Metileno mėlynojo chemija: struktūra, formulė, savybės ir pavadinimai

Metileno mėlynasis paprastai reiškia metiltioninio chloridą – druską, kurią sudaro teigiamą krūvį turintis organinis dažiklis ir chlorido priešjonis. Bevandenės druskos formulė yra C₁₆H₁₈ClN₃S, o formulės molinė masė – maždaug 319.85 g/mol. Kristalizacinis vanduo pakeičia pasvertos medžiagos masę, tačiau nekeičia jos dažiklio katijono tapatybės.

Šis skirtumas paaiškina kelis tariamus prieštaravimus cheminių medžiagų kataloguose. Įraše gali būti teisingai nurodytas nulinis bendras druskos krūvis, nors dažiklis apibūdinamas kaip katijoninis. Kitame kataloge gali būti nurodyta 373.90 g/mol, nes jame aprašyta medžiaga yra trihidratas. Prieš naudodami savybės vertę, išsiaiškinkite, ką tas skaičius apibūdina.

Pavadinimai nurodo skirtingus medžiagos apibūdinimo lygmenis

ChEBI metileno mėlynojo įraše aprašyta chlorido druska, nurodytas CAS 61-73-4 ir pateikti pavadinimai metiltioninio chloridas, Basic Blue 9 ir C.I. 52015. Sisteminis jos pavadinimas yra 3,7-bis(dimetilamino)fenotiazin-5-inio chloridas.

Pavadinimas metiltioninis be žodžio „chloridas“ nurodo organinį katijoną. Hidrato žymuo suteikia dar vieną skirtį: metileno mėlynojo chloridas, kurio kietojoje medžiagoje yra nurodytas vandens kiekis. Pirkimo specifikacijoje kartu užrašykite visą cheminį pavadinimą, formulę, hidrato formą ir tiekėjo identifikatorių. Nesiremkite vien spalvą nusakančiu žodžiu. Metilo mėlynojo ir panašiai pavadintų dažiklių palyginimas paaiškina, kodėl panašūs pavadinimai gali reikšti skirtingas chemines medžiagas.

Kaip skaityti molekulines struktūras

Struktūra A: metiltioninio katijonas

Žymėjimai: mėlyni N simboliai žymi tris azoto atomus; geltonas S žymi sierą; prie kiekvieno iš dviejų išorinių azoto atomų prijungtos dvi metilo grupės. Šių grupių nepažymėti linijų galai reiškia anglies atomus su numanomais vandenilio atomais. Trys kondensuoti žiedai sudaro centrinį konjuguotą karkasą. Šiame šaltinio brėžinyje pateiktas vienas formaliojo krūvio vaizdavimo variantas.

ChEBI katijono struktūros formulė yra C₁₆H₁₈N₃S⁺, bendras krūvis +1, o vidutinė masė 284.408. Dimetilamino pakaitai yra 3 ir 7 padėtyse. Brėžinyje prie vieno atomo pateiktas formalusis teigiamo krūvio ženklas yra tos vaizdavimo formos apskaitos žymuo; jo nereikėtų laikyti viso elektronų pasiskirstymo žemėlapiu.

Struktūra B: chlorido druska

Žymėjimai: žalias Cl⁻ yra chlorido priešjonis. Jis sąmoningai neprijungtas prie organinės struktūros. Vienas +1 katijonas ir vienas −1 anijonas sudaro neutralų formulės vienetą. Abu struktūriniai brėžiniai paimti iš ChEBI ir konvertuoti į WebP nekeičiant ryšių ar atomų žymėjimų.

PubChem įraše, kurio CID yra 6099, vartojamas alternatyvus sisteminis pavadinimas, o dvigubi ryšiai ir formalusis krūvis pavaizduoti kitose vietose. Šiuose vaizdavimo variantuose išlaikomos tos pačios atomų jungtys. Jie neįrodo, kad medžiaga yra kitas hidratas ar kad joje yra papildomas ingredientas.

Savybių lentelė su šaltiniais

Toliau pateiktos formulės molinės masės remiasi USP metileno mėlynojo monografijos peržiūra. Fizikinių matavimų vertės yra pavyzdžiai iš konkretaus komercinio trihidrato įrašo; išsaugotos jame pateiktos matavimo sąlygos.

Gamintojo produkto įrašas pagrindžia konkrečiam produktui skirtas eilutes. Šie įrašai yra naudingi atskaitos taškai, o ne visų miltelių ar galutinių skystų produktų specifikacijos. Nedideli formulės molinių masių skirtumai duomenų bazėse taip pat gali atsirasti dėl taikomų atominių masių verčių ir apvalinimo; tai kita priežastis nei gerokai didesnis hidratų skirtumas.

Kodėl hidratacija keičia skaičiavimą

Vienas milimolis idealaus bevandenio chlorido sveria 319.85 mg; vienas milimolis idealaus trihidrato sveria 373.90 mg. Abiejuose yra vienas milimolis dažiklio katijonų. Pagal lentelės duomenis, esant tam pačiam dažiklio kiekiui, trihidrato masė yra maždaug 16.9% didesnė.

Taigi 1.000 g/L gryno bevandenio chlorido atitinka maždaug 3.13 mmol/L, o 1.000 g/L gryno trihidrato – maždaug 2.67 mmol/L. Tai formulėmis pagrįsti pavyzdžiai, dar nepakoreguoti pagal faktinį kiekybinio nustatymo rezultatą ar išmatuotą vandens kiekį. Naudokite metileno mėlynojo molinės koncentracijos skaičiuoklę, kad pasirinkta cheminė forma būtų aiškiai nurodyta.

USP apibrėžtyje kiekybinio nustatymo rezultatas išreiškiamas sausosios medžiagos pagrindu. Todėl sausosios medžiagos pagrindu nurodytą procentinę vertę ir gautų, papildomai neapdorotų miltelių masę reikia vertinti kartu. Kristalizacinis vanduo savaime nėra užterštumo įrodymas. Išsamiame trihidrato ir bevandenės formos palyginime paaiškinta, kaip skaityti šias etiketes.

Krūvis neįrodo, kad sistema yra koloidinė

„Metileno mėlynojo solio krūvis“ sujungia du atskirus klausimus. Dažiklio jonas turi +1 krūvį. Norint nustatyti, ar paruošta sistema yra solis, reikia informacijos apie dispersinę sistemą.

IUPAC solio apibrėžtis apibūdina takią koloidinę sistemą. Ji nereiškia, kad kiekvienas krūvį turinčio dažiklio tirpalas yra koloidas. Neutrali druskos formulė taip pat nereiškia, kad jos ištirpę jonai atskirai yra neutralūs. Teiginiui apie dalelių krūvį ar dzeta potencialą pagrįsti reikia žinoti konkrečios sistemos paruošimo ir matavimo sąlygas, o ne vien molekulinę formulę.

pH, pKa ir poliškumas atsako į skirtingus klausimus

IUPAC apibrėžia pH pagal vandenilio jonų aktyvumą tirpale. Todėl sausi metileno mėlynojo milteliai neturi savarankiškos vandeninės terpės pH vertės. Naudingame pH įraše nurodomas tirpiklis, koncentracija, temperatūra ir sudėtis. Pridėjus buferio, tirpalo pH gali pasikeisti, nors dažiklio etiketėje nurodyta cheminė tapatybė nesikeičia.

O rūgšties disociacijos konstanta apibūdina konkrečią pusiausvyrą, ir pKa yra jos neigiamas dešimtainis logaritmas. Kad „metileno mėlynojo pKa“ būtų galima naudoti, būtina nurodyti protonuotą ir deprotonuotą chemines formas bei terpę. Vien skaičius neatskleidžia, ar jis taikomas oksiduotam dažikliui, ar kitai cheminei formai. Protonų pernaša ir elektronų pernaša yra skirtingi procesai; apie pastarąją skaitykite straipsnyje apie metileno mėlynojo ir leukometileno mėlynojo oksidacijos ir redukcijos chemiją.

Klausimui „Polinis ar nepolinis?“ taip pat reikia apibrėžto tikslo. Metileno mėlynojo chloridas yra joninis, o jo organinis katijonas turi išplėstą anglies karkasą. Toks aprašymas naudingesnis nei vieno poliškumo įverčio priskyrimas visai medžiagai. Kaip paaiškinta IUPAC tirpiklio poliškumo aptarime, solvatacija priklauso nuo įvairių sąveikų. Ruošdami tirpalus, remkitės išmatuotu tirpumu numatytame tirpiklyje ir sąlygomis, nurodytomis tirpumo ir tirpalų ruošimo vadove.

Kurį tankį naudoti perskaičiuojant?

Nors 1 g/cm³ lygu 1 g/mL, vienetų pakeitimas nekeičia to, kas buvo išmatuota. Kietosios medžiagos tankis netinka praskiesto tirpalo mililitrams perskaičiuoti į to tirpalo gramus. Piltinis miltelių tankis atsako į dar kitą klausimą, nes tarp susipakavusių dalelių lieka oro.

Norėdami masės ir tūrio santykį perskaičiuoti į masės ir masės santykį, sužinokite galutinio tirpalo tankį nurodytoje temperatūroje. Sveriant ir skaičiuojant molinę koncentraciją, patvirtinkite medžiagos formulę ir kiekybinio nustatymo rezultatų išraiškos pagrindą. Savybės suderinimas su matuojamu objektu padeda išvengti klaidų, kurių neištaisys papildomi skaitmenys po kablelio.