Efnafræði metýlenblás: bygging, formúla, eiginleikar og heiti

Metýlenblátt merkir yfirleitt metýlþíóníníumklóríð, salt sem inniheldur jákvætt hlaðið lífrænt litarefni og klóríðmótjón. Vatnsfría saltið hefur formúluna C₁₆H₁₈ClN₃S og formúlumassann um það bil 319.85 g/mol. Kristalvatn breytir massa efnis sem er vegið án þess að breyta því hvaða litarefniskatjón það inniheldur.

Þessi aðgreining skýrir ýmsar sýnilegar mótsagnir í efnaskrám. Skráning getur réttilega tilgreint að nettóhleðsla saltsins sé núll en jafnframt lýst litarefninu sem katjónísku. Önnur skrá getur tilgreint 373.90 g/mol vegna þess að efnið er þríhýdrat. Áður en eiginleiki er notaður þarf að greina hvað talan lýsir.

Heiti auðkenna ólíka þætti efnisins

ChEBI-skráningin fyrir metýlenblátt auðkennir klóríðsaltið, tilgreinir CAS 61-73-4 og inniheldur heitin metýlþíóníníumklóríð, Basic Blue 9 og C.I. 52015. Kerfisbundið heiti þess er 3,7-bis(dímetýlamínó)fenótíasín-5-íumklóríð.

Heitið metýlþíóníníum án „klóríðs“ auðkennir lífrænu katjónina. Hýdratheiti bætir við annarri aðgreiningu: klóríðsalti metýlenblás með tilgreindu magni vatns í fasta efninu. Í innkaupalýsingu skal skrá fullt efnaheiti, formúlu, hýdratform og auðkenni birgis saman. Ekki treysta eingöngu á litarheitið. Samanburðurinn á metýlbláu og litarefnum með svipuð heiti útskýrir hvers vegna svipuð heiti geta auðkennt ólík efni.

Lestu úr sameindabyggingunum

Bygging A: metýlþíóníníumkatjónin

Merkingar: blá N-tákn auðkenna þrjú köfnunarefnisatóm; gult S auðkennir brennistein; hvort ytra köfnunarefnisatómið ber tvo metýlhópa. Ómerktir línuendar á þessum hópum tákna kolefnisatóm ásamt vetnisatómum sem ekki eru sýnd sérstaklega. Sambræddu hringirnir þrír mynda miðlæga samtengda grind. Þessi upprunalega teikning sýnir eina framsetningu formlegrar hleðslu.

Katjónbyggingin í ChEBI hefur formúluna C₁₆H₁₈N₃S⁺, nettóhleðsluna +1 og meðalmassann 284.408. Dímetýlamínósethóparnir eru í stöðum 3 og 7. Formlegt plúsmerki á einu atómi í teikningu er bókhaldsleg merking fyrir þá framsetningu; ekki ætti að túlka það sem kort af heildardreifingu rafeinda.

Bygging B: klóríðsaltið

Merkingar: græna Cl⁻ er klóríðmótjónin. Hún er vísvitandi sýnd ótengd lífrænu byggingunni. Ein +1 katjón og ein −1 anjón gefa hlutlausa formúlueiningu. Báðar byggingarteikningarnar eru endurbirtar úr ChEBI og umbreyttar í WebP án þess að tengjum eða atómmerkingum sé breytt.

PubChem-skráningin fyrir CID 6099 notar annað kerfisbundið heiti og aðra staðsetningu tvítengja og formlegrar hleðslu. Þessar framsetningar varðveita sömu tengingar milli atóma. Þær sýna ekki fram á að annað hýdrat eða viðbótarinnihaldsefni sé til staðar.

Tafla yfir eiginleika með heimildum

Formúlumassarnir hér að neðan fylgja forskoðun USP-efnislýsingarinnar fyrir metýlenblátt. Eðlismælingarnar eru dæmi úr skráningu fyrir tiltekna þríhýdratvöru, og þau skilyrði sem þar koma fram eru varðveitt.

Vöruskráning framleiðandans styður þær raðir sem eiga við tiltekna vöru. Þessar færslur eru gagnleg viðmiðunargildi en ekki forskriftir fyrir hvert duft eða fullunninn vökva. Lítill munur á formúlumössum í gagnagrunnum getur einnig endurspeglað mismunandi viðmið um atómmassa og námundun; það er annað atriði en mun meiri munur vegna hýdratforms.

Hvers vegna hýdratform breytir útreikningi

Eitt millimól af fullkomlega hreinu vatnsfríu klóríðsalti vegur 319.85 mg; eitt millimól af fullkomlega hreinu þríhýdrati vegur 373.90 mg. Hvort tveggja inniheldur eitt millimól af litarefniskatjónum. Samkvæmt útreikningi út frá töflunni er massi þríhýdratsins um 16.9% meiri fyrir sama magn litarefnis.

Því samsvarar 1.000 g/L af hreinu vatnsfríu klóríðsalti um 3.13 mmol/L, en 1.000 g/L af hreinu þríhýdrati samsvarar um 2.67 mmol/L. Þetta eru dæmi byggð á formúlum, áður en leiðrétt er fyrir raunverulegri innihaldsmælingu eða mældu vatnsinnihaldi. Notaðu mólastyrksreiknivélina fyrir metýlenblátt til að hafa valið efnaform skýrt tilgreint.

Í skilgreiningu USP er innihald gefið upp miðað við þurrkað efni. Því þarf að túlka prósentu miðað við þurrkað efni og massa dufts eins og það berst saman. Kristalvatn er ekki sjálfkrafa merki um mengun. Í ítarlega samanburðinum á þríhýdrati og vatnsfríu formi er fjallað um hvernig lesa á úr þessum merkingum.

Hleðsla segir ekki til um hvort um kvoðukerfi sé að ræða

„Hleðsla metýlenblásóls“ blandar saman tveimur aðskildum spurningum. Litarefnisjónin hefur hleðsluna +1. Til að ákvarða hvort blanda sé sól þarf upplýsingar um dreifða kerfið.

Skilgreining IUPAC á sóli fjallar um fljótandi kvoðukerfi. Hún gerir ekki allar lausnir hlaðins litarefnis að kvoðukerfum. Hlutlaus saltformúla merkir heldur ekki að uppleystar jónir þess séu hver um sig hlutlausar. Fullyrðing um hleðslu agna eða zeta-spennu krefst upplýsinga um raunverulega blöndu og mælingarskilyrði, ekki aðeins sameindaformúluna.

pH, pKa og skautun svara ólíkum spurningum

IUPAC skilgreinir pH út frá virkni vetnisjóna í lausn. Þurrt metýlenbláduft hefur því ekki sjálfstætt pH-gildi í vatni. Gagnleg pH-færsla tilgreinir leysi, styrk, hitastig og samsetningu. Viðbót stuðpúða getur breytt pH lausnar án þess að breyta auðkenni efnisins á merkimiða litarefnisins.

Aftur á móti lýsir sýrurofafasti tilteknu jafnvægi, og pKa er neikvæður lógaritmi hans með grunntölunni 10. Nothæft „pKa-gildi metýlenblás“ þarf að tilgreina prótóneruðu og afprótóneruðu efnategundirnar og miðilinn. Stök tala segir ekki til um hvort hún eigi við oxaða litarefnið eða annað efnaform. Prótónuflutningur og rafeindaflutningur eru ólík ferli; sjá oxunar- og afoxunarefnafræði metýlenblás og leúkómetýlenblás fyrir hið síðarnefnda.

„Skautað eða óskautað?“ krefst einnig skýrs tilgangs. Klóríðsalt metýlenblás er jónískt en lífræna katjón þess inniheldur umfangsmikla kolefnisgrind. Sú lýsing er gagnlegri en að gefa efninu í heild eitt tölugildi fyrir skautun. Eins og umfjöllun IUPAC um skautun leysa útskýrir er leysun háð margs konar víxlverkunum. Við undirbúning lausna skal nota mældan leysanleika í fyrirhuguðum leysi og skilyrðin í leiðbeiningunum um leysanleika og undirbúning lausna.

Hvaða eðlismassi á við í umreikningi?

Þótt 1 g/cm³ jafngildi 1 g/mL breytir ný eining ekki því hvað var mælt. Ekki er hægt að nota eðlismassa fasts efnis til að umreikna millilítra af þynntri lausn í grömm af þeirri lausn. Rúmþyngd dufts svarar enn annarri spurningu því uppröðun agnanna skilur eftir loft á milli þeirra.

Til að umreikna massa á rúmmál yfir í massa á massa þarf eðlismassa fullunninnar lausnar við tilgreint hitastig. Fyrir vigtun og mólastyrk skal staðfesta formúlu efnisins og viðmið innihaldsmælingarinnar. Með því að láta eiginleikann samsvara því sem er mælt má koma í veg fyrir villur sem fleiri aukastafir geta ekki leiðrétt.