სტატია
მეთილენის ლურჯის მოლარობის კალკულატორი: ჰიდრატული ფორმა და შემცველობის განსაზღვრის საფუძველი
მეთილენის ლურჯის ერთსა და იმავე მასას შეიძლება სხვადასხვა მოლური კონცენტრაცია შეესაბამებოდეს, მისი მოლეკულური ფორმისა და შემცველობის განსაზღვრის შედეგის წარმოდგენის წესის მიხედვით. უწყლო ქლორიდის მასით გამოთვლა განსხვავდება ჰიდრატის მასით გამოთვლისგან. გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებული შემცველობა კიდევ ერთ განსხვავებას წარმოშობს: მითითებული პროცენტული მაჩვენებელი უშუალოდ არ აღწერს მასალას აწონილ მდგომარეობაში.
გახსენით მეთილენის ლურჯის მოლარობის კალკულატორი და შეიყვანეთ მასა, ხსნარის საბოლოო მოცულობა, მოლეკულური ფორმა და გამოთვლის საფუძველი. ის თქვენს ბრაუზერში მუშაობს, აჩვენებს განტოლებას ჩასმული მნიშვნელობებით და შედეგებს გამოსახავს mol/L, mmol/L და µmol/L ერთეულებში. ქვემოთ მოცემული მაგალითები ლაბორატორიული გამოთვლებია და არა ადამიანისთვის ან ცხოველისთვის დოზის შერჩევა.
რას ზომავს შედეგი
მოლარობა ნივთიერების რაოდენობრივი კონცენტრაციის გავრცელებული სახელია. IUPAC-ის მიერ განსაზღვრული ნივთიერების რაოდენობრივი კონცენტრაცია კომპონენტის ნივთიერების რაოდენობას ნარევის მოცულობაზე ყოფს:
c = n / V
აქ n არის მეთილენის ლურჯის ნივთიერების რაოდენობა მოლებში, ხოლო V — ხსნარის საბოლოო მოცულობა ლიტრებში. განსაზღვრული ფორმის სუფთა მასალისთვის n = m / M, სადაც m არის მასა გრამებში, ხოლო M — მოლური მასა g/mol ერთეულში. ეს დამოკიდებულებები შეესაბამება NIST-ის მოლური მასისა და კონცენტრაციის განსაზღვრებებს.
მნიშვნელი არის მოცულობა გახსნის შემდეგ. „საბოლოო ხსნარის მოცულობა 100 mL“ და „დამატებულია 100 mL გამხსნელი“ მომზადების განსხვავებული ჩანაწერებია. გამოთვლა ამ გაურკვევლობას მოგვიანებით ვერ აღმოფხვრის.
მოლური მასის არჩევამდე შეარჩიეთ მასალა
უწყლო ქლორიდისთვის გამოთვლისას ეს ინსტრუმენტი იყენებს 319.85 g/mol-ს. დოკუმენტურად დადასტურებული ტრიჰიდრატისთვის ის იყენებს 373.90 g/mol-ს. Thermo Fisher-ის ტრიჰიდრატის სპეციფიკაცია მიუთითებს ფორმულას წყლის სამი მოლეკულით და ამ უკანასკნელ მოლურ მასას. წყალი ზრდის აწონილ მასას, მაგრამ მეთილენის ლურჯის დამატებით ერთეულს არ ამატებს.
განვიხილოთ ორი ნომინალური მომზადების შემთხვევა, თითოეული 100 mg სუფთა მასალით და ხსნარის საბოლოო მოცულობით 100 mL:
| ნავარაუდევი მასალა | გამოთვლა | კონცენტრაცია |
|---|---|---|
| უწყლო ქლორიდი | 0.100 / (319.85 × 0.100) | 3.126 mmol/L |
| ტრიჰიდრატი | 0.100 / (373.90 × 0.100) | 2.675 mmol/L |
ეს გამოთვლითი მაგალითებია და არა გაზომვები. სუფთა ტრიჰიდრატისთვის უწყლო ფორმის მნიშვნელის გამოყენება კონცენტრაციას დაახლოებით 16.9%-ით გაზრდიდა. დამატებითი ათწილადი ნიშნები მასალის შესახებ მცდარ დაშვებას ვერ გამოასწორებს.
თუ ბოთლზე მხოლოდ „ჰიდრატია“ მითითებული, ეს წყლის მოლეკულების ფიქსირებულ რაოდენობას არ ადასტურებს. ამიტომ კალკულატორი არ ასრულებს ნომინალურ გამოთვლას დაუზუსტებელი ჰიდრატაციისთვის. შესაბამისი ქიმიური საფუძვლების გასაცნობად იხილეთ მეთილენის ლურჯის მოლეკულური ფორმები და ჰიდრატაცია.
შეუსაბამეთ შემცველობის განსაზღვრის შედეგი იმ მასას, რომელსაც ის აღწერს
მნიშვნელოვანი კითხვა მხოლოდ „რა პროცენტია სერტიფიკატში მითითებული?“ არ არის. უნდა იკითხოთ: „რისი პროცენტია და რომელი ნაერთის სახითაა გამოსახული?“ კალკულატორი ოთხ მნიშვნელობას განასხვავებს:
| გამოთვლის საფუძველი | რა უნდა იცოდეთ | განტოლება |
|---|---|---|
| ნომინალური სუფთა ფორმა | ზუსტი მოლეკულური ფორმა; მკაფიო დაშვება 100% სისუფთავის შესახებ | c = m / (M × V) |
| შერჩეული ფორმა აწონილ მდგომარეობაში | იმავე ფორმის მასური წილი მასალაში აწონილ მდგომარეობაში | c = m × a / (M × V) |
| უწყლო ეკვივალენტი აწონილ მდგომარეობაში | უწყლო ქლორიდის ეკვივალენტი მასალის მასაზე აწონილ მდგომარეობაში | c = m × a / (319.85 × V) |
| გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებული უწყლო შემცველობა | გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებული უწყლო ქლორიდის შემცველობა და შესაბამისი გაზომილი დანაკარგი შრობისას | c = m × (1 − d) × a / (319.85 × V) |
ამ განტოლებებში a არის შემცველობის პროცენტული მაჩვენებელი გაყოფილი 100-ზე; d არის შრობისას შესაბამისი დანაკარგის პროცენტული მაჩვენებელი გაყოფილი 100-ზე. ბოლო განტოლება მასის ბალანსზე დაფუძნებული გარდაქმნაა შედეგის წარმოდგენის მკაფიოდ მითითებულ საფუძვლებს შორის. მისი გამოყენება მართებულია მხოლოდ მაშინ, როდესაც შრობის შესწორება შეესაბამება შემცველობის განსაზღვრის წესს.
USP-ის მონოგრაფიის წინასწარი ვერსია შემცველობას გამოსახავს უწყლო მეთილენის ლურჯის სახით, გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებით, და მიუთითებს მისაღებ დიაპაზონს 97.0–103.0%. 100%-ზე მაღალი ანალიზური შედეგი სიტყვასიტყვით არ ნიშნავს, რომ ნიმუში საკუთარ მასაზე მეტ სუფთა ნაერთს შეიცავს. ინსტრუმენტი უშვებს გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებული შემცველობის შეფასებებს 103%-მდე და ასეთ შედეგს ანალიზურ შეფასებად აღნიშნავს.
გამოთვლის მაგალითი: გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებული შედეგი
დავუშვათ, ლაბორატორიულ ჩანაწერში დოკუმენტირებულია 100.0 mg მასალა, გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებული უწყლო ეკვივალენტის შემცველობა 99.0%, შრობისას შესაბამისი გაზომილი დანაკარგი 14.0% და ხსნარის საბოლოო მოცულობა 100.0 mL. ეს მნიშვნელობები ჰიპოთეზურია.
- გადაიყვანეთ აწონილი მასა: 100.0 mg = 0.1000 g.
- გამოიყენეთ მშრალი მასის წილი: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
- გაითვალისწინეთ შემცველობა: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g უწყლო ქლორიდის ეკვივალენტი.
- გადაიყვანეთ ნივთიერების რაოდენობაში და გაყავით მოცულობაზე: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.
დამატებით აღარ გაყოთ ტრიჰიდრატის მოლურ მასაზე. მრიცხველი უკვე გამოსახულია უწყლო ქლორიდის ეკვივალენტის სახით. ჰიდრატის შესწორების დამატებით წყლის გათვალისწინება ორჯერ მოხდებოდა.
თუ იმავე ჩანაწერში სანაცვლოდ პირდაპირ იქნებოდა დოკუმენტირებული 85.14% უწყლო ეკვივალენტი მიღებულ მდგომარეობაში, აწონილი მდგომარეობის რეჟიმი იმავე პასუხს მოგვცემდა შრობის მონაცემის ცალკე შეყვანის გარეშე. ამ ორი გზით მიღებული შედეგების თანხვედრა არითმეტიკული სისწორის შესამოწმებლად სასარგებლოა.
როდესაც ხელმისაწვდომი მონაცემები არასაკმარისია
სპეციფიკაციები ყოველთვის არ ასახავს კონკრეტული პარტიის გაზომვებს. მაგალითად, Merck-ის მეთილენის ლურჯის ჰიდრატის პროდუქტის აღწერა მიუთითებს გამშრალ ნივთიერებაზე გაანგარიშებულ მინიმალურ შემცველობას, შრობისას მაქსიმალურ დანაკარგს და უწყლო ფორმის მოლეკულურ მასას, მიუხედავად იმისა, რომ აღწერილი პროდუქტი ჰიდრატია. ამ ზღვრების გაზომილ მნიშვნელობებად გამოყენება მოგვცემდა წერტილოვან შეფასებას, რომელსაც პროდუქტის აღწერა არ ასაბუთებს.
ასევე, დაუზუსტებელი შემცველობის პროცენტი ან ქრომატოგრაფიული ფართობის პროცენტი ავტომატურად არ ადგენს აქ საჭირო მასურ წილს. შედეგის წარმოდგენის წესი გაარკვიეთ სერტიფიკატიდან ან მომწოდებელთან. მეთილენის ლურჯის ანალიზის სერტიფიკატის წაკითხვის გზამკვლევი განმარტავს, რა უნდა შეამოწმოთ დოკუმენტში.
ცარიელი ველები, არადადებითი მასა ან მოცულობა, მხარდაუჭერელი ერთეულები და შემცველობის განსაზღვრის საფუძვლის არქონა შედეგის ნაცვლად შეცდომას იწვევს. შეყვანილი მონაცემის შეცვლა წინა შედეგს ანაცვლებს, მათ შორის მაშინაც, როცა ახალი მნიშვნელობა არასწორია. რიცხვითი გადავსება უარყოფილია. ინსტრუმენტი არ ამოწმებს, შესაძლებელია თუ არა მოცემული კონცენტრაციის გახსნა, იყო თუ არა გახსნა სრული ან დარჩა თუ არა მომზადებული ხსნარი სტაბილური.
უზრუნველყავით გამოთვლის განმეორებადობა
ჩაწერეთ პარტია, მოლეკულური ფორმა, შემცველობის განსაზღვრის შედეგი და საფუძველი, შრობის ნებისმიერი შესწორება, აწონილი მასა, საბოლოო მოცულობა და მომზადების პირობები. მიუთითეთ მხოლოდ ის სიზუსტე, რომელსაც თქვენი გაზომვები ამყარებს; კალკულატორში ნაჩვენები ციფრები მოხერხებულობისთვისაა.
უკვე დოკუმენტირებული საწყისი ხსნარისთვის გამოიყენეთ მეთილენის ლურჯის განზავების ცალკე გამოთვლები. პროცენტული აღნიშვნებისთვის ჯერ შეამოწმეთ მეთილენის ლურჯის კონცენტრაციის გარდაქმნები. არც სწორად გამოთვლილი მოლარობა და არც სწორად გარდაქმნილი პროცენტი არ განსაზღვრავს, როგორ უნდა მოხდეს ნივთიერების შეყვანა.