Мақала
Метилен көгінің молярлық концентрация калькуляторы: гидрат түрі және сандық анықтау негізі
Метилен көгінің бірдей массасы оның молекулалық түріне және сандық анықтау нәтижесінің қалай берілгеніне қарай әртүрлі молярлық концентрация беруі мүмкін. Сусыз хлорид массасымен есептеу гидрат массасымен есептеуден өзгеше. Кептірілген затқа шаққандағы сандық анықтау тағы бір айырмашылық енгізеді: көрсетілген пайыз өлшенген күйдегі затты тікелей сипаттамайды.
Массаны, ерітіндінің соңғы көлемін, молекулалық түрін және есептеу негізін енгізу үшін метилен көгінің молярлық концентрация калькуляторын ашыңыз. Ол браузеріңізде жұмыс істейді, мәндер қойылған теңдеуді көрсетеді және нәтижені mol/L, mmol/L және µmol/L бірліктерімен береді. Төмендегі мысалдар — адамға немесе жануарға арналған дозаны таңдау емес, зертханалық есептеулер.
Нәтиже нені өлшейді
Молярлық концентрация — зат мөлшері концентрациясының кең тараған атауы. IUPAC-тың зат мөлшері концентрациясына берген анықтамасы бойынша компоненттің зат мөлшері қоспаның көлеміне бөлінеді:
c = n / V
Мұнда n — метилен көгінің мольмен берілген зат мөлшері, ал V — ерітіндінің литрмен берілген соңғы көлемі. Белгілі бір түрдегі таза зат үшін n = m / M, мұнда m — граммен берілген масса, ал M — g/mol бірлігімен берілген молярлық масса. Бұл байланыстар NIST-тің молярлық масса мен концентрация анықтамаларына сәйкес келеді.
Бөлімде еріткеннен кейінгі көлем қолданылады. «Соңғы ерітінді көлемі 100 mL» және «100 mL еріткіш қосылды» — дайындау туралы екі түрлі жазба. Кейін жасалған есептеу бұл екіұштылықты жоя алмайды.
Молярлық массаны таңдамас бұрын заттың түрін таңдаңыз
Сусыз хлорид үшін есептегенде бұл құрал 319.85 g/mol мәнін пайдаланады. Құжатпен расталған тригидрат үшін 373.90 g/mol мәнін қолданады. Thermo Fisher тригидратының спецификациясында үш су молекуласы бар формула және осы соңғы молярлық масса көрсетілген. Су өлшенген массаға үлес қосады, бірақ метилен көгінің қосымша бірлігін қоспайды.
Әрқайсысында соңғы ерітіндінің 100 mL көлемінде 100 mg таза зат бар деп алынған екі номиналды дайындау мысалын қарастырайық:
| Заттың болжанған түрі | Есептеу | Концентрация |
|---|---|---|
| Сусыз хлорид | 0.100 / (319.85 × 0.100) | 3.126 mmol/L |
| Тригидрат | 0.100 / (373.90 × 0.100) | 2.675 mmol/L |
Бұлар — өлшеу нәтижелері емес, есептелген мысалдар. Таза тригидрат үшін бөлімде сусыз түрдің молярлық массасын қолдану концентрацияны шамамен 16.9% артық көрсетеді. Үтірден кейінгі қосымша цифрлар заттың түріне қатысты қате жорамалды түзетпейді.
Құтыда тек «гидрат» деп жазылуы су молекулаларының нақты санын белгілемейді. Сондықтан гидратталу дәрежесі көрсетілмесе, калькулятор номиналды есептеу жасамайды. Химиялық негізін метилен көгінің молекулалық түрлері және гидратталуы мақаласынан қараңыз.
Сандық анықтау нәтижесін ол сипаттайтын массаға сәйкестендіріңіз
Маңызды сұрақ жай ғана «Сертификатта қандай пайыз көрсетілген?» емес. Ол — «Ненің пайызы және қай қосылыс түрінде берілген?» Калькулятор төрт түрлі мағынаны ажыратады:
| Есептеу негізі | Нені білу керек | Теңдеу |
|---|---|---|
| Номиналды таза түр | Нақты молекулалық түрі; тазалығы 100% деген айқын жорамал | c = m / (M × V) |
| Өлшенген күйдегі таңдалған түр | Өлшенген күйдегі зат құрамында дәл сол түрдің массалық үлесі | c = m × a / (M × V) |
| Өлшенген күйдегі сусыз эквивалент | Өлшенген күйдегі зат массасына шаққандағы сусыз хлорид эквиваленті | c = m × a / (319.85 × V) |
| Кептірілген затқа шаққандағы сусыз түрді сандық анықтау | Кептірілген затқа шаққандағы сусыз хлорид мөлшерін сандық анықтау нәтижесі және оған сәйкес өлшенген кептіру кезіндегі масса жоғалту | c = m × (1 − d) × a / (319.85 × V) |
Бұл теңдеулерде a — сандық анықтау нәтижесінің 100-ге бөлінген пайыздық мәні; d — оған сәйкес кептіру кезіндегі масса жоғалтудың 100-ге бөлінген пайыздық мәні. Соңғы теңдеу — нақты көрсетілген есеп беру негіздері арасындағы масса балансына сүйенген түрлендіру. Оны кептіруге түзету сандық анықтаудың анықтамасына сәйкес келгенде ғана қолдануға болады.
USP монографиясының алдын ала қарау нұсқасында сандық анықтау нәтижесі кептірілген затқа шаққандағы сусыз метилен көгі ретінде беріліп, қабылдау аралығы 97.0–103.0% деп көрсетілген. 100%-дан жоғары аналитикалық нәтиже үлгіде өз массасынан артық таза қосылыс бар дегенді тура мағынасында білдірмейді. Құрал кептірілген затқа шаққандағы сандық анықтау мәнін 103%-ға дейін енгізуге мүмкіндік береді және алынған нәтижені аналитикалық бағалау деп белгілейді.
Есептеу мысалы: кептірілген затқа шаққандағы нәтиже
Зертханалық жазбада зат массасы 100.0 mg, кептірілген затқа шаққандағы сусыз эквивалентті сандық анықтау нәтижесі 99.0%, оған сәйкес өлшенген кептіру кезіндегі масса жоғалту 14.0%, ал ерітіндінің соңғы көлемі 100.0 mL деп көрсетілген делік. Бұл мәндер шартты түрде алынған.
- Өлшенген массаны түрлендіріңіз: 100.0 mg = 0.1000 g.
- Құрғақ массаның үлесін қолданыңыз: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
- Сандық анықтау нәтижесін қолданыңыз: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g сусыз хлорид эквиваленті.
- Зат мөлшеріне айналдырып, көлемге бөліңіз: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.
Бұған қоса тригидраттың молярлық массасына бөлмеңіз. Алым сусыз хлорид эквиваленті ретінде беріліп қойған. Гидратқа түзету қосу суға жасалған түзетуді екі рет есепке алуға әкеледі.
Егер сол жазбада оның орнына алынған күйдегі сусыз эквивалент тікелей 85.14% деп көрсетілсе, өлшенген күйге арналған режим кептіру дерегін бөлек енгізбей-ақ сол нәтижені береді. Осы екі тәсіл нәтижелерінің сәйкес келуі — арифметиканы тексерудің пайдалы жолы.
Қолда бар деректер жеткіліксіз болғанда
Спецификациялар әрдайым нақты партияның өлшеу нәтижелері бола бермейді. Мысалы, Merck компаниясының метилен көгі гидратына арналған өнім сипаттамасында гидрат сипатталғанына қарамастан, кептірілген затқа шаққандағы сандық анықтаудың ең төменгі мәні, кептіру кезіндегі масса жоғалтудың ең жоғарғы мәні және сусыз түрге негізделген молекулалық масса берілген. Осы шекті мәндерді өлшенген мәндер ретінде қою өнім сипаттамасы негіздемейтін нүктелік бағалауға әкеледі.
Сол сияқты, негізі көрсетілмеген сандық анықтау пайызы немесе хроматографиялық шың ауданының пайызы мұнда қажет массалық үлесті автоматты түрде анықтамайды. Нәтижені беру тәртібін сертификаттан немесе жеткізушіден нақтылаңыз. Метилен көгінің талдау сертификатын оқу нұсқаулығында құжатты тексеру жолдары түсіндірілген.
Бос өрістер, нөлге тең не теріс масса немесе көлем, қолдау көрсетілмейтін өлшем бірліктері және сандық анықтау негізінің болмауы нәтиженің орнына қате хабарын шығарады. Енгізілген деректі өзгерту алдыңғы нәтижені алмастырады, тіпті жаңа мән жарамсыз болса да. Сандық ауқымнан асып кету қабылданбайды. Құрал берілген концентрацияда заттың еритінін, ерудің толық аяқталғанын немесе дайындалған ерітіндінің тұрақты қалғанын тексермейді.
Есептеуді қайталап тексеруге мүмкіндік беріңіз
Партияны, молекулалық түрді, сандық анықтау нәтижесі мен оның негізін, кептіруге енгізілген кез келген түзетуді, өлшенген массаны, соңғы көлемді және дайындау жағдайларын тіркеңіз. Өлшеулеріңіз негіздейтін дәлдікті ғана көрсетіңіз; калькулятордағы цифрлар тек ыңғайлылық үшін берілген.
Құжатталған бастапқы ерітінді үшін метилен көгін сұйылтуға арналған бөлек есептеулерді пайдаланыңыз. Пайызбен таңбаланған мәндер үшін алдымен метилен көгінің концентрациясын түрлендіру материалын қараңыз. Дұрыс есептелген молярлық концентрация да, дұрыс түрлендірілген пайыздық мән де затты ағзаға қалай енгізу керектігін анықтамайды.