Ble metilèn ak ble lekometilèn: yon sèl koup redoks, de koulè

Yon etidyan ajoute kèk gout koloran ble nan yon flakon, li fè likid la vire ladan l, epi li gade koulè a disparèt. Li souke flakon an, epi ble a retounen. Ant de eta sa yo, pa gen anyen yo te ajoute oswa retire, eksepte elektwon ak kontak ak lè. Flakon sa a gen tout sijè atik sa a ladan l: ble metilèn ak patnè redui li a, ble lekometilèn, k ap transfòme youn an lòt nan yon koup redoks revèsib kote koulè a sèvi kòm lekti.

Pwen pratik la vini an premye. Chanjman koulè a pa yon efè segondè isit la. Se siyal analiz la. Nenpòt moun ki fè fòmilasyon ak ble metilèn, ki fè titraj avèk li, oswa ki sèvi avè l pou anseye ta dwe kapab ekri demi-reyaksyon an san gade, bay kondisyon ki pouse l agoch oswa adwat, epi site enpite ki rann rezilta a mwens klè.

Koup la nan yon sèl ekwasyon

Ble metilèn okside a se katyon metiltioninyòm nan: yon sistèm fenotiazinyòm plat ki gen souf ak azòt nan bag santral la ak yon gwoup dimetilamino nan chak bout, yo founi sou fòm sèl klori a. PubChem anrejistre li kòm klori metiltioninyòm, C.I. Basic Blue 9. Nan dlo, monomè a absòbe toupre 664 nm, se sa ki bay ble je a wè a.

Ble lekometilèn redui a (LMB) gen menm eskèlèt la, men azòt bag santral la pwotone epi kwomofò a kraze. Li pa gen chaj lè pH la prèske net, epi li prèske san koulè, ak yon absòbans neglijab nan limyè vizib ak yon bann iltravyolèt fò toupre 258 nm (antre PubChem pou ble lekometilèn, CAS 613-11-6). Kantite pwoton nan demi-reyaksyon an depann de pH la, paske fòm redui a pwotone nan anviwònman asid (valè pKa apwoksimatif toupre 4.5 ak 5.8). Twa rejim kouvri ranje pratik la:

MB(+) + 2 e(-) + H(+) <=> LMB, ble <=> san koulè (pH prèske net, 1 pwoton)

MB(+) + 2 e(-) + 2 H(+) <=> LMBH(+), ble <=> san koulè (modere asid, 2 pwoton)

MB(+) + 2 e(-) + 3 H(+) <=> espès leko ki pwotone de fwa (fòtman asid, 3 pwoton)

Tout twa fason ekri sa yo dekri menm koup la nan diferan eta pwotonasyon, yon pwen literati sou konpòtman redoks koloran tiazin yo trete yon fason sistematik. Depandans sou pH la suiv ekwasyon Nernst la pou Ox + mH(+) + 2e(-) <=> Red, ki bay yon pant anviwon 29.6, 59.2, oswa 88.7 mV pou chak inite pH lè m = 1, 2, oswa 3. Pant yo mezire toupre 28, 58, ak 87 mV pou chak inite pH konfime atribisyon sa a; kidonk, yon potansyèl yo rapòte san pH li pa gen sans.

Sa ekwasyon an di yon moun k ap fè fòmilasyon

Twa reyalite soti nan estekyometri a. Premyèman, de elektwon pou chak molekil vle di ble metilèn se yon endikatè ak yon medyatè de elektwon, pa yon transpòtè yon elektwon, nan reyaksyon nèt li a. Dezyèmman, pwoton patisipe, kidonk potansyèl fòmèl la chanje ak pH la jan sa dekri pi wo a. Twazyèmman, potansyèl fòmèl la nan pH 7 toupre +0.011 V parapò ak elektwòd idwojèn estanda a (anviwon +0.53 V nan pH 0), sa ki mete koup la pami oksidan fèb yo: ase fò pou pran elektwon nan men bon donè tankou NAD(P)H oswa askòbat, ase fèb pou remèt yo bay oksijèn ki fonn oswa sant ferik. Pozisyon entèmedyè sa a se egzakteman rezon ki fè koloran an fè sik olye li rete bloke nan yon bout.

Konsantrasyon ajoute yon lòt konplikasyon. Pi wo pase apeprè san mikromolè nan dlo, ann akò ak yon konstan disosyasyon monomè-dimè yo rapòte toupre 170 a 250 uM nan pH 7, katyon okside yo anpile pou fòme dimè ak pi gwo agrega, avèk yon bann absòpsyon ki deplase toupre 610 a 615 nm. Kidonk, yon espèk ki sanble pa nan pik nòmal la ka vle di agregasyon, pa enpite. Dilye an premye, apre sa evalye.

Kondisyon ki pouse chak direksyon

Tablo ki anba a sèvi kòm referans sou ban laboratwa a. Rediksyon bezwen yon donè elektwon; reoksidasyon bezwen yon akseptè elektwon, epi lè anjeneral sifi.

Chak antre suiv menm ekwasyon an. Se sèlman fòs ki pouse reyaksyon an ki chanje. Se nan sans sa a koup la revèsib: se menm chemen an, yo fè nan direksyon opoze anba kondisyon opoze.

Eksplikasyon boutèy ble a

Demonstrasyon an merite yon eksplikasyon klè sou mekanis li, paske se koup la an miniature. Nan yon solisyon glikoz alkalin, baz la favorize enolizasyon glikoz la, epi enedyolat ki fòme a redui ble metilèn pou l vin ble lekometilèn; konsa, sa ki nan flakon an vin san koulè. Lè yo souke l, oksijèn ki nan espas anlè likid la fonn ladan l, oksijèn nan reokside fòm leko a, epi ble a retounen. Lè flakon an rete san bouje, oksijèn ki fonn toupre zòn reyaksyon sou sifas la vin ra, epi glikoz la pran avantaj ankò. Sik la repete jiskaske glikoz la fin konsome, epi chak fwa yo souke l, se yon ekwasyon Nernst ki vin vizib: ogmante aktivite oksidan an, epi ekilib la deplase nan direksyon ble a.

Radikal ki nan mitan an

Reyaksyon nèt la transfere de elektwon, men etap elemantè yo transfere youn alafwa. Ant katyon ble a ak fòm leko san koulè a, gen yon entèmedyè radikal semikinòn ki sitou sibi dispwopòsyonasyon pou l retounen bay de manm koup la olye li akimile. Potansyèl yon elektwon li a, toupre mwens 0.23 V nan pH 7, pi ba anpil pase pwen mitan nèt de elektwon an; se poutèt sa radikal la rete yon espès minè nan eta estab la. Li enpòtan pou de rezon. Anba limyè, koloran an rive nan eta eksite ki ouvri chemen radikal, se poutèt sa solisyon ble metilèn yo sansib ak limyè epi fotochimi dwe fè pati nenpòt pwotokòl estabilite. Epi, nan gwo konsantrasyon, fòm okside a fòme dimè, sa ki chanje espèk la ak sinetik aparan an san li pa chanje koup ki anba tout sa a. Okenn nan de reyalite sa yo pa anpeche reyaksyon an revèsib. Toulede esplike obsèvasyon ki ta sanble montre yon reyaksyon irevèsib.

Konpoze parèy ki demetile yo deplase echèl la

Retire gwoup metil nan de branch dimetilamino yo, epi koup la toujou egziste, men pwopriyete li yo chanje. Maksimòm absòpsyon an deplase regilyèman nan direksyon ble a ak chak demetilasyon: ble metilèn toupre 664 nm, Azure B toupre 654, Azure A toupre 630, Azure C toupre 615, epi tyonin toupre 600 nm. Azure B, ki manke yon gwoup metil, se konpoze ki pi pwòch la: yon metabolit prensipal ble metilèn ak yon enpite yo dokimante nan materyèl ble metilèn. Azure A ak Azure C kontinye seri a ak menm eskèlèt ki aktif nan reyaksyon redoks la. Tyonin, ki gen toude gwoup amino yo konplètman demetile, nan bout seri a ak yon potansyèl fòmèl toupre +0.06 V nan pH 7, konpare ak +0.011 V pou ble metilèn, sa ki fè li konsiderableman pi fasil pou redui. Potansyèl redoks nan seri a depann de mwayen an ak elektwòd la, kidonk konpare valè sèlman nan menm seri kondisyon yo. Se poutèt sa analiz pwofil enpite yo se yon kesyon redoks, pa sèlman yon kaz pou tcheke pite. Kèk pousan Azure B vle di kèk pousan yon lòt koup redoks nan boutèy la, epi Azure B kòm enpite ak metabolit dokimante fason yo kontwole fraksyon sa a.

Kote byoloji antre nan sa

Anndan yon globil wouj, NADPH redui ble metilèn pou l vin ble lekometilèn, epi fòm leko a pase elektwon bay fè ferik nan èm nan, pou retabli eta fere emoglobin nan. Relè elektwon sa a se baz chimik itilizasyon ble metilèn nan metemoglobinemi akiz. Tout sa ki vini apre relè sa a, metabolis enèji, sikilasyon elektwon nan mitokondri, ak nenpòt rezilta byolojik, antre nan sijè transpò elektwon nan mitokondri epi yo kite yo la volontèman.

Achte koup la, pa sèlman koulè a

Valè yon koloran redoks depann de espesifikasyon li. Yon wo nivo pite enpòtan paske ble metilèn ki pa konfòm ak USP anjeneral fèt pou tekstil, epi li pote Azure B, metal lou, oswa sòlvan rezidyèl ki chanje lekti redoks yo epi rann pwen final yo mwens klè; okenn pwotokòl koloran pa chèche bagay sa yo. Pifò vandè ki deklare yo konfòm ak USP teste sèlman metal lou epi yo konsidere travay la fini. Konfòmite konplè kouvri idantite, detèminasyon kontni, enpite òganik, sòlvan rezidyèl, enpite elemantè, rezidi apre kalsinasyon, limit mikwobyèn, ak endotoksin bakteryèn, epi kijan pou chwazi ble metilèn kalite famasetik esplike kijan pou li dokiman sa yo. Blupreme travay ak yon manifakti famasetik ble metilèn, teste tout espesifikasyon USP a, epi pibliye COA konplè a. Lè koulè a se mezi a, dokiman sa yo fè pati enstriman an.