Gotar
Şîna metîlenê wekî nîşander: guherîna rengê bi rastî çi nîşan dide
Teknîsyenek şîna metîlenê li bekerekê zêde dike, pH-yê eyar dike û li bendê dimîne ku reng asîdîtê nîşan bide. Guherîneke zelal çênabe. Li şûna wê dilopek ji solûsyona asîda askorbîk zêde dike, û şîn winda dibe. Flaskê di hewayê de dihejîne, û şîn vedigere. Heman rengker, du tevgerên pir cuda. Ev tevlihevî mijara tevahiya vê gotarê ye: şîna metîlenê nîşanderek redoksê ye ku bersivê dide veguhastina elektronan, ne nîşanderek pH-yê ye ku bersivê dide protonan. Gava ev cudahî zelal bibe, hemû hûrgiliyên din cihê xwe digirin.
Rêgeza pratîk di hevokekê de cih digire. Şîn tê wateya ku forma oksîdekirî heye. Bêreng tê wateya ku forma reduktekirî, şîna leukometîlenê, heye. Her tiştê ku elektronan diguhêze dikare rewşê biguherîne. Asîd û baz bi tena serê xwe nikarin, herçend pH voltaja ku ev guherîn lê çêdibe diguhêze.
Cota li pişt rengê
Şîna metîlenê ya oksîdekirî katyona metîlthionînyûmê ye, pergaleke fenothiazînyûmê ya sê-xelekî û rûteht e ku wekî xwêya klorîdê tê peydakirin; PubChem wê wekî klorîda metîlthionînyûmê tomar dike. Di ava tenik de monomer li nêzî 664 nm ronahiyê dimije, û ev mijandin ew şîn e ku çav dibîne. Hevpara reduktekirî, şîna leukometîlenê, heman îskeletê heye, lê azota xeleka navendî protonkirî ye û kromofor têk çûye; ji ber vê yekê ew hema bêje bêreng e, bi banda xwe ya xurt di ultraviyoleyê de (tomara PubChem ji bo forma leuko).
Reaksiyona net du elektronan diguhêze, lê hejmara protonan bi pH-yê ve girêdayî ye, ji ber ku forma reduktekirî di asîdê de protonan digire. Şiroveya referansê di dîtbar kirina kîmyaya redoksê de potansiyela standard li pH 0 nêzî +0.53 V û potansiyela formal li pH 7 nêzî +0.011 V li hember elektroda hîdrojenê dide. Di navbera van xalan de potansiyel bi pH-yê re diguhere. Voltametriya nûjen di lêkolîna tevgera redoksê û potansiyelên rengkeran de ji nêzî pH 4 heta 10 ji bo her yekîneya pH-yê nêzî 29.5 mV dibîne, ku bi rejîmeke du-elektronî û yek-protonî re li hev tê; li bin pH 4 jî ji bo her yekîneya pH-yê nêzî 88.5 mV dibîne, ku bi rejîmeke du-elektronî û sê-protonî re li hev tê. Ji ber vê yekê potansiyela ku bê pH-ya wê tê ragihandin bêwate ye. Her tim bipirsin ka kîjan meyl û kîjan elektroda referansê bingeha hejmarê ne, ji ber ku nirxên li hember referansên zîvê rasterast bi nirxên li hember pîvana hîdrojenê nayên berawirdkirin. Avahî û taybetmendiyên bingehîn kromoforê diyar dikin, û rûpeleke heval li ser sêwirandina xwendina redoksê vê cotê bi vebijarkên formulasyonê ve girê dide.
Ev cihê navîn li ser pîvana potansiyelê ye ku rengkerê bikêr dike. Li pH 7 ew di nav oksîdkerên nerm de ye: ew qas xurt e ku ji bexşkerên baş ên wekî askorbat an NAD(P)H elektronan qebûl bike, û ew qas lawaz e ku wan bide oksîjena helbûyî an navendên hesin(III). Ji ber vê yekê ew dikeve çerxê, li rewşekê nagire. Reduksiyon rengê wê winda dike. Hewa wê ji nû ve oksîde dike. Rê di her du aliyan de yek e.
Çima pirsên pH-yê her tim derdikevin
Sê çavkaniyên tevliheviyê di laboratûvar û dersxaneyan de dubare dibin, û her yek sererastkirineke berbiçav heye.
Ya yekem, pH potansiyelê diguhêze, ku wekî bersiveke pH-yê xuya dike. pH-yê bilind bikin û, li xwendineke sabît a elektrodê, cot hêsantir tê reduktekirin; bi vî awayî heman bexşker rengê rengkerê zûtir winda dike. Lê di navbera normal de tu gava protonkirinê bi tena serê xwe derbasbûna zelal ji şîn ber bi bêreng ve çênake. Lêkolîneke rexneyî ya 2025 li ser taybetmendiyên şîna metîlenê ragihand ku maksimuma 665 nm ji pH 2 heta 12 bi bingehîn naguhere, û tenê guherînên biçûk di absorbansê de hene. Proton voltajê eyar dikin. Elektron rengê diguherînin.
Ya duyem, etîketa ontolojiyê mirovan şaş dike. PubChem niha roleke ChEBI vediguhezîne ku rengkerê wekî nîşanderek asîd-baz bi nav dike. Divê ev etîket wekî delîl neyê xwendin ku şîna metîlenê wekî fenolftaleîn an sora metîlê tevdigere. Di karê normal ê di nav avê de ew wisa nake.
Ya sêyem, tevliheviya Tashiro navê wê deyn dike. Nîşandera Tashiro tevliheviyeke sora metîlê û şîna metîlenê ye; tê de sora metîlê bersiva asîd-baz peyda dike û şîna metîlenê paşxaneyeke optîkî ya şîn peyda dike, ku guherîna sor ber bi zer ve vediguherîne guherîneke tevlihev a zelaltir. Formulasyoneke bazirganî ya Tashiro pH 4.4 heta 6.2 destnîşan dike, lê formulasyoneke diyarkirî ya ITW Reagents sor-binefş li pH 4.4 heta kesk li pH 5.8 destnîşan dike. Tu yek ji van navberan navbera derbasbûna şîna metîlenê bi xwe nîne. Rengker madeya paşxaneya optîkî ye, ne hestker e.
Rewşeke sînorî hêjayî hişyariyekê ye. Li dora pH 13, mercên pir alkalîn dikarin bi hîdrolîza venegerbar berhemên ji cureya binefşa metîlenê, ji sor heta pembe, çêkin. Ev pembe têkçûn e, ne xala dawî ya nîşanderê ye. Wê wekî nîşaneyekê ji bo avêtina solûsyonê bigirin, ne ji bo xwendina wê.
Li ku wekî nîşandera redoksê dixebite
Bikaranîna klasîk titrasyona Lane-Eynon a şekirên redukteker e. Solûsyona Fehling a germ û alkalîn bi şekir tê titrekirin, û şîna metîlenê li nêzî xala dawî tê zêdekirin; şîna mayî gava kapasîteya redukteker a şekir ji ya pêwîst ji bo sifir(II) derbas dibe winda dibe. Pêvajoya AOAC Lane-Eynon tevliheviyê di kelandinê de dihêle da ku derketina buharê ji nû ve oksîdekirinê bi hewayê asteng bike, bi gelemperî bi çend dilopên solûsyona rengkerê. Guherîna rengê nîşan dide ku êdî sifira ku dikare bê reduktekirin nemaye; ev daxuyaniyeke redoksê li ser flaskê ye, ne daxuyaniyeke pH-yê ye.
Titrimetriya kevintir heman mantiq li cihên din jî bi kar dianî. Di hin titrasyonên îodimetrîk de ku alkolê nişaste neguncaw dikir, rengkera tenik dikaribû li şûna nişasteyê bê bikaranîn, bi konsantrasyonên karê yên nêzî 0.05 g ji bo her lîtreyê; lê rengkera zêde xetereya çêkirina pêkhateyeke îod-rengker heye, wekî Sinnatt di 1912 de nîşan da. Berhevokên destpirtûkan rengkerê ji bo tîtanometrî û îodometrî jî lîste dikin. Rêbaza asîda askorbîk a Gal a 1936 bi ekstraktên vîtamîna C rengker redukte dikir û rengkera mayî bi trîklorîda tîtanyûmê bi titrasyona paşve dipîva. Ev rêbaz niha ji karê rojane zêdetir dîrokî ye, lê şêweyê nîşan dide: bexşker şînê redukte dike û dike bêreng, û windabûna şînê xala dawî ye.
Rêbazên oksîjena helbûyî heman cotê bi aliyê berevajî dixebitînin. Nêzîkatiyeke weşandî pêşî rengkerê bi glukozê di etanola avî ya alkalîn de redukte dike, paşê dihêle ku oksîjena helbûyî forma leuko ya bêreng hema yekser oksîde bike û vegerîne şîn; xwendin li nêzî 600 nm heta nêzî 13 mîkrogram ji bo her mîlîlîtreyê tê kirin, wekî Okumura û Hashitani şirove kirine. Vê bi titrasyona klasîk a Winkler ji bo oksîjena helbûyî re tevlihev nekin, ku di xala dawî de nişasteyê bi kar tîne; SOP-a NOAA ya Winkler nêzî 1 ji sedî nişaste destnîşan dike. Rêbazên oksîjenê yên bi şîna metîlenê malbateke cuda ne ku tê de arasteya guherîna rengê berevajî ye.
Şûşeya şîn a dersxaneyê heman cot e di pîvaneke biçûk de: glukoz di solûsyona alkalîn de, dema ku solûsyon bê livandin dimîne, rengkera şîn redukte dike û dike forma bêreng; hejandin jî oksîjenê dihelîne, ku wê ji nû ve oksîde dike û dike şîn. Pêvajoya tevahî û kontrolên wê cihê xwe di pêşandana şûşeya şîn de digirin, û cihên bandan û veguhastinên ji ber agregasyonê jî li rûpela spektrum û bandorên konsantrasyonê ne. Ev gotar tenê mekanîzmayê digire, ji ber ku pêvajo û spektrum her yek hewceyî mercên xwe ne.
Tabloya rewşên rengê: rewş, merc, sînor
Ev tablo referansa orîjînal a gotarê ye. Berî ku baweriyê bi her xala dawî bikin, rêzê ji destpêkê heta dawiyê bixwînin.
| Rewş | Xuyang | Merca ku wê çêdike | Çi nîşan dide | Sînor |
|---|---|---|---|---|
| Monomera oksîdekirî, tenik, bêalî | Şîna kûr, lûtke li nêzî 664 nm | Solûsyona têrkirî bi hewayê, bê bexşker | Rewşa amade ya bingehîn | Di konsantrasyona bilind de lûtke bi dîmerbûnê ber bi 610 nm ve diguhêze, ji ber vê yekê tenê piştî tenikkirinê reng binirxînin |
| Forma leuko ya reduktekirî, bêalî | Bêreng | Bexşker heye (glukoz di bazê de, askorbat, dîthionît, NAD(P)H bi katalîzatorê) | Kapasîteya redukteker ji pêdiviya nîşanderê derbas bûye | Hewa wê ji nû ve oksîde dike, lewma xalên dawî dîsa dibin şîn, heya ku hewa neyê dûrxistin an standardkirin |
| Forma leuko, asîdî | Bêreng | Heman bexşker di asîdê de, bi protonkirina zêde ya leuko | Heman tiştê jorê li potansiyela guherî | Meyla potansiyelê li bin pH 4 tûjtir dibe, lewma kalîbrasyona pH 7 li vir nayê sepandin |
| Tevliheviya Tashiro, asîdî | Sor-binefş | pH li bin nêzî 4.4 di tevliheviya sora metîlê û şîna metîlenê de | Asîdîtê, ji sora metîlê | Sora metîlê nîşan dide, ne şîna metîlenê; wekî navbereke pH-yê ya şîna metîlenê ragihînin na |
| Tevliheviya Tashiro, li nêzî pH 5.8 heta 6.2 | Kesk heta gewr-kesk | Heman tevlihevî li nêzî derbasbûna xwe ya jorîn | Heman tiştê jorê | Bi formulasyonê ve girêdayî ye; li şûşeyê binêrin, ne li bîranîna xwe |
| Têkçûyî, pir alkalîn | Pembe heta sor | pH li nêzî 13, germ, mayîna dirêj di bazê de | Hîdrolîza venegerbar ber bi berhemên ji cureya binefş ve | Bi hejandinê venagere; bavêjin û ji nû ve amade bikin |
| Bi ronahiyê rengwinda | Şîna vemirî bi spektruma guherî | Ronahiya dîtbar a xurt, bi taybetî dema bexşker hene | Kîmyaya alî ya bi ronahiyê çalakbûyî, di nav de berhemên demetîlkirî | Solûsyonên standard ji ronahiyê biparêzin, wekî xebata fotoreduksiyona bi ronahiya dîtbar nîşan da |
Rewşên têkçûnê ku xala dawî nezelal dikin
Her ku xala dawî diguhere, hewa gumanbarê yekem e. Forma leuko bi hêsanî ji nû ve oksîde dibe, bi taybetî di pergalên alkalîn de; lewma titrasyonek ku bêreng bûye dikare piştî bê livandin mayînê an zivirandina xurt dîsa bibe şîn. Li cihê ku domdarî girîng e hewayê dûr bixin, hejandinê standard bikin û di demeke sabît de bixwînin.
Ronahî gumanbarê duyem e. Rengker ji aliyê fotokîmyayî ve çalak e, û ronahîdayîn dema bexşker hene dikare bi rêyên ku berhemên demetîlkirî jî digirin rengê wê winda bike. Solûsyonên rengkerê yên analîtîk di tariyê de biparêzin û xalên dawî di bin lambeyên xurt ên maseya laboratûvarê de neceribînin.
Konsantrasyon ya sêyem e. Katyona oksîdekirî li ser hev dicive û dîmer û agregatên bilindtir çêdike, bi bandeke guherî li nêzî 610 heta 615 nm; ji ber vê yekê solûsyoneke konsantre, bê ku nepak be, ji lûtkeya asayî dûr xuya dike. Berî nirxandina spektruman an xalên dawî, wê tenik bikin heta ku bikeve rejîma monomerê.
Du çavkaniyên şaşiyê yên kêmtir eşkere jî hêjayî behskirinê ne, ji ber ku bi taybetî karê bi konsantrasyonên kêm bandor dikin. Rengker li rûberên navbera cam û avê bi asteke pîvanbar tê adsorbekirin, ku solûsyonên standard ên tenik û kînetîkê beralî dike; li cihê ku rastî girîng e, firax an kûvetên polîmerî çareserî ne. Herwiha rengkera bazirganî dikare nepakiyên thiazînê yên têkildar, di nav de Azure B, hilgire; lêkolînên dîrokî yên paqijkirinê wan bi taybetî rakirin. Ji ber vê yekê divê karê analîtîk asta kalîteyê destnîşan bike, ne ku texmîn bike her şûşeya bi etîketa şîna metîlenê ji aliyê kîmyayî ve yek e. Hûrgiliyên spektral ên veguhastina ji ber agregasyonê bi mebest li rûpela spektruman hatine hiştin.
Lîsteyeke kontrolê ya kurt ji bo maseya laboratûvarê
Solûsyonê bi tamponê sabît bikin û pH-yê li kêleka her potansiyelê û her xala dawî binivîsin. Rejîma oksîjenê sabît bikin: ji bo karê bi şêwaza Lane-Eynon kelandin bi qateke buharê ya parastinê, li cihên din jî qateke gaza bêçalak an demên sabît. Ew qas tenik bixebitin ku monomerê bibînin, solûsyonan ji ronahiyê biparêzin, di konsantrasyonên kêm de firaxên polîmerî tercîh bikin û asta kalîteya rengkerê tomar bikin. Heke armanc bi rastî pH be, nîşandereke rastîn a asîd-baz an tevliheviyeke diyarkirî ya Tashiro bi kar bînin û navbera tevliheviyê wekî navbera tevliheviyê ragihînin, qet ne wekî navbereke şîna metîlenê.
Bi vê dîsîplînê têgeh sax dimîne. Şîna metîlenê rewşa oksîdasyonê bi zelaliyeke neasayî nîşan dide, ji ber ku her du rewşên wê mijandina ronahiya dîtbar a pir cuda hene. Rengê wekî xwendineke redoksê binirxînin ku li pH-yeke diyarkirî, di mercên oksîjen û ronahiyê yên diyarkirî de, bi asteke kalîteya rengkerê ya diyarkirî tê girtin; hingê ew cihê xwe di titrasyonê de bi heq digire. Wê wekî lîtmisê bi kar bînin, û ew ê her carê bi heman awayî we şaş bike.