Макала
Метилен көгүнүн туруктуулугу: жарык, pH, эриткичтер жана ажыроо
Дүйшөмбү күнү метилен көгүнүн суюлтулган стандарттык эритмесинин 664 nm толкун узундугундагы оптикалык тыгыздыгы 0.842 болот. Жума күнү ошол эле бөтөлкөдөгү көрсөткүч 0.791 болуп чыгат, бирок концентрацияны эч ким өзгөрткөн эмес. Биринчи суроо — боёк жоголдубу? Экинчи, татаалыраак суроо — «жоголду» деген эмнени билдирет?
Метилен көгүнүн туруктуулугу бир эле касиет эмес. Ал бир эле толкун узундугундагы оптикалык тыгыздыкты азайткан бир нече процессти камтыйт. Кайтымдуу калыбына келүү, агрегациядагы жылыштар жана кайтымсыз ажыроо бир толкун узундугунда өлчөгөндө окшош көрүнөт. Экспериментти туура чечмелөө үчүн бул баракта алар өз-өзүнчө каралат.
Бул жерде курамдын жана эксперименттин туруктуулугу каралат. Бөтөлкөнү сактоо, ачылган бөтөлкө менен иштөө жана жарактуулук мөөнөтү боюнча суроолор үчүн керектөөчүлөргө арналган сактоо мөөнөтү боюнча көрсөтмөнү караңыз. Бул жерде жарактуулук мөөнөтү белгиленбейт, анткени эритменин жарактуу болуу мөөнөтү белгилүү бир концентрация, идиш жана сактоо шарттары үчүн ырасталышы керек.
Адегенде сүрөттөлүп жаткан объектти аныктаңыз
Кургак метилен көгү менен эриген метилен көгү өзүн ар башкача алып жүрөт. PubChem базасындагы метилен көгү тууралуу жазууда анын хлорид тузу сүрөттөлөт: суусуз түрүнүн формулалык массасы болжол менен 319.9 g/mol, кристаллдары кочкул жашыл, ал эми суудагы жана спирттеги эритмелери кочкул көк. Топтолгон тарыхый булактарда тригидрат абада туруктуу деп сүрөттөлөт, ал эми учурдагы коопсуздук баракчаларында аны бекем жабылган идиште, кургак, салкын, желдетилген жана жарыктан корголгон жерде сактоо талап кылынат.
Демек, кадимки лабораториялык сактоо шарттарында катуу зат салыштырмалуу туруктуу. Бул эритмелерге тиешелүү эмес. USP монографиясынын учурдагы алдын ала көрүү текстинде метилен көгүн камтыган эритмелерди талдоонун алдында жаңы даярдоо, таңгакты жакшы жабуу, жарыктан коргоо жана 30 C төмөн температурада сактоо керектиги айтылат. Бул — этият аналитикалык практика, ар бир эритменин өңү бир нече күндө өчөт деген далил эмес. Башкача айтканда, метилен көгүнүн эритмесинин туруктуулугун болжолдобостон, далилдөө керек. Бул баалоодо колдонулган сандык аныктоонун негизин USP метилен көгү монографиясынын алдын ала көрүү тексти белгилейт.
Жарык: алдын алууга боло турган негизги жоготуу
Метилен көгү кадимки жарык чыгарган спектр аймактарында нурду жутат. Мономер 658ден 665 nmге чейинки аймакта күчтүү жутат; димердин жутулуу ийри сызыгында 605тен 610 nmге жакын ийинче, ал эми ультракызгылт көк тилкелери 292 nmге жакын жана андан төмөн жайгашат. Ошондуктан лабораториялык үстөлдөгү кызыл жарык боёктун жутулуу аймагына түз дал келет. Флуоресценттик жарык, ак LED жана UV-A да эксперименттик шарттарда суюлтулган эритмелердин өңүн өчүрүшү мүмкүн. Жарыктын толук коопсуз бир түсү жок; анын таасирин азайтуу гана мүмкүн.
Фотохимия триплеттик абалдан башталат. Жутулган жарык боёкту дүүлүккөн абалга өткөрөт, ал эми пайда болгон триплет эриген кычкылтекке энергия же электрондорду бере алат. Суюлтулган мономер синглеттик кычкылтекти натыйжалуу пайда кылуучу сенсибилизатор болуп саналат; сууда анын кванттык чыгышы 0.5ке жакын экени билдирилген. Бул система боюнча негизги булактардын бири — метилен көгүнүн триплеттик абалын жана синглеттик кычкылтекти изилдөө.
Өңү өчкөн ар бир бөтөлкө үчүн синглеттик кычкылтекти жалгыз себеп деп атоого болбойт. Нурлантылган эритмелерде калыбына келген лейко-түрлөр да, деметилденген боёктор да болот, ал эми метилен көгүн көрүнүүчү жарык менен нурлантуу боюнча изилдөөнүн авторлору реакция жолдорунун тармакталуу механизмин атайын ачык калтырышат. Кайтымдуу фотокалыбына келүү, кычкылдануу аркылуу N-деметилденүү, кычкылтектин реактивдүү түрлөрү катышкан экинчи даражадагы химия жана кийинки фрагменттелүү катар жүрүшү мүмкүн.
Материалдар боюнча бир изилдөөдө 20 C температурадагы 10 mg/L суудагы боёк эритмесинин оптикалык тыгыздыгы лабораториялык көрүнүүчү жарыкта 120 мүнөттөн кийин болжол менен 37 пайызга, ал эми күн нурунда 53 пайызга азайган. Ошол эле учурда караңгыдагы көзөмөл үлгүсүндө 80 C температурада да аныктала турган жоготуу болгон эмес. Бул сандар суудагы метилен көгүнө температуранын жана жарыктандыруунун таасирин изилдөөдөн алынган жана ошол жабдууга гана тиешелүү. Алар башка бөтөлкө үчүн жарым ажыроо мезгилин эмес, жарыктын таасири басымдуу экенин көрсөтөт.
Кычкылтек эки ролду аткарат, ошондуктан «абанын таасири» деген түшүнүк бир маанилүү эмес. Кычкылтек дүүлүккөн боёктон кычкылтектин реактивдүү түрлөрүнүн пайда болушуна шарт түзөт, бирок түссүз лейкометилен көгүн кайра көк түрүнө чейин кычкылдантат. Демек, аба бир эритменин өңүн өчүрүп, башкасынын түсүн калыбына келтириши мүмкүн. Лейко-түрдүн пайда болушу менен бузулуунун айырмасы метилен көгүнүн жана лейкометилен көгүнүн кычкылдануу-калыбына келүү химиясында кеңири каралат.
Агрегация ар бир молекуланын жарыкка сезгичтигин өзгөртөт. Бетме-бет жайгашкан H-димерлер тез релаксацияланып, мономерге караганда кыйла аз триплеттик абал жана синглеттик кычкылтек пайда кылат. Бул метилен көгүнүн димерлеринин фотофизикасын изилдөөдө өлчөнгөн.
pH: орто диапазондо туруктуу, четки маанилерде химиялык өзгөрүү
Кычкылдан нейтралдуу чөйрөгө чейинки диапазондо кычкылданган көк катион жогорку pH шарттарына караганда өзүнөн-өзү жүрүүчү щелочтук реакцияларга жакшыраак туруштук берет. PubChem базасында топтолгон айлана-чөйрөдөгү өзгөрүүлөр тууралуу серепте pH 5тен 9га чейинки аймакта гидролиздин таасири чоң болбойт деп болжолдонгон, бирок бул фармацевтикалык валидация эмес, экологиялык баалоо.
Классикалык изилдөөдө 25 Cге жакын температурадагы суюлтулган боёк болжол менен pH 9.5тен төмөн шартта дээрлик туруктуу болгон; деалкилденүү pH 9.5тен 9.8ге жакын аймакта байкалып, pH 12де бир нече күндүн ичинде тез өзгөрүү жүргөн. Бул жыйынтык щелочтук эритмедеги метилен көгүнүн туруктуулугу боюнча алгачкы изилдөөдө келтирилген жана аны спецификация эмес, механизмди түшүндүрүүчү далил катары кароо керек.
Күчтүү щелочь химиялык процесстердин багытын да өзгөртө алат. 0.1 M суудагы щелочто бөлүп алынган негизги продукт щелочтук гидролиздин продуктусу болгон Бернтсендин метилен кызгылт көгү экени фенотиазин боёкторунун щелочтук ажыроосун изилдөөдө аныкталган. Бул pH индикаторунун түсүнүн өзгөрүшү эмес, ажыроо.
Калыбына келүүдө дээрлик түссүз лейкометилен көгү пайда болот; ал аба менен оңой кайра кычкылданат, жогорку pHда тезирээк, кычкыл чөйрөдө жайыраак. Кычкылтекке көз карандылык метилен көгүнүн фотокалыбына келишин жана кайра кычкылдануусун изилдөөдө мүнөздөлгөн. Ошондуктан көк түстүн жоголушу кычкылданган түрдүн үлүшү азайганын гана далилдейт; анын себеби калыбына келүүбү, агрегациябы же бузулуубу — муну аныктабайт.
Эриткичтер жана агрегация: жоготуу болбосо да спектр жылышы мүмкүн
Хлорид тузу сууда оңой эрийт. PubChem базасында 25 C температурада суудагы эригичтик болжол менен 43.6 g/L деп, ошондой эле этанолдо жана хлороформдо эригичтиги сапаттык түрдө берилген. Ал эми фармакопеялык тексттерде белгилүү материалдар үчүн «бир аз эрийт» же «начар эрийт» сыяктуу терминдер колдонулат. Маанилердин айырмасынын бир бөлүгү гидраттын түрү, тазалык, иондук күч жана терминология менен түшүндүрүлөт. Сандык маанинин артында турган материалдык негизди кантип көрсөтүү керектиги метилен көгүнүн эригичтиги жана эритме даярдоо боюнча көрсөтмөдө каралат.
Эриткичти тандоо эригичтикти гана эмес, химиялык түрлөрдүн бөлүштүрүлүшүн да өзгөртөт. Суу менен метанол аралашмаларында спектроскопия суудагы мономерди, димерди жана тримерди метанолдогу мономер менен катар айырмалайт. Бул аралаш эриткичтердеги метилен көгүнүн агрегациясын изилдөөдө көрсөтүлгөн. Спирт агрегацияны жок кылбайт: эриткичке көз каранды агрегацияны изилдөөгө ылайык, димерлер жана жогорку агрегаттар метанолдо, этанолдо, пропанолдо жана бутанолдо сакталып калат.
Практикалык иштерде эриткич, иондук күч, температура жана концентрация боёкту бузбастан эле чокунун ордун жана жутуу коэффициентин өзгөртө алат. Үлгү менен стандартты бирдей эриткич системасында кармап, сызыктуулукту текшериңиз. Оптикалык тыгыздыктын концентрацияга жараша өзгөрүшүнүн шарттары Бугер–Ламберт–Бер мыйзамынын IUPAC аныктамасында берилген.
Кайтымдуу өң өчүү жана кайтымсыз ажыроо
N-деметилденүү уланган сайын Azure B, андан кийин азыраак метилденген Azure түрлөрү жана тионин пайда болот. Бөтөлкөдөгү эритмени аба менен каныктыруу бул баскычты артка кайтарбайт, ал эми реакция жолдорунун так тармакталуусу өзгөрүп турат. Ошондуктан аны бир гана катуу белгиленген чынжыр катары көрсөтүүгө болбойт. Бул тармак метилен көгүнүн деметилденүү продуктуларын изилдөөдө көрсөтүлгөн.
Лейкометилен көгү болсо башка тарапта турат. Ал — эки электрон менен калыбына келген, дээрлик түссүз түр; кычкылтек же башка кычкылданткыч көк боёкту кайра пайда кыла алат. Фармакопеялык көзөмөл кайтымсыз өзгөрүүлөрдү эске алат: учурдагы USP монографиясында Azure B белгиленген кошулма катары көзөмөлдөнөт. Бул деметилденүүнүн кошулмалар пайда боло турган, көзөмөлдөөгө тийиш болгон жол экенине шайкеш келет.
Андан кийинки кычкылдануу шакеги ачылган жана фрагменттелген продуктуларды берет. Бул — бузулуу. Лаборатория ар бир фрагментти аныктоого милдеттүү эмес. Бирок оптикалык тыгыздыктын ар бир төмөндөшүн бир эле ат менен атабашы керек.
Шарттар боюнча туруктуулук далилдеринин таблицасы
Бул — барактын негизги маалымдама таблицасы. Ар бир сапта шарт, далилдер эң жакшы ырастаган жүрүм-турум жана туура эмес тыянактан сактаган көзөмөл көрсөтүлөт.
| Шарт | Байкалган жүрүм-турум | Кайтымдуу же туруктуу | Лабораториялык көзөмөл |
|---|---|---|---|
| Кургак порошок, жабык, караңгыда, салкында | Салыштырмалуу туруктуу; жарыкка сезгич катуу зат катары каралат | Экөө тең эмес; баштапкы материал сакталат | Бекем жабылган, кургак, жарыктан корголгон абалда, 30 C төмөн температурада сактоо |
| Бөлмө жарыгындагы суюлтулган суу эритмеси | Метилен көгүнүн акырындап фотоажыроосу жана мүмкүн болгон фотокалыбына келүүсү; 664 nmдеги көрсөткүч төмөндөйт | Аралаш; лейко-бөлүгү калыбына келет, деметилденген бөлүгү келбейт | Янтарь түстүү же күрөң айнек, караңгыда сактоо, жарык тийүү убактысын азайтуу |
| Ошол эле эритме караңгыда сакталганда | Өзгөрүү кыйла жайыраак; жарыяланган караңгы көзөмөлдөрдө жылуу шартта да бир нече саат ичинде жоготуу аз | pH жана кычкылтек көзөмөлдөнсө, негизинен сакталат | Жарык тийген ар бир катар менен бирге караңгыдагы көзөмөл үлгүсүн колдонуу |
| Эриген кычкылтек бар | Дүүлүккөн боёктон кычкылтектин реактивдүү түрлөрүнүн химиясына шарт түзөт; лейко-боёкту кайра көк түрүнө да өткөрөт | Кайсы жол басымдуу экенине жараша экөө тең | Аба менен каныктыруу шартын көрсөтүү; абанын таасирин жалаң гана бузулуу менен теңебөө |
| Кычкылдан нейтралдуу чөйрөгө чейинки pH | Кычкылданган катион щелочтук таасирге салыштырмалуу туруктуу | Башка коргоочу шарттар сакталса, өзгөрбөй сакталат | Үлгү менен стандарттын pH, буферин жана иондук күчүн бирдей кылуу |
| Щелочтук pH, болжол менен 9.5 жана андан жогору | Аныктала турган деалкилденүү, pH жогорулаган сайын тездейт; күчтүү щелочто гидролиз продуктулары пайда болот | Туруктуу химиялык өзгөрүү | Стандарттарды щелочтук шартта сактабоо; ар бир щелочтук ыкманы өзүнчө валидациялоо |
| Суу менен спиртти же аралаш эриткичти салыштыруу | Чокунун орду, жутуу коэффициенти жана мономердин агрегатка катышы өзгөрөт | Спектрдин кайра бөлүштүрүлүшү, жоготуунун далили эмес | Үлгүлөр жана калибрлөө үчүн бирдей эриткич системасы; толук спектрди текшерүү |
| Концентрацияланган жана суюлтулган эритмелерди салыштыруу | Димерлер жана жогорку агрегаттар көбүрөөк; ар бир молекулага туура келген фотосенсибилизация төмөн | Химиялык реакция жүрбөсө, суюлтууда кайтымдуу болгон түрлөрдүн бөлүштүрүлүшүнүн өзгөрүшү | Иш диапазонунда Бугер–Ламберт–Бер мыйзамынын сызыктуулугун текшерүү |
| Жылуу эритме: караңгы жана жарыктанган шарттарды салыштыруу | Жарыяланган көзөмөлдөрдө жылуулук өзү аз өзгөрүү жаратат; жылуулук менен жарык чогуу жоготууну тездетет | Сыналган шарттарда негизинен жарыкка байланыштуу | Кинетикалык жана калибрлөө иштеринде температураны көзөмөлдөө |
| 664 nm бир толкун узундугундагы төмөндөө | Өң өчүүгө, калыбына келүүгө, агрегацияга, адсорбцияга же деметилденген хромофорлорго шайкеш келиши мүмкүн | Бир толкун узундугу боюнча аныктоо мүмкүн эмес | Толук спектрди сканерлөө жана караңгыдагы, жарыктагы көзөмөлдөрдү колдонуу |
Сандык иштер үчүн көзөмөлдөр
Аналитикалык стандарттарды жаңы даярдап, жарык тийүү убактысын кыска кармаңыз. Стандарттар менен үлгүлөрдүн температурасын, pH, эриткичин, иондук күчүн жана концентрация диапазонун бирдей кылыңыз. Ажыроону изилдөөдө караңгыдагы көзөмөл үлгүсүн, ал эми фотохимиялык эксперименттерде жарык тийген, катализатору жок көзөмөл үлгүсүн кошуңуз. Спектр маанилүү болгондо, бир толкун узундугунун ордуна толук көрүнүүчү спектрди каттаңыз, анткени деметилденген боёктор менен агрегаттар жакын аймактарда жутат, бирок алардын жутулуусу бирдей эмес. Бул кеңештин негизиндеги концентрацияга көз каранды спектрлер концентрацияны жана агрегацияны спектроскопиялык изилдөөдө документтештирилген.
Бул барактагы эч бир жыйынтыкты сактоо мөөнөтүнө айлантпаңыз. Ырасталган жарактуу болуу мөөнөтү белгиленген курамга, идишке, концентрацияга, идиштеги суюктуктун үстүндөгү бош мейкиндикке, микробдук көзөмөлгө жана сактоо шарттарына тиешелүү болот. Мындай валидация керектөөчүлөргө арналган сактоо мөөнөтү боюнча көрсөтмөнүн алкагында каралат; бул барак аны колдойт, бирок алмаштырбайт.