მეთილენის ლურჯის ტრიჰიდრატი და უწყლო მასალა: ფორმულა, მასა და ეტიკეტირება

ორივე ბოთლს შეიძლება მეთილენის ლურჯი ეწეროს, მაგრამ ერთი და იმავე ექსპერიმენტისთვის მათგან განსხვავებული მასის აწონვა იყოს საჭირო. ერთის ეტიკეტზე მეთილენის ლურჯის ტრიჰიდრატია მითითებული. მეორეზე მხოლოდ მეთილენის ლურჯი წერია. მკვლევარი თითოეულიდან 100 mg-ს წონის, ერთსა და იმავე მოცულობის ხსნარებს ამზადებს და საღებავის განსხვავებულ კონცენტრაციებს იღებს. არც ერთი მასალა არ არის დაბინძურებული და არც პიპეტირებისას დაშვებულა შეცდომა. ეს ორი ფხვნილი უბრალოდ საღებავის თითოეულ ერთეულზე წყლის განსხვავებულ რაოდენობას შეიცავს.

სწორედ ეს არის მთავარი საკითხი მეთილენის ლურჯის ტრიჰიდრატისა და მეთილენის ლურჯის შედარებისას. ორივე შემთხვევაში ქიმიური ნაერთი მეთილთიონინიუმის ქლორიდია. ასაწონი მასალა განსხვავდება, რადგან კრისტალიზაციური წყალი მასას ზრდის, საღებავის რაოდენობას კი — არა. მასალასთან სწორად მუშაობისთვის ერთმანეთისგან გამიჯნეთ სამი ცნება: ჰიდრატული ფორმის იდენტობა, ქიმიური სისუფთავე და გაზომვის საფუძველი. მეთილენის ლურჯის სტრუქტურისა და თვისებების ქიმიური ცნობარი დეტალურად განასხვავებს საღებავის კათიონსა და ქლორიდულ მარილს. ეს გვერდი კი მარილსა და მის ჰიდრატებს განასხვავებს.

უწყლო ფორმა, ჰიდრატი და ტრიჰიდრატი ასაწონი მასალის სხვადასხვა ფორმას აღნიშნავს

უწყლო მეთილენის ლურჯის ქლორიდის ფორმულაა C16H18ClN3S, ხოლო ფორმულური მასა — 319.85 g/mol, როგორც მითითებულია USP-ის მეთილენის ლურჯის მონოგრაფიის წინასწარ სანახავ ვერსიაში. ეს ფორმულა აღწერს მარილს მასთან დაკავშირებული კრისტალიზაციური წყლის გარეშე.

მეთილენის ლურჯის ჰიდრატი იგივე მარილია, რომელიც მყარ მდგომარეობაში წყალთან არის დაკავშირებული და იწერება როგორც C16H18ClN3S.xH2O. x-ის მნიშვნელობა მიუთითებს, ნომინალურ შემადგენლობაში წყლის რამდენი მოლეკულა მოდის მარილის ერთ ფორმულურ ერთეულზე. ის არ აღწერს ხსნარში დამატებულ წყალს.

მეთილენის ლურჯის ტრიჰიდრატში x უდრის 3-ს; მისი ფორმულაა C16H18ClN3S.3H2O ან C16H24ClN3O3S, ხოლო ფორმულური მასა — 373.90 g/mol. PubChem-ის ჩანაწერში მეთილენის ლურჯის ტრიჰიდრატის შესახებ ეს ფორმულა და მასა მითითებულია CID 104827-ის ქვეშ, ხოლო PubChem-ის ჩანაწერში მეთილენის ლურჯის შესახებ უწყლო ფორმულა C16H18ClN3S და მასა 319.9 g/mol მითითებულია CID 6099-ის ქვეშ. ორივე ჩანაწერში საღებავის იონი უცვლელია: თითოეულ ფორმულურ ერთეულზე მეთილთიონინიუმის ერთი კათიონი მოდის. განსხვავდება მხოლოდ მასთან დაკავშირებული წყალი.

ჰიდრატებისა და მასების საცნობარო ცხრილი

ქვემოთ მოცემული ცხრილი ამ გვერდის საცნობარო მასალაა. მარილის ფორმების ფორმულური მასები USP-ს შეესაბამება. კათიონის სტრიქონი დამატებულია იმისთვის, რომ ხსნარის გამოთვლებს მკაფიო საწყისი საფუძველი ჰქონდეს.

პრაქტიკული განსხვავება დიდია. საღებავის ერთი და იმავე რაოდენობისთვის იდეალური ტრიჰიდრატი იდეალურ უწყლო მარილზე დაახლოებით 16.9%-ით მეტს იწონის, რადგან 373.90-ის 319.85-ზე გაყოფა უდრის 1.169-ს. ამიტომ ამ ორი ფორმის ერთმანეთში არევა კონცენტრაციაში დაახლოებით 17%-იან შეცდომას იწვევს ჯერ კიდევ მანამდე, სანამ შეცდომის სხვა წყაროებს გავითვალისწინებთ.

განმარტების მაგალითები გამოთვლებით

მაგალითი 1 ფხვნილით იწყება. დავუშვათ, სასწორი აჩვენებს ნომინალურად სუფთა მეთილენის ლურჯის ტრიჰიდრატის 100.0 mg-ს. უწყლო მარილის ეკვივალენტური მასა გამოითვლება ასე: 100.0 mg გამრავლებული 319.85-ზე და გაყოფილი 373.90-ზე, რაც უდრის 85.5 mg-ს. საღებავის რაოდენობაა 0.1000 g გაყოფილი 373.90 g/mol-ზე, რაც მეთილთიონინიუმის კათიონის 267.5 micromol-ს უდრის. დარჩენილი ნომინალური 14.5 mg კრისტალიზაციური წყალია და არა მინარევი.

მაგალითი 2 სამიზნე კონცენტრაციით იწყება. იდეალური უწყლო მარილისგან 1.000 ლიტრი 1.000 mM საღებავის ხსნარის მოსამზადებლად აწონეთ 319.85 mg. იდეალური ტრიჰიდრატისგან იმავე ხსნარის მოსამზადებლად აწონეთ 373.90 mg. ორივე გამოთვლა გულისხმობს, რომ მასალა ზუსტად მითითებული ჰიდრატული ფორმისაა და მისი შემცველობა სრულია. რეალური ფხვნილის შემთხვევაში კორექცია ანალიზის სერტიფიკატის მიხედვით შეიტანეთ და გადაამოწმეთ, შემცველობა მიღებულ მდგომარეობაშია მითითებული, გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებით თუ უწყლო ნივთიერებაზე გადაანგარიშებით. მეთილენის ლურჯის მოლარობის კალკულატორი ჰიდრატულ ფორმასა და შემცველობის განსაზღვრის საფუძველს მკაფიოდ უთითებს, რათა ერთეულების გარდაქმნისას კორექცია არ დაიკარგოს.

რას ადასტურებს ეტიკეტი და რას — არა

მეთილენის ლურჯის ტრიჰიდრატი მკაფიო მითითებაა: ნომინალური C16H18ClN3S.3H2O, რომლისთვისაც გამოთვლებში ჩვეულებრივ გამოიყენება 373.90 g/mol, თუ სპეციფიკაციაში სხვა რამ არ არის მითითებული. მეთილენის ლურჯის ჰიდრატი ნაკლებად კონკრეტული დასახელებაა. ის მიუთითებს, რომ მასალა ჰიდრატულია, მაგრამ რიცხვის, ფორმულის, CAS ნომრის ან სპეციფიკაციის გარეშე არ ადგენს, წყლის რა რაოდენობა ეკუთვნის ფორმულას.

მხოლოდ დასახელება „მეთილენის ლურჯი“ არ იძლევა გარანტიას, რომ მასალა უწყლოა. ფარმაკოპეის სტატია სახელწოდებით „მეთილენის ლურჯი“ თავად იყენებს ფორმულას C16H18ClN3S.xH2O, რომლის x სათაურის დონეზე განსაზღვრული არ არის. მონაცემთა ბაზებში გამოყენებულმა დასახელებებმაც შეიძლება შეცდომაში შეგიყვანოთ. PubChem უწყლო ფორმის ჩანაწერს CID 6099 მეთილენის ლურჯს უწოდებს, მაგრამ ეს წესი არ ნიშნავს, რომ ამავე მოკლე დასახელების მქონე ყველა კომერციული ბოთლი უწყლო მასალას შეიცავს. ერთობლივად წაიკითხეთ ფორმულა, CAS ნომერი, ჰიდრატული ფორმის აღნიშვნა, შრობისას მასის დანაკარგის ან წყლის შემცველობის სპეციფიკაცია და შემცველობის განსაზღვრის საფუძველი.

CAS ნომრები გამოსადეგია, როცა სრულად არის მითითებული. უწყლო მეთილენის ლურჯის ქლორიდისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება 61-73-4, ხოლო ტრიჰიდრატისთვის — 7220-79-3. USP ასევე შეიცავს ჩანაწერებს მონოჰიდრატის, პენტაჰიდრატისა და ზოგადად ჰიდრატის შესახებ. რადგან გაერთიანებულ მონაცემთა ბაზებში სხვადასხვა ფორმისთვის ზოგჯერ ერთი და იგივე CAS ნომერი მეორდება, CAS დამხმარე მტკიცებულებად მიიჩნიეთ და არა მითითებული ფორმულის შემცვლელად.

გაზომვის საფუძველი: გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებული შემცველობა, წყლის შემცველობა და სისუფთავე ცალკეული ტესტებია

USP მეთილენის ლურჯის შემცველობას განსაზღვრავს როგორც C16H18ClN3S-ის 97.0%-დან 103.0%-მდე, გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებით. ამ ფორმულირებას მნიშვნელობა აქვს. გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებული შედეგი საღებავის შემცველობის გამოსახვამდე მათემატიკურად გამორიცხავს შრობისას მასის დანაკარგს. ამიტომ როგორც სუფთა ტრიჰიდრატის, ისე სუფთა პენტაჰიდრატის შედეგი გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებით შეიძლება 100%-ს უახლოვდებოდეს, მიუხედავად იმისა, რომ მიღებულ მდგომარეობაში მათი მასები ერთ მოლზე მნიშვნელოვნად განსხვავდება.

წყალი ცალკე კონტროლდება შრობისას მასის დანაკარგით. მოქმედი მონოგრაფიის მიხედვით, ნიმუში შრება 105 გრადუს C-ზე 5 საათის განმავლობაში; მისაღები დიაპაზონია 8.0%-დან 24.0%-მდე. შრობისას მასის დანაკარგი ზომავს ამ პირობებში მოცილებულ აქროლად ნივთიერებებს. ის არ არის წყლის სპეციფიკური მეთოდი იმავე გაგებით, როგორც კარლ ფიშერის მეთოდით წყლის განსაზღვრა, და არც კრისტალურ ფაზას ადგენს. ამიტომ საშუალო თანაფარდობა, რომელიც საღებავის ერთ ერთეულზე წყლის დაახლოებით სამ მოლეკულას შეესაბამება, თავისთავად არ ამტკიცებს მხოლოდ ტრიჰიდრატის კრისტალური ფორმის არსებობას. მეთილენის ლურჯის მყარი მდგომარეობის კვლევებში აღწერილია რამდენიმე ჰიდრატული ფაზა და ნარევი, ამიტომ, როცა მნიშვნელობა თავად ფაზას აქვს და არა მხოლოდ წყლის საშუალო თანაფარდობას, ფაზის იდენტობის დასადგენად დიფრაქციული ან თერმული ანალიზია საჭირო.

ეს გამიჯვნა ასევე ხსნის, რატომ არ არის 100%-ზე მეტი შემცველობის შედეგი ავტომატურად ლაბორატორიული შეცდომა. გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებამ, ნარჩენი წყლის კორექციამ, საცნობარო სტანდარტისთვის მინიჭებულმა მნიშვნელობამ ან ჰიდრატული ფორმების შეუსაბამობამ შეიძლება რიცხვი შეცვალოს. დეტალური შემთხვევების ანალიზი სტატიაში რატომ შეიძლება მეთილენის ლურჯის შემცველობის განსაზღვრის შედეგი 100%-ზე მეტი იყოს აჩვენებს, როგორ შეიძლება გადაანგარიშების საფუძვლის შეცდომები სისუფთავის შეცდომებს ჰგავდეს.

შეძენისა და ხარისხის შემოწმებისას ამას პირდაპირი მნიშვნელობა აქვს. USP-სთან შესაბამისობა მყიდველს ბაზარზე ხელმისაწვდომი სისუფთავის უმაღლესი ხარისხის მიღების საშუალებას აძლევს, რადგან სპეციფიკაცია მოიცავს იდენტობას, საღებავის შემცველობას, ორგანულ მინარევებს, ნარჩენ გამხსნელებს, ელემენტურ მინარევებს, გამოწვის ნაშთს, მიკრობულ ზღვრებსა და ბაქტერიულ ენდოტოქსინებს. გამყიდველთა უმეტესობა, რომელიც USP-სთან შესაბამისობას აცხადებს, ამ ჩამონათვალის მხოლოდ მცირე ნაწილს ამოწმებს. Blupreme ფარმაცევტული წარმოების პარტნიორთან ერთად ამოწმებს USP-ის სრულ სპეციფიკაციას და აქვეყნებს ანალიზის სრულ სერტიფიკატს, რათა ჰიდრატული ფორმა, წყლის შედეგი და გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებული შემცველობა ერთობლივად წაიკითხოთ და არა წინა ეტიკეტიდან გამოიცნოთ. მომწოდებლების შედარებისას მოითხოვეთ სამივე: ჰიდრატის ნომინალური ფორმულა, წყლის შემცველობის ან შრობისას მასის დანაკარგის შედეგი და შემცველობა მისი განსაზღვრის საფუძვლის მითითებით.

როგორ წაიკითხოთ მეთილენის ლურჯის ეტიკეტი ერთი გადახედვით

პირველ რიგში, მოძებნეთ ჰიდრატული ფორმის აღნიშვნა და ფორმულა. თუ ეტიკეტზე მხოლოდ მეთილენის ლურჯი წერია, ავტომატურად ნუ გამოიყენებთ 319.85 g/mol-ს. მეორე, წაიკითხეთ შემცველობის განსაზღვრის საფუძველი. პროცენტული მაჩვენებელი, რომელსაც არ ახლავს მითითება „მიღებულ მდგომარეობაში“, „გამომშრალ ნიმუშზე გადაანგარიშებით“ ან „უწყლო ნივთიერებაზე გადაანგარიშებით“, მოლარობისთვის პირდაპირ ვერ გამოიყენება. მესამე, წყლის შემცველობა ან შრობისას მასის დანაკარგი მინარევებისგან განცალკევებით წაიკითხეთ. წყალი ხსნის ჰიდრატულ ფორმებს შორის მასის განსხვავებებს. მონათესავე ნივთიერებების, Azure B-ის, ლითონების, გამხსნელებისა და მიკრობული მაჩვენებლების ტესტები კი ქიმიურ და ბიოლოგიურ სისუფთავეს აღწერს. ეს ორი ჯგუფი ერთმანეთისგან გამიჯნეთ და კატალოგებში ხშირად ნანახი წინააღმდეგობებიც აიხსნება: ერთი ჩანაწერი კათიონს აღწერს, მეორე — მარილს, მესამე კი — ტრიჰიდრატს. სამივე სწორია, რადგან თითოეული რიცხვი განსხვავებულ ობიექტს აღწერს.