मेथिल रेड और मेथिलीन ब्लू: ताशिरो सूचक कैसे काम करता है

ताशिरो मिश्रित सूचक में मेथिल रेड और मेथिलीन ब्लू को मिलाया जाता है, ताकि अम्ल-क्षार अनुमापन में रंग परिवर्तन को पहचानना आसान हो। मेथिल रेड pH पर निर्भर प्रतिक्रिया देता है; मेथिलीन ब्लू परिणामी रंगों के बीच विभेद को बदलता है। इस मिश्रण में हरे से बैंगनी रंग में परिवर्तन का अर्थ यह नहीं समझना चाहिए कि नीला रंजक अपनी परिचित अपचयन प्रक्रिया से रंगहीन रूप में बदल रहा है।

संघटन महत्त्वपूर्ण है। बोतल का नाम सूचक के एक समूह की पहचान बताता है, लेकिन प्रयोगशाला को फिर भी उसका संघटन, दस्तावेज़ में दर्ज रंग-परिवर्तन और ऐसी विधि चाहिए जो तय करे कि अनुमापक डालना कब रोकना है।

प्रत्येक रंजक का योगदान

मेथिल रेड एक अम्ल-क्षार सूचक है। इसके प्रोटॉनित और विप्रोटॉनित रूपों का दृश्य प्रकाश का अवशोषण अलग-अलग होता है, इसलिए pH बदलने पर इनके अनुपात में बदलाव से रंग बदलता है। उदाहरण के लिए, अपने मेथिल रेड अभिकर्मक के लिए Sigma-Aldrich pH 4.2–6.2 के बीच गुलाबी से पीले रंग में परिवर्तन निर्दिष्ट करता है।

नीला घटक मिलाने से आँखों को दिखने वाला रंग बदल जाता है: लालिमा वाला पक्ष अधिक बैंगनी दिखता है, जबकि पीलापन नीले के साथ मिलकर हरा दिखता है। इसे अक्सर सूचक की स्क्रीनिंग कहा जाता है। यहाँ उपयोगी अंतर उस घटक के बीच है जो अम्लता के प्रति प्रतिक्रिया देता है और उस घटक के बीच जो उसकी दृश्य प्रस्तुति बदलता है। रंजकों को मिलाने से मेथिलीन ब्लू सभी परिस्थितियों में काम करने वाला pH मीटर नहीं बन जाता।

किसी रंग का अर्थ निकालने से पहले इन तीन स्थितियों की तुलना करें:

अंतिम पंक्ति एक अलग प्रयोग का वर्णन करती है। ऑक्सफ़ोर्ड के नीली-बोतल प्रदर्शन में क्षारीय माध्यम में ग्लूकोज़ मेथिलीन ब्लू का अपचयन करके उसे रंगहीन रूप में बदल देता है, और प्रविष्ट कराई गई ऑक्सीजन नीला रंग वापस लाती है। ये परिस्थितियाँ रेडॉक्स चक्र की व्याख्या करती हैं, न कि ताशिरो सूचक के अभिप्रेत अम्ल-क्षार संकेत की। इस व्यापक अंतर की चर्चा मेथिलीन ब्लू के रेडॉक्स रसायन में की गई है।

एक दस्तावेज़ित संघटन और उसके रंग परिवर्तन की दिशा

उत्पाद 282430 के लिए ITW Reagents की तकनीकी विवरण-पत्रिका का अक्टूबर 2018 दिनांकित संस्करण 5, 100 mg मेथिल रेड और 50 mg मेथिलीन ब्लू के साथ 10.4 mL पानी तथा कुल आयतन 100 mL बनाने के लिए पर्याप्त निरपेक्ष एथेनॉल निर्दिष्ट करता है। इसमें उत्पाद को अमोनिया अनुमापन के लिए बताया गया है और pH 4.4 पर लाल-बैंगनी तथा pH 5.8 पर हरा रंग दर्ज है।

इससे इस विशिष्ट संघटन के लिए निम्न आरेख मिलता है:

pH 4.4, लाल-बैंगनी → बढ़ता pH → pH 5.8, हरा

pH 5.8, हरा → घटता pH → pH 4.4, लाल-बैंगनी

तीर सूचक के संक्रमण क्षेत्र से गुज़रने की दिशा बताता है। यह हर विश्लेषण में उस क्षेत्र के किसी भी छोर को अनुमापन रोकने का बिंदु निर्धारित नहीं करता। विवरण-पत्रिका सटीक धूसर अंतिम बिंदु निर्धारित नहीं करती, इसलिए इस विनिर्देश से कोई सार्वभौमिक धूसर-बिंदु pH नहीं लिया जा सकता।

यह भी ध्यान दें कि सामान्य जलीय परिस्थितियों में pH 5.8 पर हरा रंग अब भी अम्लीय स्थिति दर्शाता है। रंगों को केवल “अम्लीय” और “क्षारीय” कहना इस बात को धुंधला कर सकता है: हरा पक्ष संक्रमण का अधिक pH वाला पक्ष है, न कि इस बात का प्रमाण कि नमूने का pH 7 से ऊपर है।

अमोनिया अनुमापन वास्तव में क्या मापता है

सूचक बताता है कि ब्युरेट की रीडिंग कब लेनी है। विश्लेष्य की मात्रा अनुमापक की मापी गई खपत, उसकी मानकीकृत सांद्रता और अभिक्रिया की स्टॉइकियोमेट्री से प्राप्त होती है। अधिक गहरा हरा रंग अपने आप में अधिक अमोनिया की मात्रा नहीं बताता।

विधि के एक ठोस उदाहरण के रूप में, NEMI द्वारा पुनर्प्रस्तुत ऐतिहासिक EPA विधि 350.2 में अमोनिया को आसवित करके बोरिक अम्ल में एकत्र किया जाता है और मानकीकृत सल्फ्यूरिक अम्ल से अनुमापन करके उसकी मात्रा निर्धारित की जाती है। इसके मिश्रित सूचक में 0.2% मेथिल रेड के स्टॉक विलयन के दो आयतन और 0.2% मेथिलीन ब्लू के स्टॉक विलयन का एक आयतन उपयोग किया जाता है; दोनों 95% एथेनॉल में बने होते हैं। विधि विश्लेषक को निर्देश देती है कि अंतिम बिंदु का मिलान ऐसे ब्लैंक से किया जाए जिसमें पानी और बोरिक अम्ल के अनुरूप आयतन हों।

इस नुस्खे और ऊपर दिए गए व्यावसायिक संघटन में रंजकों का द्रव्यमान अनुपात समान है, लेकिन सांद्रताएँ और विलायक संघटन अलग हैं। इसलिए केवल अनुपात का मेल इस बात का पर्याप्त प्रमाण नहीं है कि दो बोतलों को एक-दूसरे के स्थान पर उपयोग किया जा सकता है। यह प्रक्रिया अमोनिया-नाइट्रोजन से भी संबंधित है और कुल केल्डाल नाइट्रोजन को स्पष्ट रूप से अपने दायरे से बाहर रखती है। समान सूचक होने से नाइट्रोजन के दो निर्धारण एक ही परीक्षण नहीं बन जाते।

उस दस्तावेज़ का उपयोग निर्दिष्ट विश्लेषणात्मक कार्यप्रवाह समझने के लिए करें, न कि यह मानने के लिए कि उसका ऐतिहासिक संस्करण वर्तमान रिपोर्टिंग आवश्यकता पर लागू होता है। प्रयोगशाला द्वारा अपनाई गई विधि में लागू संस्करण और उसके गुणवत्ता नियंत्रणों की पहचान स्पष्ट होनी चाहिए।

अंतिम बिंदु और तुल्यता बिंदु अलग हैं

IUPAC अनुमापन और उसके अंतिम बिंदु को अभिक्रिया की पूर्णता पहचानने के संदर्भ में परिभाषित करता है; तुल्यता बिंदु सटीक रासायनिक तुल्यता के अनुरूप होता है। दृश्य संकेत तभी उपयोगी होता है जब वह विधि के उद्देश्य के लिए उस बिंदु के पर्याप्त निकट आता हो।

मान लें कि दो विश्लेषक एक जैसे नमूनों का अनुमापन करते हैं। एक तब रुकता है जब विलयन का रंग निर्दिष्ट ब्लैंक से मेल खाता है। दूसरा तब तक जारी रखता है जब तक सबसे गहरा बैंगनी रंग दिखाई न दे। दूसरे विश्लेषक ने अलग अंतिम बिंदु चुना है और वह अतिरिक्त अनुमापक खर्च कर सकता है। अंतिम रंग के नाम पर सहमति, मापी गई मात्रा पर सहमति की गारंटी नहीं देती।

इसीलिए प्रशिक्षण संदर्भ में विधि के लिए आवश्यक तुलना-मानक, देखने की परिस्थितियाँ और रंग के बने रहने का मानदंड निर्दिष्ट होना चाहिए। स्क्रीन पर दिखाई गई छवि परिवर्तन की दिशा समझा सकती है, लेकिन व्यावहारिक निर्णय का आधार प्रयोगशाला का तुलना-मानक होता है।

सूचक बदलने या उसकी समस्या जाँचने से पहले एक व्यावहारिक जाँच

जब रंग गलत दिखे या किसी दूसरी बोतल को विकल्प के रूप में प्रस्तावित किया जाए, तो इस कार्यपत्रक का उपयोग करें:

ब्लैंक का मानदंड पूरा न होना या अस्पष्ट रंग परिवर्तन, परिणाम रिपोर्ट करने से पहले अभिकर्मक और विधि की जाँच करने का कारण मानें। नमूने का रंग परिचित दिखने तक और रंजक डालते रहना अवलोकन की परिस्थितियाँ बदल देता है और मूल समस्या को छिपा सकता है।

किसी अलग परीक्षण में रंजक की सही भूमिका चुनने के लिए, विश्लेषणात्मक परीक्षण में मेथिलीन ब्लू से शुरुआत करें। ताशिरो अनुमापन के लिए रंजक का संघटन, दृश्य अंतिम बिंदु और विश्लेषणात्मक गणना एक साथ दस्तावेज़ित रखें।