Artikel
Kimia metilena biru: struktur, rumus, sifat, dan nama
Metilena biru biasanya berarti metiltioninium klorida, yaitu garam yang mengandung zat warna organik bermuatan positif dan ion tandingan klorida. Garam anhidrat memiliki rumus C₁₆H₁₈ClN₃S dan massa formula sekitar 319.85 g/mol. Air kristalisasi mengubah massa bahan yang ditimbang tanpa mengubah identitas kation zat warnanya.
Perbedaan ini menjelaskan beberapa kontradiksi yang tampak dalam katalog kimia. Sebuah entri dapat dengan benar melaporkan muatan bersih nol untuk garam tersebut sambil menjelaskan bahwa zat warnanya bersifat kationik. Katalog lain dapat melaporkan 373.90 g/mol karena bahannya merupakan trihidrat. Sebelum menggunakan suatu sifat, identifikasi apa yang sebenarnya dijelaskan oleh angka tersebut.
Nama mengidentifikasi tingkat material yang berbeda
Entri metilena biru ChEBI mengidentifikasi garam klorida, mencantumkan CAS 61-73-4, dan menyertakan nama metiltioninium klorida, Basic Blue 9, serta C.I. 52015. Nama sistematisnya adalah 3,7-bis(dimetilamino)fenotiazin-5-ium klorida.
Nama metiltioninium tanpa “klorida” mengidentifikasi kation organik. Penamaan hidrat menambahkan perbedaan lain: metilena biru klorida yang berasosiasi dengan jumlah air tertentu dalam padatan. Untuk spesifikasi pembelian, catat nama kimia lengkap, rumus, dasar hidrat, dan pengenal pemasok secara bersamaan. Jangan mengandalkan kata warna saja. Perbandingan methyl blue dan zat warna dengan nama serupa menjelaskan mengapa nama yang mirip dapat mengidentifikasi bahan kimia yang berbeda.
Membaca struktur molekul
Struktur A: kation metiltioninium
Label: simbol N berwarna biru mengidentifikasi tiga atom nitrogen; S berwarna kuning mengidentifikasi sulfur; masing-masing dari dua atom nitrogen luar membawa dua gugus metil. Ujung garis tanpa label pada gugus tersebut merepresentasikan atom karbon beserta hidrogen implisitnya. Tiga cincin yang menyatu membentuk kerangka terkonjugasi pusat. Gambar sumber ini menunjukkan salah satu representasi muatan formal.
Struktur kation ChEBI memiliki rumus C₁₆H₁₈N₃S⁺, muatan bersih +1, dan massa rata-rata 284.408. Posisi 3 dan 7 membawa substituen dimetilamino. Tanda positif formal pada satu atom dalam sebuah gambar merupakan pencatatan formal untuk representasi tersebut; tanda itu tidak boleh ditafsirkan sebagai peta distribusi elektron secara keseluruhan.
Struktur B: garam klorida
Label: Cl⁻ berwarna hijau adalah ion tandingan klorida. Ion tersebut sengaja ditampilkan terpisah dari struktur organik. Satu kation +1 dan satu anion −1 menghasilkan unit formula netral. Kedua gambar struktur direproduksi dari ChEBI dan dikonversi ke WebP tanpa mengubah ikatan atau label atomnya.
Entri PubChem untuk CID 6099 menggunakan nama sistematis alternatif serta penempatan ikatan rangkap dan muatan formal yang berbeda. Representasi ini mempertahankan konektivitas atom yang sama. Representasi tersebut tidak menunjukkan bahwa hidrat yang berbeda atau bahan tambahan lain ada di dalamnya.
Tabel sifat dengan referensi
Massa formula di bawah mengikuti pratinjau monograf metilena biru USP. Pengukuran fisik merupakan contoh dari catatan trihidrat komersial tertentu, dengan kondisi yang tersedia tetap dipertahankan.
| Sifat | Nilai atau deskripsi | Dasar dan interpretasi |
|---|---|---|
| Kation zat warna | C₁₆H₁₈N₃S⁺; +1; sekitar 284.41 g/mol | Hanya kation, tidak termasuk klorida dan air; ChEBI 43830 |
| Klorida anhidrat | C₁₆H₁₈ClN₃S; 319.85 g/mol | Unit formula garam netral; USP |
| Monohidrat | C₁₆H₁₈ClN₃S·H₂O; 337.90 g/mol | Satu molekul air per unit formula garam; USP |
| Trihidrat | C₁₆H₁₈ClN₃S·3H₂O; 373.90 g/mol | Tiga molekul air per unit formula garam; USP |
| Pentahidrat | C₁₆H₁₈ClN₃S·5H₂O; 409.93 g/mol | Lima molekul air per unit formula garam; USP |
| Bentuk fisik | Padatan | Produk Merck/Sigma 1.04122, berlabel trihidrat |
| Densitas padatan yang dilaporkan | 1.757 g/cm³ pada 22 °C | Produk 1.04122; bukan densitas larutan yang telah disiapkan |
| Densitas curah yang dilaporkan | 400–600 kg/m³ | Produk yang sama; mencakup ruang di antara partikel serbuk |
| pH yang dilaporkan | 3 pada 20 °C, 10 g/L dalam air | Produk yang sama dan kondisi larutan yang ditentukan |
| Kelarutan yang tercantum | 50 g/L | Produk yang sama; entri yang ditampilkan tidak menyebutkan suhu |
| Entri termal | 190 °C, dekomposisi | Produk yang sama; bukan titik leleh kesetimbangan tanpa kualifikasi |
| pKa | Memerlukan pasangan asam/basa dan medium yang didefinisikan | Tidak dapat dipertukarkan dengan pH suatu botol atau larutan |
Catatan produk produsen mendukung baris yang spesifik untuk produk tersebut. Entri ini berguna sebagai titik acuan, bukan sebagai spesifikasi untuk setiap serbuk atau cairan jadi. Perbedaan kecil antara massa formula dalam basis data juga dapat mencerminkan konvensi berat atom dan pembulatan; ini merupakan masalah yang berbeda dari perbedaan hidrat yang jauh lebih besar.
Mengapa hidrasi mengubah perhitungan
Satu milimol klorida anhidrat ideal memiliki massa 319.85 mg; satu milimol trihidrat ideal memiliki massa 373.90 mg. Masing-masing mengandung satu milimol kation zat warna. Berdasarkan perhitungan dari tabel, massa trihidrat sekitar 16.9% lebih besar untuk jumlah zat warna yang sama.
Akibatnya, 1.000 g/L klorida anhidrat murni setara dengan sekitar 3.13 mmol/L, sedangkan 1.000 g/L trihidrat murni setara dengan sekitar 2.67 mmol/L. Ini adalah contoh berbasis rumus sebelum dikoreksi berdasarkan kadar aktual atau kandungan air yang terukur. Gunakan kalkulator molaritas metilena biru agar bentuk kimia yang dipilih tetap dinyatakan secara eksplisit.
Definisi USP menyatakan kadar berdasarkan bahan kering. Karena itu, persentase berbasis bahan kering dan massa serbuk sebagaimana diterima perlu ditafsirkan secara bersamaan. Air kristalisasi tidak secara otomatis merupakan bukti kontaminasi. Perbandingan terperinci antara trihidrat dan anhidrat membahas cara membaca label tersebut.
Muatan tidak membuktikan adanya sol koloid
“Muatan sol metilena biru” mencampurkan dua pertanyaan yang terpisah. Ion zat warna memiliki muatan +1. Apakah suatu sediaan merupakan sol memerlukan informasi mengenai sistem terdispersinya.
Definisi sol menurut IUPAC berkaitan dengan sistem koloid fluida. Definisi tersebut tidak menjadikan setiap larutan zat warna bermuatan sebagai koloid. Rumus garam netral juga tidak berarti bahwa ion-ionnya yang terlarut masing-masing bersifat netral. Klaim mengenai muatan partikel atau potensial zeta memerlukan sediaan aktual dan kondisi pengukuran, bukan hanya rumus molekul.
pH, pKa, dan polaritas menjawab pertanyaan yang berbeda
IUPAC mendefinisikan pH melalui aktivitas ion hidrogen dalam larutan. Karena itu, serbuk metilena biru kering tidak memiliki pH berair yang berdiri sendiri. Entri pH yang berguna menyebutkan pelarut, konsentrasi, suhu, dan formulasi. Penambahan buffer dapat mengubah pH larutan tanpa mengubah identitas yang tercetak pada label zat warna.
Sebaliknya, konstanta disosiasi asam menggambarkan kesetimbangan tertentu, dan pKa adalah logaritma basis-10 negatifnya. Nilai “pKa metilena biru” yang dapat digunakan harus menyebutkan spesies terprotonasi dan terdeprotonasi serta mediumnya. Satu angka saja tidak menunjukkan apakah angka tersebut merujuk pada zat warna teroksidasi atau bentuk kimia lain. Transfer proton dan transfer elektron merupakan proses yang berbeda; lihat kimia redoks metilena biru dan leucomethylene blue untuk proses yang terakhir.
“Polar atau nonpolar?” juga memerlukan tujuan yang jelas. Metilena biru klorida bersifat ionik, sedangkan kation organiknya mengandung kerangka karbon yang luas. Deskripsi tersebut lebih berguna daripada memberikan satu skor polaritas untuk keseluruhan zat. Seperti dijelaskan dalam pembahasan IUPAC tentang polaritas pelarut, solvasi bergantung pada berbagai interaksi. Untuk pekerjaan preparasi, gunakan kelarutan terukur dalam pelarut yang dituju dan kondisi dalam panduan kelarutan dan penyiapan larutan.
Densitas mana yang digunakan dalam konversi?
Meskipun 1 g/cm³ sama dengan 1 g/mL, perubahan satuan tidak mengubah apa yang diukur. Densitas padatan tidak dapat digunakan untuk mengonversi mililiter larutan encer menjadi gram larutan tersebut. Densitas curah serbuk menjawab pertanyaan yang berbeda lagi karena proses pengemasan menyisakan udara di antara partikel.
Untuk konversi massa-per-volume menjadi massa-per-massa, dapatkan densitas larutan jadi pada suhu yang dinyatakan. Untuk penimbangan dan molaritas, pastikan rumus material dan dasar kadarnya. Mencocokkan sifat dengan objek yang diukur mencegah kesalahan yang tidak dapat diperbaiki hanya dengan menambahkan lebih banyak angka desimal.