Нийтлэл
Метилений хөхийн хими: бүтэц, томьёо, шинж чанар ба нэршил
Метилений хөх гэж ихэвчлэн метилтиониний хлорид буюу эерэг цэнэгтэй органик будагч бодис болон түүний эсрэг ион болох хлоридыг агуулсан давсыг хэлдэг. Усгүй давсны томьёо нь C₁₆H₁₈ClN₃S, томьёоны масс нь ойролцоогоор 319.85 g/mol. Талстын ус нь будагч бодисын катионы мөн чанарыг өөрчлөхгүйгээр жинлэж авсан материалын массыг өөрчилдөг.
Энэ ялгаа нь химийн каталогуудад харагдах зарим зөрчлийг тайлбарладаг. Нэг бүртгэлд давсны нийт цэнэгийг тэг гэж зөв тэмдэглэсэн атлаа будагч бодисыг катионт гэж тодорхойлж болно. Өөр нэг каталогт материал нь тригидрат учраас 373.90 g/mol гэж бичсэн байж болно. Ямар нэг шинж чанарын утгыг ашиглахаасаа өмнө тухайн тоо юуг илэрхийлж байгааг тогтоогоорой.
Нэршил нь материалын өөр өөр түвшнийг тодорхойлдог
ChEBI дахь метилений хөхийн бүртгэл нь хлоридын давсыг тодорхойлж, CAS 61-73-4 дугаарыг заасан бөгөөд метилтиониний хлорид, Basic Blue 9, C.I. 52015 гэсэн нэршлүүдийг багтаасан байдаг. Түүний системчилсэн нэр нь 3,7-бис(диметиламино)фенотиазин-5-ий хлорид юм.
“Хлорид” гэдэг үггүй метилтиониний гэсэн нэр нь органик катионыг илэрхийлнэ. Гидратын тэмдэглэгээ нь өөр нэг ялгааг нэмж өгдөг: хатуу төлөв дэх метилений хөхийн хлорид нь заасан хэмжээний устай холбогдсон байна. Худалдан авалтын шаардлагад химийн бүтэн нэр, томьёо, гидратын хэлбэр, нийлүүлэгчийн таних кодыг хамтад нь тэмдэглээрэй. Зөвхөн өнгө заасан үгэнд найдаж болохгүй. Метил хөх болон төстэй нэртэй будагч бодисуудын харьцуулалт нь ойролцоо нэрс яагаад өөр өөр химийн бодисыг илэрхийлж болохыг тайлбарладаг.
Молекулын бүтцийг унших нь
Бүтэц A: метилтиониний катион
Тэмдэглэгээ: цэнхэр N тэмдгүүд нь гурван азотын атомыг, шар S нь хүхрийг заана; захын хоёр азотын атом тус бүр хоёр метил бүлэгтэй. Эдгээр бүлгийн шугамын тэмдэглэгээгүй төгсгөлүүд нь устөрөгчийг нь ил бичээгүй нүүрстөрөгчийн атомуудыг илэрхийлдэг. Хоорондоо залгагдсан гурван цагираг нь төвийн коньюгацлагдсан араг бүтцийг бүрдүүлнэ. Эх сурвалжийн энэ зурагт формал цэнэгийг дүрслэх нэг хувилбарыг үзүүлсэн.
ChEBI дахь катионы бүтэц нь C₁₆H₁₈N₃S⁺ томьёотой, нийт цэнэг нь +1, дундаж масс нь 284.408. 3 ба 7 байрлалд диметиламино орлуулагч бүлгүүд байрлана. Зурагт нэг атом дээр тавьсан формал эерэг тэмдэг нь тухайн дүрслэлийн цэнэгийн тооцоог илэрхийлдэг; үүнийг электроны нийт тархалтын зураглал гэж ойлгож болохгүй.
Бүтэц B: хлоридын давс
Тэмдэглэгээ: ногоон Cl⁻ нь эсрэг ион болох хлорид юм. Үүнийг органик бүтцээс зориуд салгаж дүрсэлсэн. Нэг +1 катион, нэг −1 анион нийлж цахилгаан саармаг томьёоны нэгж үүсгэнэ. Бүтцийн хоёр зургийг хоёуланг нь ChEBI-ээс авч, холбоо болон атомын тэмдэглэгээг нь өөрчлөлгүйгээр WebP болгон хөрвүүлсэн.
CID 6099-ийн PubChem бүртгэл нь өөр системчилсэн нэр хэрэглэж, давхар холбоо болон формал цэнэгийг өөр байрлалд дүрсэлсэн байдаг. Эдгээр дүрслэлд атомуудын холболт ижил хэвээр байна. Тэдгээр нь өөр гидрат эсвэл нэмэлт орц байгааг нотлохгүй.
Эх сурвалжтай шинж чанарын хүснэгт
Доорх томьёоны массуудыг USP-ийн метилений хөхийн монографийн урьдчилсан харагдац-д үндэслэн өгсөн. Физик хэмжилтүүд нь тодорхой худалдааны тригидратын бүртгэлээс авсан жишээнүүд бөгөөд дурдсан хэмжилтийн нөхцөлийг нь хэвээр хадгалсан.
| Шинж чанар | Утга эсвэл тайлбар | Үндэслэл ба тайлбар |
|---|---|---|
| Будагч бодисын катион | C₁₆H₁₈N₃S⁺; +1; ойролцоогоор 284.41 g/mol | Зөвхөн катион, хлорид ба усыг оруулаагүй; ChEBI 43830 |
| Усгүй хлорид | C₁₆H₁₈ClN₃S; 319.85 g/mol | Саармаг давсны томьёоны нэгж; USP |
| Моногидрат | C₁₆H₁₈ClN₃S·H₂O; 337.90 g/mol | Давсны томьёоны нэгж тутамд нэг усны молекул; USP |
| Тригидрат | C₁₆H₁₈ClN₃S·3H₂O; 373.90 g/mol | Давсны томьёоны нэгж тутамд гурван усны молекул; USP |
| Пентагидрат | C₁₆H₁₈ClN₃S·5H₂O; 409.93 g/mol | Давсны томьёоны нэгж тутамд таван усны молекул; USP |
| Физик төлөв | Хатуу | Тригидрат гэж шошголсон Merck/Sigma-ийн 1.04122 бүтээгдэхүүн |
| Мэдээлсэн хатуу бодисын нягт | 22 °C-д 1.757 g/cm³ | 1.04122 бүтээгдэхүүн; бэлтгэсэн уусмалын нягт биш |
| Мэдээлсэн нунтаг овоолгын нягт | 400–600 kg/m³ | Ижил бүтээгдэхүүн; нунтаг хэсгүүдийн хоорондох зайг багтаана |
| Мэдээлсэн pH | 20 °C-д 3, усанд 10 g/L | Ижил бүтээгдэхүүн, заасан уусмалын нөхцөл |
| Бүртгэлд заасан уусах чанар | 50 g/L | Ижил бүтээгдэхүүн; харуулсан мэдээлэлд температурыг заагаагүй |
| Дулааны үзүүлэлт | 190 °C, задрал | Ижил бүтээгдэхүүн; нэмэлт тайлбаргүйгээр тэнцвэрийн хайлах цэг гэж үзэж болохгүй |
| pKa | Хүчил/суурийн хос болон орчныг тодорхой заах шаардлагатай | Савласан бүтээгдэхүүн эсвэл уусмалын pH-тэй адилтгаж болохгүй |
Үйлдвэрлэгчийн бүтээгдэхүүний бүртгэл нь тухайн бүтээгдэхүүнд хамаарах мөрүүдийн эх сурвалж юм. Эдгээр утга нь хэрэгтэй лавлах мэдээлэл болохоос бүх нунтаг эсвэл бэлэн шингэний шаардлагыг тодорхойлох үзүүлэлт биш. Мэдээллийн сангуудын томьёоны масс хоорондын багахан зөрүү нь атомын жинг тооцох арга болон тоймлолтоос ч үүдэж болно; энэ нь гидратын хэлбэрээс шалтгаалах хавьгүй том зөрүүнээс өөр асуудал юм.
Гидратын хэлбэр яагаад тооцоог өөрчилдөг вэ?
Идеал усгүй хлоридын нэг миллимоль нь 319.85 mg, идеал тригидратын нэг миллимоль нь 373.90 mg жинтэй. Аль аль нь будагч бодисын нэг миллимоль катион агуулна. Хүснэгтээс тооцоход, будагч бодисын ижил хэмжээнд тригидратын масс ойролцоогоор 16.9% их байна.
Иймээс цэвэр усгүй хлоридын 1.000 g/L нь ойролцоогоор 3.13 mmol/L-тэй, харин цэвэр тригидратын 1.000 g/L нь ойролцоогоор 2.67 mmol/L-тэй дүйцнэ. Эдгээр нь бодит агууламжийн шинжилгээ эсвэл хэмжсэн усны агууламжаар засвар хийхээс өмнөх, томьёонд үндэслэсэн жишээнүүд юм. Сонгосон химийн хэлбэрийг тодорхой байлгахын тулд метилений хөхийн молийн концентраци тооцоолуур-ыг ашиглаарай.
USP-ийн тодорхойлолтод агууламжийг хатаасан төлөвт тооцож илэрхийлдэг. Тиймээс хатаасан төлөвт тооцсон хувь болон хүлээн авсан хэвээрх нунтаг массын утгыг хамтад нь тайлбарлах шаардлагатай. Талстын ус байгаа нь өөрөө бохирдлын нотолгоо биш. Тригидрат ба усгүй хэлбэрийн дэлгэрэнгүй харьцуулалт нь эдгээр шошгыг хэрхэн уншихыг тайлбарладаг.
Цэнэгтэй байх нь коллоид болохыг нотлохгүй
“Метилений хөхийн золийн цэнэг” гэдэг хэллэг хоёр тусдаа асуултыг хольж байна. Будагч бодисын ион +1 цэнэгтэй. Харин бэлтгэсэн систем зол мөн эсэхийг тогтооход дисперс системийн тухай мэдээлэл хэрэгтэй.
IUPAC-ийн золийн тодорхойлолт нь урсамтгай коллоид системд хамаардаг. Энэ нь цэнэгтэй будагч бодисын уусмал бүрийг коллоид болгохгүй. Мөн давсны томьёо саармаг байгаа нь түүний ууссан ионууд тус бүрдээ саармаг гэсэн үг биш. Хэсгийн цэнэг эсвэл зета потенциалын тухай дүгнэлт хийхэд зөвхөн молекулын томьёо бус, бодитоор бэлтгэсэн систем болон хэмжилтийн нөхцөл хэрэгтэй.
pH, pKa ба туйлшрал нь өөр өөр асуултад хариулдаг
IUPAC нь pH-ийг уусмал дахь устөрөгчийн ионы идэвхээр тодорхойлдог. Тиймээс метилений хөхийн хуурай нунтаг өөрөө усан орчны pH утгатай байдаггүй. Хэрэглэж болох pH мэдээлэлд уусгагч, концентраци, температур, найрлагыг заасан байдаг. Буфер нэмэхэд будагч бодисын шошгон дээрх нэршил өөрчлөгдөхгүй ч уусмалын pH өөрчлөгдөж болно.
Харин хүчлийн диссоциацийн тогтмол нь тодорхой нэг тэнцвэрийг илэрхийлдэг бөгөөд pKa нь түүний 10 суурьтай логарифмыг сөрөг тэмдэгтэй авсан утга юм. Ашиглах боломжтой “метилений хөхийн pKa” утгад протонжсон болон протоноо алдсан химийн хэлбэрүүд, мөн орчныг нь нэрлэсэн байх ёстой. Дан тооноос тэр нь исэлдсэн будагч бодист уу, эсвэл өөр химийн хэлбэрт үү гэдгийг мэдэх боломжгүй. Протон шилжих ба электрон шилжих нь өөр өөр үйл явц; сүүлийнхийг нь метилений хөх ба лейкометилений хөхийн исэлдэн ангижрах хими-ээс үзээрэй.
“Туйлтай юу, туйлгүй юу?” гэсэн асуултын зорилгыг мөн тодорхой болгох хэрэгтэй. Метилений хөхийн хлорид нь ионы нэгдэл боловч түүний органик катион өргөн нүүрстөрөгчийн араг бүтэцтэй. Энэ тайлбар нь бодисыг бүхэлд нь туйлшралын ганц үзүүлэлтээр үнэлэхээс илүү хэрэгтэй. IUPAC-ийн уусгагчийн туйлшралын тайлбар-т дурдсанаар сольватаци нь олон төрлийн харилцан үйлчлэлээс хамаардаг. Уусмал бэлтгэхдээ ашиглах гэж буй уусгагч дахь хэмжсэн уусах чанар болон уусах чанар ба уусмал бэлтгэх гарын авлага-д заасан нөхцөлийг ашиглаарай.
Хөрвүүлэлтэд аль нягтыг ашиглах вэ?
1 g/cm³ нь 1 g/mL-тэй тэнцүү боловч нэгжийг солих нь хэмжсэн зүйлийг өөрчилдөггүй. Хатуу бодисын нягтаар шингэрүүлсэн уусмалын миллилитрийг тухайн уусмалын грамм руу хөрвүүлэх боломжгүй. Нунтаг овоолгын нягт нь бас өөр асуултад хариулдаг, учир нь нунтаг бөөгнөрөхөд хэсгүүдийн хооронд агаар үлддэг.
Масс/эзлэхүүний харьцааг масс/массын харьцаанд хөрвүүлэхийн тулд бэлэн уусмалын нягтыг тодорхой температурт тогтоогоорой. Жинлэх болон молийн концентраци тооцоход материалын томьёо, агууламжийг ямар төлөвт тооцсоныг баталгаажуулаарай. Шинж чанарыг хэмжиж буй зүйлтэй нь зөв тааруулах нь аравтын орны тоог нэмээд ч засах боломжгүй алдаанаас сэргийлдэг.