Metilénkék-trihidrát és vízmentes anyag: képlet, tömeg és címkézés

Két üvegen egyaránt szerepelhet a metilénkék megnevezés, mégis eltérő tömeget kell bemérni belőlük ugyanahhoz a kísérlethez. Az egyik címkéjén metilénkék-trihidrát áll. A másikon csak metilénkék. Egy kutató mindkettőből bemér 100 mg-ot, azonos térfogatú oldatokat készít, és eltérő festékkoncentrációkat kap. Nincs szennyeződés, és a pipettázás sem volt hibás. A két por egyszerűen eltérő mennyiségű vizet tartalmaz festékegységenként.

Ez a metilénkék-trihidrát és a metilénkék összehasonlításának központi gondolata. A kémiai vegyület mindkét esetben metiltionínium-klorid. A bemért anyag azonban eltér, mert a kristályvíz növeli a tömeget anélkül, hogy növelné a festék mennyiségét. Az anyag helyes használatához három fogalmat kell elkülöníteni: a hidrát azonosságát, a kémiai tisztaságot és a mérés vonatkoztatási alapját. A metilénkék szerkezetét és tulajdonságait bemutató kémiai referencia részletesen elkülöníti a festékkationt a kloridsótól. Ez az oldal a sót különíti el a hidrátjaitól.

A vízmentes, a hidrát és a trihidrát eltérő bemérési formákat jelöl

A vízmentes metilénkék-klorid képlete C16H18ClN3S, képlettömege pedig 319.85 g/mol a USP metilénkék-monográfiájának előnézete szerint. Ez a sót a hozzá kapcsolódó kristályvíz nélkül írja le.

A metilénkék-hidrát ugyanez a só, amelyhez szilárd állapotban víz kapcsolódik; jelölése C16H18ClN3S.xH2O. Az x értéke azt adja meg, hány vízmolekula tartozik egy sóképletegységhez a névleges összetételben. Nem az oldathoz hozzáadott vizet írja le.

A metilénkék-trihidrát az az eset, amikor x értéke 3; képlete C16H18ClN3S.3H2O vagy C16H24ClN3O3S, képlettömege pedig 373.90 g/mol. A metilénkék-trihidrát PubChem-adatlapja ezt a képletet és tömeget tünteti fel a CID 104827 azonosító alatt, míg a metilénkék PubChem-adatlapja a vízmentes C16H18ClN3S képletet és a 319.9 g/mol tömeget adja meg a CID 6099 azonosító alatt. A festékion mindkét adatlapon változatlan: képletegységenként egy metiltionínium-kation. Csak a hozzá kapcsolódó víz mennyisége tér el.

A hidrátok és tömegek referenciatáblázata

Az alábbi táblázat az oldal referenciaanyaga. A sóformák képlettömegei a USP adatait követik. A kation sora azért szerepel benne, hogy az oldatokkal végzett számításokhoz egyértelmű kiindulópont álljon rendelkezésre.

A gyakorlati különbség jelentős. Ugyanakkora festékmennyiséghez az ideális trihidrát tömege körülbelül 16.9%-kal nagyobb az ideális vízmentes sóénál, mert 373.90 osztva 319.85-tel 1.169. A két forma összekeverése ezért körülbelül 17%-os koncentrációhibát okoz, még mielőtt bármilyen más hibaforrást figyelembe vennénk.

Kidolgozott értelmezési példák

Az 1. példa porból indul ki. Tegyük fel, hogy a mérleg 100.0 mg névlegesen tiszta metilénkék-trihidrátot mutat. A vízmentes sóra átszámított tömeg 100.0 mg szorozva 319.85-tel, osztva 373.90-nel, ami 85.5 mg. A festék anyagmennyisége 0.1000 g osztva 373.90 g/mol-lal, ami 267.5 micromol metiltionínium-kationnak felel meg. A fennmaradó névleges 14.5 mg kristályvíz, nem szennyeződés.

A 2. példa egy célkoncentrációból indul ki. Ha ideális vízmentes sóból 1.000 liter 1.000 mM koncentrációjú festékoldatot szeretne készíteni, mérjen be 319.85 mg-ot. Ugyanennek az oldatnak az elkészítéséhez ideális trihidrátból 373.90 mg-ot kell bemérni. Mindkét számítás azt feltételezi, hogy az anyag pontosan a megadott hidrátforma, teljes tartalommal. Valós por esetén az analitikai bizonylat alapján végezzen korrekciót, és ellenőrizze, hogy a tartalommeghatározás eredménye az átvételi állapotra, a szárított anyagra vagy a vízmentes anyagra vonatkozik-e. A metilénkék molaritáskalkulátora egyértelműen kezeli a hidrátformát és a tartalommeghatározás vonatkoztatási alapját, így a korrekció nem vész el a mértékegységek átváltásakor.

Mit ígér a címke, és mit nem?

A metilénkék-trihidrát egyértelmű állítás: névlegesen C16H18ClN3S.3H2O, amelyhez általában 373.90 g/mol képlettömeggel számolunk, hacsak a specifikáció másként nem rendelkezik. A metilénkék-hidrát megnevezés kevésbé pontos. Jelzi, hogy hidratált formáról van szó, de szám, képlet, CAS-szám vagy specifikáció nélkül nem határozza meg, mennyi víz tartozik a képlethez.

A metilénkék megnevezés önmagában nem garantál vízmentes anyagot. Maga a Metilénkék című gyógyszerkönyvi cikk is C16H18ClN3S.xH2O képlettel szerepel, és a cím szintjén nem határozza meg x értékét. Az adatbázisok elnevezései is félrevezetők lehetnek. A PubChem a vízmentes formához tartozó, CID 6099 azonosítójú bejegyzést metilénkéknek nevezi, de ettől a névadási szokástól nem válik minden, ugyanezt a rövid nevet viselő kereskedelmi kiszerelés vízmentes alapanyaggá. A képletet, a CAS-számot, a hidrátmegjelölést, a szárítási veszteségre vagy víztartalomra vonatkozó specifikációt és a tartalommeghatározás vonatkoztatási alapját együtt értelmezze.

A CAS-számok akkor segítenek, ha teljes körűen meg vannak adva. A vízmentes metilénkék-klorid szokásos CAS-száma 61-73-4, a trihidráté pedig 7220-79-3. A USP a monohidráthoz, a pentahidráthoz és egy általános hidrátformához tartozó bejegyzéseket is felsorol. Mivel az összevont adatbázis-bejegyzések néha ugyanazt a CAS-számot ismétlik meg több formánál, a CAS-számot alátámasztó információként kezelje, ne a megadott képlet helyettesítőjeként.

Vonatkoztatási alap: a szárított anyagra vonatkoztatott tartalom, a víztartalom és a tisztaság külön vizsgálat

A USP a metilénkék-tartalmat 97.0% és 103.0% közötti C16H18ClN3S-tartalomként határozza meg, szárított anyagra számítva. Ez a megfogalmazás lényeges. A szárított anyagra vonatkoztatott eredmény a festéktartalom megadása előtt matematikailag korrigálja a szárítási veszteséget. Ezért a tiszta trihidrát és a tiszta pentahidrát is megközelítheti a 100%-ot szárított anyagra vonatkoztatva, noha az átvételi állapotukban egy mólra jutó tömegük jelentősen eltér.

A víztartalmat külön, a szárítási veszteségen keresztül ellenőrzik. A jelenlegi monográfia szerint a mintát 105 degrees C hőmérsékleten 5 órán át szárítják, az elfogadási tartomány pedig 8.0% és 24.0% közötti. A szárítási veszteség az ilyen körülmények között eltávozó illékony anyagok mennyiségét méri. Nem olyan értelemben vízspecifikus módszer, mint a Karl Fischer-féle vízmeghatározás, és nem azonosít kristályfázist. Ezért a festékegységenként átlagosan közel három vízmolekulának megfelelő arány önmagában nem bizonyítja egyetlen meghatározott trihidrát-kristályforma jelenlétét. A metilénkék szilárd fázisú vizsgálatai több hidrátfázist és ezek keverékeit is kimutatták, ezért a fázisazonosság meghatározásához diffrakciós vagy termikus elemzés szükséges, ha maga a fázis számít, nem csupán az átlagos vízarány.

Ez az elkülönítés azt is megmagyarázza, miért nem jelent automatikusan laboratóriumi hibát a 100% feletti tartalommeghatározási eredmény. A szárított anyagra vonatkoztatott számítás, a maradék vízre végzett korrekció, a referenciaanyaghoz rendelt érték vagy a hidrátformák eltérése egyaránt módosíthatja az eredményt. A miért adhat 100% feletti eredményt a metilénkék tartalommeghatározása című részletes esetelemzés bemutatja, hogyan kelthetik a vonatkoztatási alap hibái a tisztasági hibák látszatát.

A beszerzés és a minőségellenőrzés szempontjából ennek közvetlen következménye van. A USP-megfelelőség révén juthat hozzá a vevő a piacon elérhető legmagasabb tisztasági fokozathoz, mert a specifikáció kiterjed az azonosságra, a festéktartalomra, a szerves szennyezőkre, a maradék oldószerekre, az elemi szennyezőkre, az izzítási maradékra, a mikrobiológiai határértékekre és a bakteriális endotoxinokra. A USP-megfelelőséget állító eladók többsége ennek a listának csak kis részét vizsgálja. A Blupreme egy gyógyszergyártó partnerrel a teljes USP-specifikáció szerinti vizsgálatot elvégzi, és közzéteszi a teljes analitikai bizonylatot, így a hidrátforma, a víztartalom eredménye és a szárított anyagra vonatkoztatott tartalom együtt értelmezhető, ahelyett, hogy az elülső címke alapján kellene találgatni. A beszállítók összehasonlításakor kérje mindhárom adatot: a névleges hidrátképletet, a víztartalom vagy a szárítási veszteség eredményét, valamint a tartalommeghatározási eredményt a megadott vonatkoztatási alappal együtt.

Hogyan értelmezze a metilénkék címkéjét egyetlen átolvasással?

Először keresse meg a hidrátmegjelölést és a képletet. Ha a címkén csak metilénkék szerepel, ne feltételezze a 319.85 g/mol értéket. Másodszor olvassa el a tartalommeghatározás vonatkoztatási alapját. Az átvételi állapotra, szárított anyagra vagy vízmentes anyagra utaló megjelölés nélküli százalékérték nem használható közvetlenül a molaritás kiszámításához. Harmadszor a víztartalmat vagy a szárítási veszteséget a szennyezőktől elkülönítve értelmezze. A víz magyarázza a hidrátformák közötti tömegkülönbségeket. A rokon vegyületek, az Azure B, a fémek, az oldószerek és a mikrobiológiai vizsgálatok a kémiai és biológiai tisztaságról adnak információt. Ha ezt a két csoportot elkülöníti, feloldódnak a katalógusokban gyakran látható ellentmondások: az egyik bejegyzés a kationt adja meg, a másik a sót, a harmadik pedig a trihidrátot, és mindegyik helyes, mert minden szám más objektumot ír le.