Cikk
Metilénkék-molaritáskalkulátor: hidrátforma és a tartalommeghatározás alapja
Azonos tömegű metilénkék eltérő moláris koncentrációt eredményezhet a molekuláris formájától és a tartalommeghatározás eredményének közlési módjától függően. A vízmentes klorid tömegével végzett számítás eltér a hidrát tömegével végzett számítástól. A szárított anyagra vonatkoztatott tartalommeghatározás további különbséget jelent: a közölt százalékérték nem közvetlenül a bemért állapotú anyagot jellemzi.
Nyissa meg a metilénkék-molaritáskalkulátort a tömeg, a végső oldattérfogat, a molekuláris forma és a számítási alap megadásához. A böngészőben fut, megjeleníti a behelyettesített egyenletet, és mol/L, mmol/L, valamint µmol/L egységben adja meg az eredményt. Az alábbi példák laboratóriumi számítások, nem emberek vagy állatok adagjának meghatározására szolgálnak.
Mit fejez ki az eredmény?
A molaritás az anyagmennyiség-koncentráció közismert neve. Az IUPAC anyagmennyiség-koncentrációra vonatkozó definíciója szerint egy összetevő anyagmennyiségét kell elosztani a keverék térfogatával:
c = n / V
Itt n a metilénkék anyagmennyisége molban, V pedig a végső oldattérfogat literben. Meghatározott formájú tiszta anyag esetén n = m / M, ahol m a tömeg grammban, M pedig a moláris tömeg g/mol egységben. Ezek az összefüggések a NIST moláris tömegre és koncentrációra vonatkozó definícióit követik.
A nevezőben az oldódás utáni térfogat szerepel. A „100 mL végső oldat” és a „100 mL hozzáadott oldószer” eltérő készítési adatokat jelöl. Ezt a kétértelműséget utólag számítással nem lehet feloldani.
Előbb az anyagot válassza ki, majd a moláris tömegét
A vízmentes kloriddal végzett számításhoz ez az eszköz 319.85 g/mol értéket használ. Dokumentált trihidrát esetén 373.90 g/mol értékkel számol. A Thermo Fisher trihidrátra vonatkozó specifikációja megadja a három vízmolekulát tartalmazó képletet és az utóbbi moláris tömeget. A víz hozzájárul a bemért tömeghez, de nem jelent további metilénkék-egységet.
Vegyünk két névleges oldatkészítést, amelyek mindegyikénél 100 mg tiszta anyag kerül 100 mL végső oldatba:
| Feltételezett anyag | Számítás | Koncentráció |
|---|---|---|
| Vízmentes klorid | 0.100 / (319.85 × 0.100) | 3.126 mmol/L |
| Trihidrát | 0.100 / (373.90 × 0.100) | 2.675 mmol/L |
Ezek számított példák, nem mérési eredmények. Ha tiszta trihidrát esetén a vízmentes formához tartozó nevezőt használnánk, a koncentrációt körülbelül 16.9%-kal túlbecsülnénk. Több tizedesjegy nem javítaná ki az anyagra vonatkozó téves feltételezést.
A pusztán „hidrát” megjelölésű palack nem határoz meg rögzített számú vízmolekulát. A kalkulátor ezért nem végez névleges számítást, ha a hidratáltság nincs pontosan megadva. A kémiai háttérről lásd a metilénkék molekuláris formáiról és hidratáltságáról szóló cikket.
A tartalommeghatározást a hozzá tartozó tömegre alkalmazza
A lényeges kérdés nem egyszerűen az, hogy „Milyen százalékérték szerepel a bizonylaton?”, hanem az, hogy „Minek a százaléka, és melyik vegyületként kifejezve?”. A kalkulátor négyféle értelmezést különít el:
| Számítási alap | Amit ismerni kell | Egyenlet |
|---|---|---|
| Névleges tiszta forma | Pontos molekuláris forma; a 100%-os tisztaság kifejezett feltételezése | c = m / (M × V) |
| Kiválasztott forma, bemért állapotban | Ugyanazon forma tömeghányada a bemért állapotú anyagban | c = m × a / (M × V) |
| Vízmentes egyenérték, bemért állapotban | A bemért állapotú anyag egységnyi tömegére jutó vízmentes klorid-egyenérték | c = m × a / (319.85 × V) |
| Szárított anyagra vonatkoztatott vízmentes tartalom | A szárított anyagra vonatkoztatott vízmentes kloridtartalom és az ehhez illeszkedő, mért szárítási veszteség | c = m × (1 − d) × a / (319.85 × V) |
Ezekben az egyenletekben a a tartalommeghatározás százalékos eredménye osztva 100-zal; d az ehhez illeszkedő szárítási veszteség százalékos értéke osztva 100-zal. Az utolsó egyenlet tömegmérlegen alapuló átszámítás a kifejezetten megadott vonatkoztatási alapok között. Csak akkor alkalmazható, ha a szárítási korrekció összhangban van a tartalommeghatározás definíciójával.
A USP-monográfia előnézete a tartalmat vízmentes metilénkékként, szárított anyagra vonatkoztatva fejezi ki, és 97.0–103.0%-os elfogadási tartományt ad meg. A 100% feletti analitikai eredmény nem szó szerinti állítás arról, hogy a minta a saját tömegénél több tiszta vegyületet tartalmaz. Az eszköz a szárított anyagra vonatkoztatott tartalombecsléseket 103%-ig engedi meg, és az ilyen eredményt analitikai becslésként jelöli.
Kidolgozott példa: szárított anyagra vonatkoztatott eredmény
Tegyük fel, hogy egy laboratóriumi feljegyzés 100.0 mg anyagot, szárított anyagra vonatkoztatott 99.0%-os vízmentesegyenérték-tartalmat, az ehhez illeszkedő 14.0%-os mért szárítási veszteséget és 100.0 mL végső oldatot dokumentál. Ezek az értékek hipotetikusak.
- Váltsa át a bemért tömeget: 100.0 mg = 0.1000 g.
- Alkalmazza a szárazanyag-hányadot: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
- Alkalmazza a tartalommeghatározás eredményét: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g vízmentes klorid-egyenérték.
- Számítsa át anyagmennyiségre, majd ossza el a térfogattal: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.
Ne osszon ezen felül a trihidrát moláris tömegével is. A számláló már vízmentes klorid-egyenértékként van kifejezve. Egy további hidrátkorrekció a víztartalom korrekciójának kétszeres figyelembevételét jelentené.
Ha ugyanez a feljegyzés ehelyett közvetlenül 85.14%-os vízmentes egyenértéket dokumentálna az átvételi állapotra vonatkoztatva, a bemért állapottal számoló mód külön szárítási adat nélkül is ugyanazt az eredményt adná. A két számítási út egyezése hasznos számtani ellenőrzés.
Amikor a rendelkezésre álló adatok nem elegendők
A specifikációk nem feltétlenül tételszintű mérési eredmények. Például a Merck metilénkék-hidrát termékoldala a szárított anyagra számított minimális tartalmat, maximális szárítási veszteséget és a vízmentes formára vonatkozó molekulatömeget adja meg, annak ellenére, hogy hidrátot ír le. Ha ezeket a határértékeket mért értékekként helyettesítenénk be, olyan pontbecslést kapnánk, amelyet a termékoldal adatai nem támasztanak alá.
Hasonlóképpen, egy nem pontosított tartalomszázalék vagy egy kromatográfiás területszázalék nem határozza meg automatikusan az itt szükséges tömeghányadot. A bizonylatból vagy a beszállítótól derítse ki a közlés vonatkoztatási alapját. A metilénkék analitikai bizonylatának értelmezéséről szóló útmutató ismerteti a dokumentum ellenőrzésének szempontjait.
Az üres mezők, a nem pozitív tömeg vagy térfogat, a nem támogatott mértékegységek és a tartalommeghatározás hiányzó vonatkoztatási alapjai eredmény helyett hibaüzenetet adnak. Egy bemeneti adat módosítása lecseréli az előző eredményt, akkor is, ha az új érték érvénytelen. A numerikus túlcsordulást az eszköz elutasítja. Nem ellenőrzi, hogy az adott koncentráció elérhető-e az oldhatóság alapján, hogy az oldódás teljes volt-e, vagy hogy a készített oldat stabil maradt-e.
Tegye reprodukálhatóvá a számítást
Rögzítse a tételt, a molekuláris formát, a tartalommeghatározás eredményét és vonatkoztatási alapját, az esetleges szárítási korrekciót, a bemért tömeget, a végső térfogatot és az oldatkészítés körülményeit. Csak olyan pontossággal közölje az eredményt, amelyet a mérései alátámasztanak; a kalkulátor által megjelenített számjegyek kényelmi célt szolgálnak.
Már dokumentált törzsoldat esetén használja a külön metilénkék-hígítási számításokat. Százalékos jelöléseknél először ellenőrizze a metilénkék-koncentrációk átszámítását. Sem a helyes molaritás, sem a helyesen átszámított százalékérték nem határozza meg, hogyan kell egy anyagot beadni.