL દ્રાવણ. લક્ષ્ય અંતિમ 100.0 mL માં 100.0 mg નિર્જળ મિથિલીન બ્લૂ મેળવવાનું છે. પાણીના ત્રણ અણુ માટે સુધારણ કરવા 1.169 વડે ગુણાકાર કરો: 100.0 mg ગુણ્યા 1.169 બરાબર 116.9 mg. નામમાત્ર ટ્રાઇહાઇડ્રેટનું 116.9 mg તોળો, લગભગ 70 mL પાણીમાં ઓગાળો અને માપાંકિત ફ્લાસ્કમાં અંતિમ કદ 100.0 mL સુધી લાવો. નામમાત્ર પેન્ટાહાઇડ્રેટ માટે ગુણક 1.282 છે, તેથી એ જ લક્ષ્ય માટે 128.2 mg જરૂરી છે. કયો ગુણક વાપર્યો હતો તે લેબલ પર નોંધો.

ઉદાહરણ C: મિથિલીન બ્લૂના 1 ટકા સ્ટોક દ્રાવણમાંથી 0.1 ટકા સુધી મંદન. C1V1 બરાબર C2V2 નો ઉપયોગ કરો. 1.0 ટકા સ્ટોક દ્રાવણમાંથી 0.1 ટકાનું 100.0 mL દ્રાવણ બનાવવા માટે જરૂરી સ્ટોકનું કદ 0.1 ગુણ્યા 100.0 ભાગ્યા 1.0 છે, એટલે કે 10.0 mL. પિપેટથી 1 ટકા સ્ટોક દ્રાવણનું 10.0 mL લઈને 100.0 mL ફ્લાસ્કમાં ઉમેરો અને નિશાન સુધી પાણી ઉમેરો. દળના એકમો પસંદ કરતા વિશ્લેષકો માટે: 1 ટકા એટલે 10 mg/mL, તેથી 10.0 mL માં 100 mg હોય છે, અને અંતિમ 100.0 mL માં 100 mg એટલે 1 mg/mL, જે 0.1 ટકા છે.

ઉદાહરણ D: 1 mg/mL સ્ટોક દ્રાવણમાંથી 10 mg/L નું 1.000 L કાર્યકારી દ્રાવણ. 1 mg/mL સ્ટોક દ્રાવણ એટલે 1000 mg/L. જરૂરી કદ 10 ગુણ્યા 1.000 ભાગ્યા 1000 છે, જે 0.0100 L અથવા 10.0 mL થાય છે. પિપેટથી 10.0 mL સ્ટોક દ્રાવણ લો અને પાણી વડે મંદિત કરીને અંતિમ કદ 1.000 L સુધી લાવો. 10,000 mg/L ધરાવતા 1 ટકા સ્ટોક દ્રાવણમાંથી એ જ લક્ષ્ય માટે માત્ર 1.00 mL લઈને અંતિમ કદ 1.000 L સુધી લાવવું પડે છે. જ્યારે ગુણોત્તર લગભગ સો કરતાં વધારે હોય, ત્યારે એક જ વખત માઇક્રોલિટર કદ સ્થાનાંતરિત કરવા કરતાં બે પગલાંમાં ક્રમિક મંદન વધુ ચોકસાઈ આપે છે.

આ દરેક ઉદાહરણ સંપૂર્ણ નિર્દેશ એટલા માટે જ છે કે તેમાં ત્રણ હકીકતો સમાવાયેલી છે: હાઇડ્રેટ વિશેની ધારણા સાથે તોળેલું દળ, દ્રાવણનું અંતિમ કદ અને દર્શાવેલી સાંદ્રતાનો આધાર. નોટબુકની નોંધમાં આ ત્રણમાંથી કોઈ એક પણ ન હોય, તો તેને બરાબર પુનઃતૈયાર કરી શકાય નહીં.

સામાન્ય ભૂલો ટાળતી પ્રક્રિયા

પહેલાં પાઉડરને અંતિમ કદ કરતાં ઓછા પાણીમાં ઓગાળો, પછી અંતિમ કદ સુધી લાવો. પાણીના સંપૂર્ણ અંતિમ કદમાં સીધો પાઉડર ઉમેરવાથી દ્રાવણનું કુલ કદ ઇચ્છિત નિશાન કરતાં વધી જાય છે અને સાંદ્રતા ઓછી આવે છે. બીકરને ધોઈને એ ધોવણ ફ્લાસ્કમાં ઉમેરો જેથી કોઈ રંગ પાછળ ન રહી જાય; ઘાટો રંગ નાની ખોટ પણ દેખાડે છે, અને જો તે દ્રાવ્યના સંપૂર્ણ સ્થાનાંતરણ માટે પ્રેરિત કરે તો આ ફાયદો છે.

અંતિમ કદ સુધી લાવતા પહેલાં કોઈ કણ બાકી ન રહે ત્યાં સુધી મિશ્રણ કરો અને પ્રકાશ સામે તપાસો. પદ્ધતિમાં જરૂરી હોય ત્યારે જ ગાળો. મિથિલીન બ્લૂ કેટલીક મેમ્બ્રેન સામગ્રીની સપાટી પર અધિશોષિત થાય છે, તેથી ગાળવાથી હમણાં જ પ્રમાણિત કરેલા સ્ટોક દ્રાવણની સાંદ્રતા ઘટી શકે છે. મેમ્બ્રેન અધિશોષણના અભ્યાસોમાં આ બાબત નોંધાયેલી છે, અને જ્યારે પણ ગાળણ અથવા સાંદ્રતાની ચકાસણી પદ્ધતિનો ભાગ હોય ત્યારે તે યાદ રાખવા જેવી છે. જો ગાળેલા સ્ટોક દ્રાવણની સાંદ્રતા પ્રમાણિત હોવી જરૂરી હોય, તો ગાળણ પહેલાં નહીં, પરંતુ પછી સાંદ્રતા ચકાસો.

તૈયાર કરેલાં દ્રાવણો ઓરડાના તાપમાને એમ્બર રંગની અથવા અપારદર્શક બોટલોમાં તીવ્ર પ્રકાશથી સુરક્ષિત રાખો, અને લેબલ પર દ્રાવ્ય, હાઇડ્રેટનો આધાર, સાંદ્રતા, દ્રાવક, તારીખ અને તૈયાર કરનારનું નામ લખો. સતત પ્રકાશ હેઠળ પ્રકાશજન્ય રંગક્ષય એ જાણીતો વિઘટન માર્ગ છે, તેથી રંગદ્રવ્ય સ્થિર દેખાતું હોવા છતાં બારીની પાળીઓ અને પ્રકાશિત રેફ્રિજરેટરો સંગ્રહ માટે યોગ્ય નથી. સ્થિરતા વિશેની અપેક્ષાઓ અને પુનઃપરીક્ષણના અંતરાલો તૈયાર કરેલાં દ્રાવણોના સંગ્રહ અને સ્થિરતા માટેની માર્ગદર્શિકા સાથે સંબંધિત છે, પરંતુ વ્યવહારુ નિયમ તરીકે, વિશ્લેષણ માટેનાં સ્ટોક દ્રાવણો પર અનિશ્ચિત સમય સુધી વિશ્વાસ રાખવાને બદલે તેમને નવેસરથી તૈયાર કરવાં અથવા ફરી ચકાસવાં યોગ્ય છે.

પાઉડર અને સાંદ્ર સ્ટોક દ્રાવણો સંભાળતી વખતે મોજાં, આંખોનું રક્ષણ, લેબ કોટ અને કાર્યમેજનું આવરણ વાપરો, અને બોટલો માટે વધારાનું સુરક્ષિત કન્ટેઇનમેન્ટ રાખો. રંગદ્રવ્ય ત્વચા, કપડાં, કાર્યમેજ અને પ્લાસ્ટિક પર ઝડપથી ડાઘ પાડે છે, અને સપ્લાયરની સલામતી ડેટા શીટ પાઉડરને ગળી જવાથી હાનિકારક તથા ગ્રેડ અનુસાર આંખો અને ત્વચામાં બળતરા પેદા કરનાર તરીકે વર્ગીકૃત કરે છે. સંપૂર્ણ સાવચેતીઓ સુરક્ષિત સંભાળ અને સંગ્રહની પદ્ધતિઓમાં સમાવાયેલી છે, પરંતુ ડાઘનું નિયંત્રણ પોતે ગુણવત્તાનું એક માપદંડ છે: કાચનાં સાધનો અને પિપેટ પર અનિચ્છિત રીતે રહેલું રંગદ્રવ્ય અતિસૂક્ષ્મ માત્રાના વિશ્લેષણ માટે પરસ્પર દૂષણનો સ્ત્રોત બને છે.

ગ્રેડ વિશે એક નોંધ

અભિરંજન માટેનાં બાથ અને નિદર્શનો માટે યોગ્ય સાંદ્રતાએ તૈયાર કરેલો કોઈપણ સ્વચ્છ પ્રયોગશાળા ગ્રેડ કામ કરે છે. માત્રાત્મક અથવા તુલનાત્મક કામ માટે ગ્રેડ મહત્વનો છે, કારણ કે અશુદ્ધિઓ અલગ હોય છે: અવશેષ Azure B અને સંબંધિત થાયાઝિન, ભારે ધાતુઓ, અવશેષ દ્રાવકો અને સૂક્ષ્મજીવોનું પ્રમાણ. તેથી જ સંપૂર્ણ વિશ્લેષણ પ્રમાણપત્ર ધરાવતો ગ્રેડ પસંદ કરવો એ તૈયારીનો ભાગ છે, પછીથી વિચારવાની બાબત નહીં. સંપૂર્ણ લોટ દસ્તાવેજમાં ઓળખ, તેના આધાર સાથે એસે, પાણીનું પ્રમાણ અને ખરેખર પરીક્ષણ કરાયેલી અશુદ્ધિઓનો સમૂહ દર્શાવેલો હોય છે, જેથી ઉપરનાં ઉદાહરણોમાં હાઇડ્રેટ માટેનું સુધારણ નામમાત્ર ટ્રાઇહાઇડ્રેટની ધારણાને બદલે માપેલાં મૂલ્યો પર આધારિત હોય. જ્યારે બે લોટમાંથી એકસરખું દળ તોળવા છતાં અલગ સાંદ્રતા મળે, ત્યારે તેનું કારણ સામાન્ય રીતે પ્રમાણપત્રમાં સમજાય છે.