Atik
Ble metilèn kòm endikatè: sa chanjman koulè a montre toutbon
Yon teknisyèn mete ble metilèn nan yon bechèr, ajiste pH la, epi tann koulè a montre asidite a. Pa gen okenn chanjman klè. Li ajoute yon gout solisyon asid askòbik pito, epi ble a disparèt. Li souke flakon an an kontak ak lè, epi ble a retounen. Menm koloran an, de konpòtman ki diferan anpil. Konfizyon sa a se tout sijè atik sa a: ble metilèn se yon endikatè redoks ki reyaji ak transfè elektwon, pa yon endikatè pH ki reyaji ak pwoton. Depi distenksyon sa a klè, tout lòt detay yo vin pran plas yo.
Règ pratik la antre nan yon sèl fraz. Ble vle di fòm okside a prezan. San koulè vle di fòm redui a, leko-ble metilèn, prezan. Nenpòt bagay ki deplase elektwon ka chanje eta a. Asid ak baz poukont yo pa kapab fè sa, byenke pH chanje vòltaj kote chanjman an fèt.
Koup redoks ki dèyè koulè a
Ble metilèn okside a se kasyon metiltyoninyòm nan, yon sistèm fenotyazinyòm plat ki gen twa bag, yo founi sou fòm sèl klori a, ke PubChem anrejistre kòm klori metiltyoninyòm. Nan solisyon akeuz dilye, monomè a absòbe toupre 664 nm, epi se absòpsyon sa a ki bay ble je a wè a. Patnè redui a, leko-ble metilèn, gen menm estrikti debaz la, men azòt nan bag santral la pwotone epi kwomofò a kraze; konsa li prèske san koulè, ak yon bann absòpsyon fò nan iltravyolèt (antre PubChem pou fòm leko a).
Reyaksyon nèt la deplase de elektwon, men kantite pwoton yo depann de pH paske fòm redui a pwotone nan anviwònman asid. Eksplikasyon referans nan vizyalizasyon chimi redoks bay potansyèl estanda a toupre +0.53 V nan pH 0 ak potansyèl fòmèl la toupre +0.011 V nan pH 7, parapò ak elektwòd idwojèn nan. Ant pwen sa yo, potansyèl la deplase ak pH. Voltametri modèn nan etid sou konpòtman redoks ak potansyèl koloran yo jwenn anviwon 29.5 mV pou chak inite pH, soti apeprè pH 4 rive 10, ki koresponn ak yon rejim de elektwon ak yon pwoton, epi anviwon 88.5 mV pou chak inite pH anba pH 4, ki koresponn ak yon rejim de elektwon ak twa pwoton. Kidonk, yon potansyèl yo rapòte san pH li pa gen sans. Toujou mande ki pant ak ki elektwòd referans ki dèyè valè a, paske valè yo bay parapò ak referans ajan pa ka konpare dirèkteman ak valè sou echèl idwojèn nan. Estrikti ak pwopriyete ki anba tout sa detèmine kwomofò a, epi yon paj konpayon sou konsepsyon lekti redoks montre kijan koup sa a enfliyanse chwa fòmilasyon yo.
Se pozisyon entèmedyè sa a sou echèl potansyèl la ki fè koloran an itil. Nan pH 7, li pami oksidan modere yo: ase fò pou aksepte elektwon nan men bon donatè tankou askòbat oswa NAD(P)H, ase fèb pou pase yo bay oksijèn ki fonn oswa sant fè(III). Konsa, li fè sik olye li rete bloke. Rediksyon retire koulè li. Lè reokside li. Chemen an menm nan toude direksyon yo.
Poukisa kesyon sou pH toujou retounen
Twa sous konfizyon retounen souvan nan laboratwa ak nan sal klas, epi chak gen yon koreksyon presi.
Premyèman, pH deplase potansyèl la, sa ki sanble ak yon repons a pH. Lè pH la monte, koup la vin pi fasil pou redui pou yon menm lekti elektwòd; konsa menm donatè a retire koulè koloran an pi vit. Men, okenn etap pwotonasyon poukont li pa pwodui tranzisyon klè soti ble pou rive san koulè nan ranje nòmal la. Yon revizyon kritik an 2025 sou pwopriyete ble metilèn rapòte ke maksimòm nan nan 665 nm rete prèske san chanjman soti pH 2 rive 12, ak sèlman ti chanjman nan absòbans. Pwoton yo ajiste vòltaj la. Elektwon yo chanje koulè a.
Dezyèmman, etikèt ontoloji a twonpe moun. Kounye a, PubChem enpòte yon wòl ChEBI ki rele koloran an yon endikatè asid-baz. Yo pa dwe pran etikèt sa a kòm prèv ke ble metilèn konpòte li tankou fenolftaleyin oswa wouj metil. Nan travay nòmal ak solisyon akeuz, li pa fè sa.
Twazyèmman, melanj Tashiro a prete non an. Endikatè Tashiro se yon melanj wouj metil ak ble metilèn kote wouj metil bay repons asid-baz la epi ble metilèn bay yon fon optik ble, ki transfòme yon chanjman soti wouj pou rive jòn an yon chanjman konbine ki pi klè. Yon fòmilasyon komèsyal Tashiro bay pH 4.4 rive 6.2, tandiske yon fòmilasyon defini ITW Reagents presize wouj-vyolèt nan pH 4.4 rive vèt nan pH 5.8. Okenn nan ranje sa yo pa yon ranje tranzisyon pou ble metilèn poukont li. Koloran an se ajan ki fè chanjman an parèt pi klè, pa eleman ki detekte a.
Gen yon ka limit ki merite yon avètisman. Anviwon pH 13, kondisyon ki trè alkalin ka pwodui sibstans ki soti wouj rive woz, nan kalite vyolèt metilèn, atravè idwoliz irevèsib. Woz sa a se degradasyon, pa yon pwen final endikatè. Konsidere li kòm yon siy pou jete solisyon an, pa pou fè yon lekti.
Kote li mache kòm endikatè redoks
Itilizasyon klasik la se titraj Lane-Eynon pou sik reduktè. Yo titre yon solisyon Fehling alkalin ki cho ak sik, epi yo ajoute ble metilèn toupre pwen final la; ble ki rete a disparèt depi kapasite reduktè sik la depase sa ki nesesè pou kwiv(II). Pwosedi AOAC Lane-Eynon nan kenbe melanj lan ap bouyi pou vapè ki soti a anpeche lè reokside li, anjeneral ak kèk gout solisyon koloran. Chanjman koulè a montre pa gen kwiv ki ka redui ankò, sa ki se yon deklarasyon redoks sou sa ki nan flakon an, pa yon deklarasyon sou pH.
Ansyen metòd titrimetri yo te sèvi ak menm lojik la lòt kote. Koloran dilye te ka ranplase lanmidon nan kèk titraj yodimetrik kote alkòl te fè lanmidon pa apwopriye, nan konsantrasyon travay toupre 0.05 g pa lit, byenke twòp koloran ka lakòz yon konpoze yòd-koloran fòme, jan Sinnatt te montre an 1912. Konpilasyon nan manyèl yo site koloran an tou pou titanometri ak yodometri. Metòd Gal pou asid askòbik an 1936 te redui koloran an ak ekstrè vitamin C epi te fè yon titraj an retou sou koloran ki te rete a ak triklorid titàn. Kounye a, metòd sa a se yon metòd istorik olye yon metòd woutin, men li montre prensip la: donatè a redui fòm ble a pou fè li san koulè, epi disparisyon ble a se pwen final la.
Metòd pou oksijèn ki fonn yo fè menm koup la mache nan sans opoze. Yon apwòch pibliye redui koloran an dabò ak glikoz nan etanòl akeuz alkalin, apre sa li kite oksijèn ki fonn nan okside fòm leko san koulè a pou fè li tounen ble prèske tousuit, ak lekti toupre 600 nm jiska anviwon 13 mikwogram pa mililit, jan Okumura ak Hashitani dekri li. Pa konfonn sa ak titraj klasik Winkler pou oksijèn ki fonn, ki sèvi ak lanmidon pou pwen final li; pwosedi operasyon estanda NOAA pou Winkler presize anviwon 1 pousan lanmidon. Metòd oksijèn ki sèvi ak ble metilèn yo se yon fanmi apa kote direksyon chanjman koulè a ranvèse.
Eksperyans boutèy ble nan sal klas la se menm koup la an ti echèl: glikoz nan solisyon alkalin redui koloran ble a pou fè li san koulè lè li rete san bouje, epi lè yo souke li, oksijèn fonn ladan l epi reokside li pou fè li ble. Tout pwosedi a ak kontwòl li yo nan demonstrasyon boutèy ble a, epi pozisyon bann yo ak deplasman ki soti nan agregasyon yo nan paj sou espèk ak efè konsantrasyon. Atik sa a kenbe sèlman mekanis la, paske pwosedi a ak espèk yo chak bezwen pwòp kondisyon pa yo.
Tablo eta koulè yo: eta, kondisyon, limit
Tablo sa a se referans orijinal atik la. Li tout yon liy anvan ou fè nenpòt pwen final konfyans.
| Eta | Aparans | Kondisyon ki pwodui li | Sa li montre | Limit |
|---|---|---|---|---|
| Monomè okside, dilye, net | Ble fonse, pik toupre 664 nm | Solisyon satire ak lè, pa gen donatè | Eta debaz ki pare pou itilize | Nan gwo konsantrasyon, pik la deplase nan direksyon 610 nm akoz dimerizasyon; kidonk evalye tent lan sèlman apre ou fin dilye li |
| Fòm leko redui, net | San koulè | Donatè prezan (glikoz nan baz, askòbat, dityonit, NAD(P)H ak katalizè) | Kapasite reduktè a depase sa endikatè a bezwen | Lè reokside li; kidonk pwen final yo retounen ble sof si yo elimine kontak ak lè oswa estandadize li |
| Fòm leko, asid | San koulè | Menm donatè yo nan asid, ak plis pwotonasyon fòm leko a | Menm bagay ak pi wo a, nan yon potansyèl ki deplase | Pant potansyèl la vin pi apik anba pH 4; kidonk yon kalibrasyon nan pH 7 pa ka aplike dirèkteman |
| Melanj Tashiro, asid | Wouj-vyolèt | pH anba anviwon 4.4 nan melanj wouj metil ak ble metilèn | Asidite, ki soti nan wouj metil | Li montre repons wouj metil, pa ble metilèn; pa site li kòm yon ranje pH pou ble metilèn |
| Melanj Tashiro, toupre pH 5.8 rive 6.2 | Vèt rive gri-vèt | Menm melanj lan toupre limit siperyè tranzisyon li | Menm bagay ak pi wo a | Sa depann de fòmilasyon an; verifye boutèy la, pa konte sou memwa |
| Degrade, trè alkalin | Woz rive wouj | pH toupre 13, chalè, ekspozisyon pwolonje ak baz | Idwoliz irevèsib ki bay pwodui kalite vyolèt | Souke li pa ranvèse chanjman an; jete li epi prepare yon lòt |
| Dekolore ak limyè | Ble ki fennen ak espèk ki chanje | Limyè vizib fò, sitou lè donatè prezan | Reyaksyon segondè limyè pwovoke, ki gen ladan pwodui demetile | Pwoteje solisyon estanda yo kont limyè, jan travay sou fotorediksyon anba limyè vizib te montre |
Pwoblèm ki fè pwen final la pa klè
Lè se premye bagay pou sispèk chak fwa yon pwen final ap deplase. Fòm leko a reokside fasil, sitou nan sistèm alkalin; kidonk yon titraj ki te vin san koulè ka retounen ble lè li rete san bouje oswa lè yo brase li fò ak mouvman wonn. Anpeche kontak ak lè kote li enpòtan pou eta a dire, estandadize fason ou souke li, epi fè lekti a nan yon tan fiks.
Limyè se dezyèm bagay pou sispèk. Koloran an aktif nan reyaksyon fotochimik, epi ekspozisyon ak limyè lè donatè prezan ka retire koulè li atravè chemen ki gen ladan pwodui demetile. Konsève solisyon koloran pou analiz yo nan fènwa epi pa mezire pwen final yo anba lanp laboratwa ki fò anpil.
Konsantrasyon se twazyèm nan. Kasyon okside a anpile pou fòme dimè ak pi gwo agreya, ak yon bann ki deplase toupre 610 rive 615 nm; kidonk yon solisyon konsantre ka sanble pa gen pik nòmal la san li pa gen enpirte. Dilye li jouk monomè a domine anvan ou evalye espèk oswa pwen final yo.
De sous patipri ki mwens vizib merite plas paske yo afekte espesyalman travay nan ti konsantrasyon. Koloran an adsòbe nan yon kantite ki ka mezire nan entèfas ant vè ak dlo, sa ki kreye patipri nan solisyon estanda dilye ak nan mezi sinetik yo; resipyan oswa kivèt an polymère se solisyon an kote presizyon enpòtan. Epi koloran komèsyal ka gen enpirte tyazin ki gen rapò avè l, tankou Azure B, ke etid istorik sou pirifikasyon te retire espesyalman; kidonk travay analitik dwe presize klas kalite a olye li sipoze chak boutèy ki make ble metilèn gen menm konpozisyon chimik. Yo kenbe detay espèktral sou deplasman ki soti nan agregasyon an nan paj sou espèk yo, selon òganizasyon sa a.
Yon ti lis verifikasyon pou laboratwa
Sèvi ak yon tanpon pou estabilize pH solisyon an epi ekri pH la bò kote chak potansyèl ak chak pwen final. Fikse kondisyon oksijèn yo: bouyi ak yon kouch vapè pou travay kalite Lane-Eynon, oswa yon kouch gaz inèt oswa yon delè fiks nan lòt ka yo. Travay nan yon konsantrasyon ase dilye pou wè monomè a, pwoteje solisyon yo kont limyè, prefere materyèl polymère nan ti konsantrasyon, epi note klas kalite koloran an. Si objektif la se pH toutbon, pran yon vrè endikatè asid-baz oswa yon melanj Tashiro defini, epi site ranje melanj lan kòm ranje melanj lan, pa janm kòm yon ranje ble metilèn.
Konsèp la rete entak lè yo suiv disiplin sa a. Ble metilèn montre eta oksidasyon an ak yon klète ki ra paske de eta li yo gen absòpsyon limyè vizib ki diferan anpil. Konsidere koulè a kòm yon lekti redoks ki fèt nan yon pH presize, anba kondisyon oksijèn ak limyè presize, ak yon klas kalite koloran presize, epi li merite plas li nan titraj la. Konsidere li kòm tounesòl, epi li ap twonpe ou chak fwa.