लेख
मिथिलीन ब्लू मोलारता गणक: हायड्रेट स्वरूप आणि मात्रानिर्धारणाचा आधार
मिथिलीन ब्लूच्या एकाच वस्तुमानातून वेगवेगळ्या मोलर सांद्रता मिळू शकतात. हे त्याच्या रेणवीय स्वरूपावर आणि त्याचे मात्रानिर्धारण कसे नोंदवले आहे यावर अवलंबून असते. निर्जल क्लोराइडचे वस्तुमान वापरून केलेली गणना आणि हायड्रेटचे वस्तुमान वापरून केलेली गणना वेगवेगळी असतात. वाळवलेल्या पदार्थाच्या आधारावरील मात्रानिर्धारणामुळे आणखी एक फरक पडतो: नोंदवलेली टक्केवारी ही वजन घेतलेल्या स्थितीतील पदार्थाचे थेट वर्णन करत नाही.
वस्तुमान, द्रावणाचे अंतिम घनफळ, रेणवीय स्वरूप आणि गणनेचा आधार प्रविष्ट करण्यासाठी मिथिलीन ब्लू मोलारता गणक उघडा. तो तुमच्या ब्राउझरमध्ये चालतो, मूल्ये बसवलेले समीकरण दाखवतो आणि mol/L, mmol/L व µmol/L मध्ये निकाल देतो. खालील उदाहरणे प्रयोगशाळेतील गणनांची आहेत; ती मानव किंवा प्राण्यांसाठी मात्रा निवडण्याची उदाहरणे नाहीत.
निकाल काय मोजतो
पदार्थ-प्रमाण सांद्रतेचे प्रचलित नाव मोलारता आहे. IUPAC च्या पदार्थ-प्रमाण सांद्रतेच्या व्याख्येनुसार, एखाद्या घटकाचे पदार्थ-प्रमाण मिश्रणाच्या घनफळाने भागले जाते:
c = n / V
येथे, n हे मिथिलीन ब्लूचे मोलमध्ये व्यक्त केलेले पदार्थ-प्रमाण आहे आणि V हे लिटरमध्ये व्यक्त केलेले द्रावणाचे अंतिम घनफळ आहे. निर्दिष्ट स्वरूपातील शुद्ध पदार्थासाठी, n = m / M, येथे m हे ग्रॅममध्ये वस्तुमान आणि M हे g/mol मध्ये मोलर वस्तुमान आहे. हे संबंध NIST च्या मोलर वस्तुमान आणि सांद्रतेच्या व्याख्यांनुसार आहेत.
छेदातील घनफळ हे विरघळल्यानंतरचे घनफळ आहे. “100 mL अंतिम द्रावण” आणि “100 mL विद्रावक घातला” या द्रावण तयार करण्याच्या वेगवेगळ्या नोंदी आहेत. द्रावण तयार झाल्यानंतर गणनेने ही संदिग्धता दूर करता येत नाही.
मोलर वस्तुमान निवडण्यापूर्वी पदार्थ निवडा
निर्जल क्लोराइडच्या गणनेसाठी हे साधन 319.85 g/mol वापरते. दस्तऐवजात ट्रायहायड्रेट म्हणून नोंदवलेल्या पदार्थासाठी ते 373.90 g/mol वापरते. Thermo Fisher च्या ट्रायहायड्रेट विनिर्देशात पाण्याचे तीन रेणू असलेले सूत्र आणि दुसरे मोलर वस्तुमान नमूद केले आहे. पाण्यामुळे वजन घेतलेल्या वस्तुमानात भर पडते, पण मिथिलीन ब्लूचे आणखी एक एकक जोडले जात नाही.
दोन नाममात्र द्रावणे विचारात घ्या; प्रत्येकात 100 mL अंतिम द्रावणामध्ये 100 mg शुद्ध पदार्थ आहे:
| गृहीत धरलेला पदार्थ | गणना | सांद्रता |
|---|---|---|
| निर्जल क्लोराइड | 0.100 / (319.85 × 0.100) | 3.126 mmol/L |
| ट्रायहायड्रेट | 0.100 / (373.90 × 0.100) | 2.675 mmol/L |
ही गणनेवर आधारित उदाहरणे आहेत, मोजमापे नाहीत. शुद्ध ट्रायहायड्रेटसाठी निर्जल स्वरूपाचा छेद वापरल्यास सांद्रता सुमारे 16.9% जास्त दर्शवली जाईल. अधिक दशांश स्थाने दाखवल्याने पदार्थाबाबतचे चुकीचे गृहीतक दुरुस्त होणार नाही.
केवळ “हायड्रेट” असे वर्णन केलेल्या बाटलीवरून पाण्याच्या रेणूंची निश्चित संख्या ठरत नाही. त्यामुळे जलयोजन अनिर्दिष्ट असल्यास गणक नाममात्र गणना करत नाही. यामागील रसायनशास्त्रासाठी, मिथिलीन ब्लूची रेणवीय स्वरूपे आणि जलयोजन पाहा.
मात्रानिर्धारण ज्या वस्तुमानाचे वर्णन करते, त्याच्याशी ते जुळवा
महत्त्वाचा प्रश्न फक्त “प्रमाणपत्रावर किती टक्केवारी दिली आहे?” हा नाही. तो असा आहे: “ही कशाची टक्केवारी आहे आणि ती कोणत्या संयुगाच्या रूपात व्यक्त केली आहे?” गणक चार वेगवेगळे अर्थ वेगळे करतो:
| गणनेचा आधार | तुम्हाला काय माहीत असणे आवश्यक आहे | समीकरण |
|---|---|---|
| नाममात्र शुद्ध स्वरूप | अचूक रेणवीय स्वरूप; 100% शुद्धतेचे स्पष्ट गृहीतक | c = m / (M × V) |
| मूळ स्थितीतील निवडलेले स्वरूप | वजन घेतलेल्या स्थितीतील पदार्थामध्ये त्याच स्वरूपाचा वस्तुमान अंश | c = m × a / (M × V) |
| मूळ स्थितीतील निर्जल समतुल्य | वजन घेतलेल्या स्थितीतील पदार्थाच्या प्रति वस्तुमानामागील निर्जल क्लोराइड समतुल्य | c = m × a / (319.85 × V) |
| वाळवलेल्या पदार्थाच्या आधारावरील निर्जल मात्रानिर्धारण | वाळवलेल्या पदार्थाच्या आधारावरील निर्जल क्लोराइडचे मात्रानिर्धारण आणि त्याच्याशी सुसंगत, वाळवल्याने होणारी मोजलेली वस्तुमान घट | c = m × (1 − d) × a / (319.85 × V) |
या समीकरणांमध्ये, a म्हणजे मात्रानिर्धारणाची टक्केवारी भागिले 100; d म्हणजे त्याच्याशी सुसंगत, वाळवल्याने होणाऱ्या वस्तुमान घटीची टक्केवारी भागिले 100. शेवटचे समीकरण हे स्पष्टपणे नमूद केलेल्या अहवालाच्या आधारांमधील वस्तुमान-संतुलनावर आधारित रूपांतरण आहे. वाळवण्याची दुरुस्ती मात्रानिर्धारणाच्या व्याख्येशी जुळते तेव्हाच ते योग्य ठरते.
USP मोनोग्राफच्या पूर्वावलोकनात मात्रानिर्धारण वाळवलेल्या पदार्थाच्या आधारावर निर्जल मिथिलीन ब्लू म्हणून व्यक्त केले आहे आणि 97.0–103.0% स्वीकार्य मर्यादा दिली आहे. 100% पेक्षा जास्त विश्लेषणात्मक निकालाचा अर्थ नमुन्यात त्याच्या स्वतःच्या वस्तुमानापेक्षा अधिक वस्तुमानाचे शुद्ध संयुग आहे असा शब्दशः दावा होत नाही. हे साधन वाळवलेल्या पदार्थाच्या आधारावरील मात्रानिर्धारणाचे अंदाज 103% पर्यंत स्वीकारते आणि त्या निकालाला विश्लेषणात्मक अंदाज असे लेबल देते.
सोडवलेले उदाहरण: वाळवलेल्या पदार्थाच्या आधारावरील निकाल
समजा, प्रयोगशाळेच्या नोंदीत पदार्थाचे वस्तुमान 100.0 mg, वाळवलेल्या पदार्थाच्या आधारावरील निर्जल-समतुल्य मात्रानिर्धारण 99.0%, त्याच्याशी सुसंगत वाळवल्याने होणारी मोजलेली वस्तुमान घट 14.0% आणि द्रावणाचे अंतिम घनफळ 100.0 mL असे नोंदवले आहे. ही मूल्ये काल्पनिक आहेत.
- वजन घेतलेल्या वस्तुमानाचे रूपांतर करा: 100.0 mg = 0.1000 g.
- कोरड्या वस्तुमानाचा अंश लागू करा: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
- मात्रानिर्धारण लागू करा: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g निर्जल क्लोराइड समतुल्य.
- पदार्थ-प्रमाणात रूपांतर करा आणि घनफळाने भागा: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.
याला पुन्हा ट्रायहायड्रेटच्या मोलर वस्तुमानाने भागू नका. अंश आधीच निर्जल क्लोराइड समतुल्य म्हणून व्यक्त केलेला आहे. हायड्रेटची दुरुस्ती जोडल्यास पाण्याचे समायोजन दोनदा मोजले जाईल.
त्याच नोंदीत त्याऐवजी प्राप्त झालेल्या स्थितीत 85.14% निर्जल समतुल्य असल्याचे थेट नमूद केले असते, तर मूळ-स्थिती पर्यायाने वाळवण्याचे स्वतंत्र मूल्य न देता तेच उत्तर मिळाले असते. या दोन पद्धतींनी मिळणारे उत्तर जुळणे ही उपयुक्त अंकगणितीय पडताळणी आहे.
उपलब्ध माहिती अपुरी असताना
विनिर्देश म्हणजे नेहमीच उत्पादन-बॅचची मोजमापे नसतात. उदाहरणार्थ, Merck च्या मिथिलीन ब्लू हायड्रेटच्या उत्पादन सूचीमध्ये वाळवलेल्या पदार्थावर गणना केलेले किमान मात्रानिर्धारण, वाळवल्याने होणारी कमाल वस्तुमान घट आणि पदार्थाचे वर्णन हायड्रेट असे असूनही निर्जल आधारावरील रेणवीय वस्तुमान दिले आहे. या मर्यादा मोजलेली मूल्ये असल्याप्रमाणे वापरल्यास सूचीने आधार न दिलेला एक निश्चित अंदाज तयार होईल.
त्याचप्रमाणे, आधार अनिर्दिष्ट असलेली मात्रानिर्धारणाची टक्केवारी किंवा क्रोमॅटोग्राफिक क्षेत्रफळाची टक्केवारी यांवरून येथे आवश्यक असलेला वस्तुमान अंश आपोआप ठरत नाही. अहवाल देण्याची पद्धत प्रमाणपत्रातून किंवा पुरवठादाराकडून जाणून घ्या. मिथिलीन ब्लूचे विश्लेषण प्रमाणपत्र वाचण्याच्या मार्गदर्शकात दस्तऐवजाच्या पडताळण्या स्पष्ट केल्या आहेत.
रिकामे रकाने, शून्य किंवा ऋण वस्तुमान अथवा घनफळ, समर्थित नसलेली एकके आणि मात्रानिर्धारणाचा आधार नसणे यांमुळे निकालाऐवजी त्रुटी दाखवली जाते. एखादे प्रविष्ट मूल्य बदलल्यावर आधीचा निकाल बदलला जातो; नवीन मूल्य अवैध असले तरीही हे लागू होते. संख्यात्मक मर्यादा ओलांडणारी गणना नाकारली जाते. हे साधन दिलेल्या सांद्रतेवर पदार्थ विरघळू शकतो का, विरघळण्याची प्रक्रिया पूर्ण झाली होती का किंवा तयार केलेले द्रावण स्थिर राहिले का हे तपासत नाही.
गणना पुन्हा करता येईल अशी नोंद ठेवा
उत्पादन-बॅच, रेणवीय स्वरूप, मात्रानिर्धारणाचा निकाल आणि आधार, वाळवण्याची कोणतीही दुरुस्ती, वजन घेतलेले वस्तुमान, अंतिम घनफळ आणि द्रावण तयार करण्याच्या परिस्थिती नोंदवा. तुमची मोजमापे ज्या परिशुद्धतेला आधार देतात तेवढीच नोंदवा; गणकाने दाखवलेले अंक केवळ सोयीसाठी आहेत.
आधीच दस्तऐवजीकरण केलेल्या साठवण द्रावणासाठी, मिथिलीन ब्लूच्या विरलनाच्या स्वतंत्र गणना वापरा. टक्केवारीच्या लेबलांसाठी, आधी मिथिलीन ब्लूच्या सांद्रतेची रूपांतरे तपासा. योग्य मोलारता किंवा योग्यरीत्या रूपांतरित केलेली टक्केवारी यांपैकी कोणतीही गोष्ट पदार्थ शरीरात कसा द्यावा हे ठरवत नाही.