Artikel
Kalkulator molaritas metilen biru: bentuk hidrat dan dasar penetapan kadar
Massa metilen biru yang sama dapat menghasilkan konsentrasi molar yang berbeda bergantung pada bentuk molekulnya dan cara penetapan kadarnya dilaporkan. Perhitungan yang menggunakan massa klorida anhidrat berbeda dari perhitungan yang menggunakan massa hidrat. Penetapan kadar berbasis kering menimbulkan perbedaan lain: persentase yang dilaporkan tidak secara langsung menggambarkan bahan sebagaimana ditimbang.
Buka kalkulator molaritas metilen biru untuk memasukkan massa, volume akhir larutan, bentuk molekul, dan dasar perhitungan. Kalkulator ini berjalan di browser Anda, menampilkan persamaan dengan nilai yang telah disubstitusikan, dan melaporkan mol/L, mmol/L, dan µmol/L. Contoh di bawah ini adalah perhitungan laboratorium, bukan pemilihan dosis untuk manusia atau hewan.
Apa yang diukur oleh hasil
Molaritas adalah istilah umum untuk konsentrasi jumlah zat. Definisi IUPAC tentang konsentrasi jumlah zat membagi jumlah suatu komponen dengan volume campuran:
c = n / V
Di sini, n adalah jumlah metilen biru dalam mol dan V adalah volume akhir larutan dalam liter. Untuk bahan murni dengan bentuk tertentu, n = m / M, dengan m adalah massa dalam gram dan M adalah massa molar dalam g/mol. Hubungan ini mengikuti definisi NIST tentang massa molar dan konsentrasi.
Penyebutnya adalah volume setelah pelarutan. “100 mL larutan akhir” dan “100 mL pelarut yang ditambahkan” adalah catatan preparasi yang berbeda. Perhitungan tidak dapat menyelesaikan ambiguitas tersebut setelah kejadian.
Pilih bahan sebelum memilih massa molarnya
Untuk perhitungan klorida anhidrat, alat ini menggunakan 319.85 g/mol. Untuk trihidrat yang terdokumentasi, alat ini menggunakan 373.90 g/mol. Spesifikasi trihidrat Thermo Fisher mengidentifikasi rumus dengan tiga molekul air dan massa molar yang disebutkan terakhir. Air berkontribusi terhadap massa yang ditimbang tanpa menambahkan unit metilen biru lainnya.
Pertimbangkan dua preparasi nominal, masing-masing mengandung 100 mg bahan murni dalam 100 mL larutan akhir:
| Bahan yang diasumsikan | Perhitungan | Konsentrasi |
|---|---|---|
| Klorida anhidrat | 0.100 / (319.85 × 0.100) | 3.126 mmol/L |
| Trihidrat | 0.100 / (373.90 × 0.100) | 2.675 mmol/L |
Ini adalah contoh hasil perhitungan, bukan pengukuran. Menggunakan penyebut anhidrat untuk trihidrat murni akan melebih-lebihkan konsentrasi sekitar 16.9%. Penambahan angka desimal tidak akan memperbaiki asumsi bahan yang salah.
Botol yang hanya dideskripsikan sebagai “hidrat” tidak menetapkan jumlah molekul air yang tetap. Karena itu, kalkulator menolak perhitungan nominal untuk tingkat hidrasi yang tidak ditentukan. Untuk kimia yang mendasarinya, lihat bentuk molekul dan hidrasi metilen biru.
Cocokkan penetapan kadar dengan massa yang dijelaskannya
Pertanyaan pentingnya bukan sekadar “Berapa persentase yang tercantum pada sertifikat?” Melainkan “Persentase dari apa, dinyatakan sebagai senyawa apa?” Kalkulator membedakan empat pengertian:
| Dasar perhitungan | Yang harus Anda ketahui | Persamaan |
|---|---|---|
| Bentuk murni nominal | Bentuk molekul yang tepat; asumsi eksplisit kemurnian 100% | c = m / (M × V) |
| Bentuk terpilih sebagaimana adanya | Fraksi massa dari bentuk yang sama dalam bahan sebagaimana ditimbang | c = m × a / (M × V) |
| Ekuivalen anhidrat sebagaimana adanya | Ekuivalen klorida anhidrat per massa bahan sebagaimana ditimbang | c = m × a / (319.85 × V) |
| Penetapan kadar anhidrat berbasis kering | Penetapan kadar klorida anhidrat pada basis kering dan susut pengeringan terukur yang sesuai | c = m × (1 − d) × a / (319.85 × V) |
Dalam persamaan ini, a adalah persentase penetapan kadar dibagi 100; d adalah persentase susut pengeringan yang sesuai dibagi 100. Persamaan terakhir merupakan konversi neraca massa antara dasar pelaporan yang dinyatakan secara eksplisit. Persamaan ini hanya sesuai jika koreksi pengeringan cocok dengan definisi penetapan kadar tersebut.
Pratinjau monograf USP menyatakan penetapan kadarnya sebagai metilen biru anhidrat pada basis kering dan memberikan rentang penerimaan 97.0–103.0%. Hasil analitis di atas 100% bukanlah klaim harfiah bahwa suatu sampel mengandung senyawa murni dengan massa melebihi massa sampel itu sendiri. Alat ini mengizinkan estimasi penetapan kadar berbasis kering hingga 103% dan memberi label hasil tersebut sebagai estimasi analitis.
Contoh perhitungan: hasil berbasis kering
Misalkan catatan laboratorium mendokumentasikan 100.0 mg bahan, penetapan kadar ekuivalen anhidrat 99.0% pada basis kering, susut pengeringan terukur yang sesuai sebesar 14.0%, dan 100.0 mL larutan akhir. Nilai-nilai ini bersifat hipotetis.
- Konversikan massa yang ditimbang: 100.0 mg = 0.1000 g.
- Terapkan fraksi massa kering: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
- Terapkan penetapan kadar: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g ekuivalen klorida anhidrat.
- Konversikan menjadi jumlah zat dan bagi dengan volume: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.
Jangan juga membaginya dengan massa molar trihidrat. Pembilangnya sudah dinyatakan sebagai ekuivalen klorida anhidrat. Menambahkan koreksi hidrat akan menghitung penyesuaian air dua kali.
Jika catatan yang sama sebagai gantinya secara langsung mendokumentasikan 85.14% ekuivalen anhidrat sebagaimana diterima, mode sebagaimana adanya akan menghasilkan jawaban yang sama tanpa input pengeringan terpisah. Kesesuaian antara kedua jalur tersebut merupakan pemeriksaan aritmetika yang berguna.
Ketika data yang tersedia tidak memadai
Spesifikasi tidak selalu merupakan pengukuran lot. Sebagai contoh, daftar produk hidrat metilen biru Merck memberikan penetapan kadar minimum yang dihitung berdasarkan zat kering, susut pengeringan maksimum, dan berat molekul berbasis anhidrat meskipun produknya dideskripsikan sebagai hidrat. Menggunakan batas-batas tersebut seolah-olah merupakan nilai terukur akan menghasilkan estimasi titik yang tidak didukung oleh daftar tersebut.
Demikian pula, persentase penetapan kadar yang tidak ditentukan dasarnya atau persentase area kromatografi tidak secara otomatis menetapkan fraksi massa yang diperlukan di sini. Dapatkan konvensi pelaporannya dari sertifikat atau pemasok. Panduan membaca sertifikat analisis metilen biru menjelaskan pemeriksaan dokumen tersebut.
Kolom kosong, massa atau volume yang tidak positif, satuan yang tidak didukung, dan dasar penetapan kadar yang hilang akan menghasilkan kesalahan alih-alih hasil. Mengubah input akan menggantikan hasil sebelumnya, termasuk ketika nilai baru tidak valid. Overflow numerik ditolak. Alat ini tidak menguji apakah suatu konsentrasi dapat larut, apakah pelarutan berlangsung sempurna, atau apakah preparasi tetap stabil.
Jaga agar perhitungan dapat direproduksi
Catat lot, bentuk molekul, hasil dan dasar penetapan kadar, koreksi pengeringan apa pun, massa yang ditimbang, volume akhir, dan kondisi preparasi. Laporkan hanya presisi yang didukung oleh pengukuran Anda; digit yang ditampilkan kalkulator hanya untuk kemudahan.
Untuk larutan stok yang sudah terdokumentasi, gunakan perhitungan pengenceran metilen biru yang terpisah. Untuk label persentase, periksa terlebih dahulu konversi konsentrasi metilen biru. Baik molaritas yang benar maupun persentase yang dikonversi dengan benar tidak menentukan bagaimana suatu zat harus diberikan. :::