मिथिलीन ब्लूची विद्राव्यता आणि द्रावण तयार करणे: प्रयोगशाळेसाठी मार्गदर्शक

दोन तंत्रज्ञ पावडरपासून प्रत्येकी 1 टक्के मिथिलीन ब्लूचे द्रावण तयार करतात. एकजण 1.00 ग्रॅम वजन करतो आणि फ्लास्कमधील अंतिम घनफळ 100 mL करतो. दुसरा 1.00 ग्रॅम वजन करतो, ते 100 mL पाण्यात घालतो आणि काम पूर्ण झाले असे मानतो. तिसरा तंत्रज्ञ वेगळ्या लॉटमधील 1.00 ग्रॅम पावडरचे वजन करतो आणि त्याला मोजता येण्याइतकी वेगळी सांद्रता मिळते. तिन्ही बाटल्यांवर एकसारखे लेबल असते. कोणत्याही बाटलीतील द्रावण लेबलवर दिलेल्या वर्णनाशी पूर्णपणे जुळत नाही. या फरकांमागे तीन सहज गोंधळ होणाऱ्या बाबी असतात: विद्रावकात किती पदार्थ विरघळू शकतो, वजन केलेली पावडर नेमकी काय आहे आणि टक्केवारी कशाच्या संदर्भात दिली आहे.

हा मार्गदर्शक केवळ प्रयोगशाळेतील द्रावण निर्मितीसाठी आहे: अभिरंजक, निर्देशक, विश्लेषणासाठीची स्टॉक द्रावणे आणि वापरासाठीची विरल द्रावणे. तोंडावाटे घेण्याचे किंवा इंजेक्शनद्वारे देण्याचे औषध तयार करण्याची ही कृती नाही आणि येथे दिलेल्या सांद्रता औषधाच्या मात्रा म्हणून समजू नयेत.

विद्राव्यता काय ठरवते आणि काय ठरवत नाही

रंजकाचा विचार करता मिथिलीन ब्लूची पाण्यातील विद्राव्यता जास्त आहे. मिथिलीन ब्लूची PubChem संयुग नोंद 25 C तापमानावर सुमारे 43.6 ग्रॅम प्रति लिटर अशी विद्राव्यता नोंदवते. हेच प्रमाण 4.36 ग्रॅम प्रति 100 mL किंवा 4.36 टक्के w/v इतके आहे. त्याच तापमानावर समतोल स्थापित करून केलेल्या एका स्वतंत्र अभ्यासात 43.21 g/L असे मापन मिळाले आणि प्रायोगिक त्रुटीच्या मर्यादेत जुन्या मूल्याला पुष्टी मिळाली.

ही संख्या कमाल मर्यादा आहे, लक्ष्य नाही. 1 टक्के स्टॉक द्रावण म्हणजे 10 g/L, जे या कमाल मर्यादेच्या एक चतुर्थांशापेक्षाही कमी आहे. 0.1 टक्के स्टॉक द्रावण म्हणजे 1 g/L, म्हणजे साधारणपणे त्या मर्यादेचा एक चाळिसावा भाग. खोलीच्या तापमानावर योग्य प्रकारे मिसळल्यानंतरही 1 टक्के द्रावणात घन कण शिल्लक राहत असतील, तर विद्राव्यतेची मर्यादा हे त्याचे कारण जवळजवळ कधीच नसते. बहुतेकदा पावडर पूर्णपणे न भिजणे, थंड पाणी, विरघळण्यासाठी अधिक वेळ लागणाऱ्या पावडरच्या गुठळ्या किंवा विलेयाची चुकीची ओळख ही कारणे असतात. कोमट पाणी आणि ढवळणे यांमुळे यांपैकी बहुतेक समस्या सुटतात. गरम केले असल्यास, अंतिम घनफळ पूर्ण करण्यापूर्वी फ्लास्क त्याच्या अंशांकनाच्या तापमानावर परत येऊ द्या.

इतर विद्रावकांतील विद्राव्यता कमी आहे आणि विविध संदर्भांतील मूल्यांमध्ये अधिक फरक दिसतो. याचे एक कारण म्हणजे तपासलेल्या पदार्थाची हायड्रेट अवस्था वेगवेगळी असते. प्रयोगशाळेतील नेहमीच्या स्टॉक द्रावणांसाठी पाणी हाच संदर्भ विद्रावक आहे. इथेनॉलमध्ये हा रंजक विरघळतो, पण पाण्याच्या तुलनेत लक्षणीय कमी प्रमाणात; क्लोरोफॉर्ममध्येही तो विरघळतो, पिरिडीनमध्ये अगदी थोडा विरघळतो आणि डायइथाइल ईथरमध्ये जवळजवळ विरघळत नाही. मापनांच्या मालिकांमध्ये अॅसिटोन आणि इथाइल अॅसिटेटमधील विद्राव्यता पाण्यापेक्षा बरीच कमी आढळते. पाण्याव्यतिरिक्त विद्रावक वापरताना, संदर्भपुस्तकातील कोणतेही मूल्य द्रावण निर्मितीची मर्यादा न मानता सुरुवातीचा अंदाज म्हणून घ्या आणि प्रत्यक्ष लॉट वापरून त्याची पडताळणी करा. व्यावहारिक मुद्दा सोपा आहे: 1 टक्के किंवा त्याहून कमी निश्चित सांद्रतेचे जलीय द्रावण तयार करायचे असल्यास, पाण्यातील विद्राव्यतेची मर्यादा लक्ष्यापेक्षा खूप वर असते.

पावडरचे स्वरूप एकच नसते

प्रयोगशाळेतील वापरासाठी विकली जाणारी मिथिलीन ब्लू पावडर हे क्लोराइड लवण असते. त्याच्या स्फटिक जालकात पाणी असते आणि त्या पाण्याचे प्रमाण बदलते. निर्जल आयनाचे आण्विक वजन 319.85 g/mol आहे. सामान्यपणे उल्लेख केल्या जाणाऱ्या ट्रायहायड्रेटचे आण्विक वजन 373.90 g/mol आणि पेंटाहायड्रेटचे 409.93 g/mol आहे. ही मूल्ये PubChem नोंदीसोबत सारांशरूपात दिलेल्या USP मोनोग्राफ डेटामध्ये तक्त्यात दिली आहेत.

व्यावसायिक बाटल्यांवर अनेकदा ट्रायहायड्रेट, CAS 7220-79-3 असे लेबल असते. मात्र, घन-अवस्थेवरील अभ्यासांमध्ये प्रत्यक्ष पदार्थ पेंटाहायड्रेट, सुमारे 2.2 पाण्याचे रेणू असलेले अंशतः हायड्रेट, डायहायड्रेट किंवा मोनोहायड्रेट असू शकतो असे आढळले आहे; काही विश्लेषणांमध्ये स्वतंत्र स्फटिकी ट्रायहायड्रेट अवस्था आढळलेली नाही. हा रंजक आर्द्रताशोषकही आहे, त्यामुळे उघडलेल्या बाटलीतील पाण्याचे प्रमाण बदलत राहते. गुणात्मक अभिरंजनासाठी याचा फारसा फरक पडत नाही. परिमाणात्मक विश्लेषणासाठी मात्र याचा मोठा फरक पडतो. म्हणूनच विश्लेषण प्रमाणपत्रातील शुद्धता परीक्षण आणि पाण्याचे प्रमाण कसे वाचावे यावरील मार्गदर्शन पुढच्या लेबलवरील ट्रायहायड्रेट या शब्दापेक्षा लॉटच्या दस्तऐवजाला अधिक प्रमाण मानते.

यावरून दुरुस्तीचे दोन मार्ग उपलब्ध होतात आणि एका वेळी त्यापैकी फक्त एकच वापरावा. प्रमाणपत्रात शुद्धता परीक्षणाचे मूल्य आणि पाण्याचे प्रमाण किंवा वाळवल्यावर होणारी वजनातील घट दिली असल्यास, ती मूल्ये थेट वापरा. प्रमाणपत्रातील माहिती उपलब्ध नसल्यास आणि सांद्रता निर्जल समतुल्य आधारावर व्यक्त करणे आवश्यक असल्यास, सैद्धांतिक हायड्रेट गुणक वापरा: नाममात्र ट्रायहायड्रेटसाठी 373.90 भागिले 319.85, म्हणजे 1.169; आणि नाममात्र पेंटाहायड्रेटसाठी 409.93 भागिले 319.85, म्हणजे 1.282. दोन्ही दुरुस्त्या एकाच वेळी लागू करू नका. तसे केल्यास पाण्याची गणना दोनदा होते.

टक्केवारीचा अर्थ काय

टक्के w/v म्हणजे अंतिम द्रावणाच्या प्रत्येक 100 mL मध्ये निर्दिष्ट विलेयाचे किती ग्रॅम आहेत; सुरुवातीच्या पाण्याच्या प्रत्येक 100 mL मध्ये किती ग्रॅम आहेत, असा त्याचा अर्थ नाही. म्हणून 1 टक्के w/v म्हणजे अंतिम 100 mL द्रावणात 1.000 g, जे 10 mg/mL किंवा 10 g/L इतके आहे. 0.1 टक्के द्रावण म्हणजे अंतिम 100 mL मध्ये 0.100 g, म्हणजेच 1 mg/mL. 1 टक्के म्हणजे 1 mg/mL असा नेहमी होणारा गोंधळ ही दहापट चूक आहे आणि प्रत्येक लेबलवर अशी चूक नाही ना, हे तपासणे योग्य ठरते.

या व्याख्येचा दुसरा भाग म्हणजे विलेयाचे नेमके स्वरूप. वजन केलेल्या ट्रायहायड्रेट पावडरच्या आधारावरील 1 टक्के द्रावण आणि निर्जल समतुल्य म्हणून व्यक्त केलेले 1 टक्के द्रावण ही वेगवेगळी द्रावणे आहेत. खालील सोडवलेल्या उदाहरणांमध्ये प्रत्येक वेळी अंतिम घनफळ आणि सांद्रतेचा आधार दोन्ही स्पष्ट केले आहेत. ही सवय वर वर्णन केलेली तीन तंत्रज्ञांची समस्या टाळते.

हायड्रेटची गृहीतके स्पष्ट करून दिलेली द्रावण निर्मितीची उदाहरणे

सर्व उदाहरणांमध्ये नमूद केलेल्या हायड्रेटची शुद्ध पावडर आणि खोलीच्या तापमानावरील पाणी विद्रावक म्हणून गृहीत धरले आहे. इतर घनफळांसाठी सर्व प्रमाणे त्याच गुणोत्तराने बदला.

उदाहरण A: वजन केलेल्या ट्रायहायड्रेटच्या आधारावर 1 टक्के w/v चे 100.0 mL द्रावण. मिथिलीन ब्लू ट्रायहायड्रेटचे 1.000 g वजन करा. सुमारे 70 mL शुद्ध केलेले पाणी घाला, पूर्णपणे विरघळेपर्यंत ढवळा किंवा हलके गोल फिरवा, धुतलेल्या पाण्यासह कोणतीही हानी न होता संपूर्ण द्रावण 100.0 mL मापी फ्लास्कमध्ये स्थानांतरित करा आणि नंतर खुणेपर्यंत पाणी घाला. विलेय हे ट्रायहायड्रेटच असल्याने आण्विक वजनाची कोणतीही दुरुस्ती लागू होत नाही. परिणाम: अंतिम 100.0 mL मध्ये 1.000 g, किंवा वजन केलेल्या पावडरच्या आधारावर 10 mg/mL.

उदाहरण B: नाममात्र ट्रायहायड्रेटपासून निर्जल समतुल्य आधारावर 1 mg/mL चे 100.0 mL द्रावण. अंतिम 100.0 mL मध्ये 100.0 mg निर्जल मिथिलीन ब्लू हे लक्ष्य आहे. पाण्याच्या तीन रेणूंसाठी दुरुस्ती करण्याकरिता 1.169 ने गुणा करा: 100.0 mg गुणिले 1.169 म्हणजे 116.9 mg. नाममात्र ट्रायहायड्रेटचे 116.9 mg वजन करा, सुमारे 70 mL पाण्यात विरघळवा आणि मापी फ्लास्कमध्ये अंतिम घनफळ 100.0 mL करा. नाममात्र पेंटाहायड्रेटसाठी गुणक 1.282 आहे, त्यामुळे त्याच लक्ष्यासाठी 128.2 mg आवश्यक आहे. कोणता गुणक वापरला, ते लेबलवर नोंदवा.

उदाहरण C: मिथिलीन ब्लूचे 1 टक्के स्टॉक द्रावण 0.1 टक्क्यापर्यंत विरल करणे. C1V1 बरोबर C2V2 हे सूत्र वापरा. 1.0 टक्के स्टॉक द्रावणापासून 0.1 टक्के सांद्रतेचे 100.0 mL द्रावण तयार करण्यासाठी आवश्यक स्टॉकचे घनफळ 0.1 गुणिले 100.0 भागिले 1.0, म्हणजे 10.0 mL आहे. 1 टक्के स्टॉक द्रावणाचे 10.0 mL पिपेटने 100.0 mL फ्लास्कमध्ये घ्या आणि खुणेपर्यंत पाणी घाला. वस्तुमानाची एकके पसंत करणाऱ्या विश्लेषकांसाठी: 1 टक्के म्हणजे 10 mg/mL, त्यामुळे 10.0 mL मध्ये 100 mg असतात आणि अंतिम 100.0 mL मधील 100 mg म्हणजे 1 mg/mL, म्हणजेच 0.1 टक्के.

उदाहरण D: 1 mg/mL स्टॉक द्रावणापासून 10 mg/L सांद्रतेचे 1.000 L वापरासाठीचे द्रावण. 1 mg/mL स्टॉक द्रावण म्हणजे 1000 mg/L. आवश्यक घनफळ 10 गुणिले 1.000 भागिले 1000, म्हणजे 0.0100 L किंवा 10.0 mL आहे. स्टॉक द्रावणाचे 10.0 mL पिपेटने घ्या आणि पाणी घालून अंतिम घनफळ 1.000 L होईपर्यंत विरल करा. 10,000 mg/L सांद्रतेच्या 1 टक्के स्टॉक द्रावणापासून तेच लक्ष्य साध्य करण्यासाठी फक्त 1.00 mL घेऊन अंतिम घनफळ 1.000 L करावे लागते. गुणोत्तर सुमारे शंभरपेक्षा जास्त असल्यास, एकाच वेळी मायक्रोलिटर प्रमाणात स्थानांतरण करण्यापेक्षा दोन टप्प्यांतील क्रमिक विरलन अधिक अचूक ठरते.

या प्रत्येक उदाहरणात तीन बाबी असल्यामुळेच ते संपूर्ण निर्देश ठरते: हायड्रेटच्या गृहीतकासह वजन केलेले वस्तुमान, द्रावणाचे अंतिम घनफळ आणि नमूद सांद्रतेचा आधार. यांपैकी एकही बाब नोंदवहीतील नोंदीत नसल्यास, ते द्रावण तंतोतंत पुन्हा तयार करता येत नाही.

नेहमीच्या चुका टाळणारी प्रक्रिया

प्रथम अंतिम घनफळापेक्षा कमी पाण्यात पावडर विरघळवा आणि मग घनफळ पूर्ण करा. पाण्याचे पूर्ण अंतिम घनफळ घेऊन त्यात थेट पावडर घातल्यास, तयार द्रावणाचे एकूण घनफळ अपेक्षित खुणेपेक्षा जास्त होते आणि सांद्रता कमी येते. बीकर धुवून ते पाणी फ्लास्कमध्ये घाला, म्हणजे रंगाचा कोणताही अंश मागे राहणार नाही; गडद रंगामुळे अगदी थोडी हानीही दिसते. त्यामुळे संपूर्ण पदार्थ हानीविना स्थानांतरित करण्याकडे लक्ष जात असेल, तर हा एक फायदा आहे.

अंतिम घनफळ पूर्ण करण्यापूर्वी कोणतेही कण शिल्लक राहणार नाहीत इतके मिसळा आणि प्रकाशासमोर धरून तपासा. पद्धतीत आवश्यक असेल तेव्हाच गाळणी करा. मिथिलीन ब्लू काही झिल्लींच्या पृष्ठभागावर अधिशोषित होते, त्यामुळे नुकतेच प्रमाणित केलेल्या स्टॉक द्रावणाची सांद्रता गाळणीमुळे कमी होऊ शकते. झिल्लीवरील अधिशोषणाच्या अभ्यासांमध्ये ही बाब नोंदवलेली आहे आणि गाळणी किंवा सांद्रतेची पडताळणी पद्धतीचा भाग असेल तेव्हा ती लक्षात ठेवावी. गाळलेल्या स्टॉक द्रावणाची सांद्रता प्रमाणित असणे आवश्यक असल्यास, गाळणीपूर्वी नव्हे तर गाळणीनंतर सांद्रतेची पडताळणी करा.

तयार द्रावणे तीव्र प्रकाशापासून संरक्षित ठेवून अंबर रंगाच्या किंवा अपारदर्शक बाटल्यांमध्ये खोलीच्या तापमानावर साठवा. लेबलवर विलेय, हायड्रेटचा आधार, सांद्रता, विद्रावक, तारीख आणि द्रावण तयार करणाऱ्याचे नाव लिहा. सततच्या प्रकाशामुळे रंग फिका होणे हा ज्ञात विघटनाचा मार्ग आहे, त्यामुळे रंजक स्थिर दिसत असला तरी खिडकीच्या कडांवर किंवा प्रकाश असलेल्या रेफ्रिजरेटरमध्ये साठवणे योग्य नाही. स्थिरतेविषयीच्या अपेक्षा आणि पुनर्तपासणीचे अंतर यांसाठी तयार द्रावणांच्या साठवण आणि स्थिरतेविषयीचे मार्गदर्शन पाहावे. मात्र, व्यावहारिक नियम म्हणून विश्लेषणासाठीची स्टॉक द्रावणे अनिश्चित काळ विश्वसनीय आहेत असे मानण्याऐवजी ती नव्याने तयार करावीत किंवा त्यांची पुन्हा पडताळणी करावी.

पावडर आणि सांद्र स्टॉक द्रावणे हाताळताना हातमोजे, डोळ्यांचे संरक्षण, प्रयोगशाळेचा कोट आणि कामाच्या पृष्ठभागाचे संरक्षक आवरण वापरा. बाटल्यांमधून गळती झाल्यास ती सामावून घेण्यासाठी दुय्यम संरक्षक पात्र वापरा. हा रंजक त्वचा, कपडे, कामाचे पृष्ठभाग आणि प्लास्टिकवर पटकन डाग पाडतो. पुरवठादारांच्या सुरक्षा डेटा पत्रकांमध्ये पावडर गिळल्यास हानिकारक असल्याचे आणि दर्जानुसार डोळे व त्वचेला चिडचिड निर्माण करणारी असल्याचे वर्गीकरण केलेले असते. संपूर्ण खबरदारीसाठी सुरक्षित हाताळणी आणि साठवण पद्धती पाहाव्यात. मात्र, डागांवर नियंत्रण ठेवणे हे स्वतःच गुणवत्तेचे एक उपाय आहे: काचेच्या उपकरणांवर आणि पिपेटवर अनवधानाने राहिलेला रंजक हा अतिसूक्ष्म प्रमाणातील विश्लेषणासाठी परस्पर दूषितीकरणाचा स्रोत ठरतो.

दर्जाविषयी एक नोंद

अभिरंजन स्नानांसाठी आणि प्रात्यक्षिकांसाठी योग्य सांद्रतेने तयार केलेले कोणतेही स्वच्छ प्रयोगशाळा-दर्जाचे द्रावण उपयोगी ठरते. परिमाणात्मक किंवा तुलनात्मक कामासाठी मात्र दर्जा महत्त्वाचा असतो, कारण अशुद्धी वेगवेगळ्या असतात: उरलेले Azure B आणि संबंधित थायाझिन संयुगे, जड धातू, उरलेले विद्रावक आणि सूक्ष्मजीवांचे प्रमाण. म्हणूनच संपूर्ण विश्लेषण प्रमाणपत्र उपलब्ध असलेला दर्जा निवडणे ही नंतर विचार करण्याची बाब नसून द्रावण निर्मितीचाच भाग आहे. लॉटचा संपूर्ण दस्तऐवज पदार्थाची ओळख, आधारासह शुद्धता परीक्षणाचे मूल्य, पाण्याचे प्रमाण आणि प्रत्यक्ष तपासलेल्या अशुद्धींचा संच नोंदवतो. त्यामुळे वरील उदाहरणांतील हायड्रेट दुरुस्तीसाठी नाममात्र ट्रायहायड्रेटचे गृहीतक वापरण्याऐवजी मोजलेली मूल्ये वापरता येतात. दोन लॉटमधील समान वजनाच्या पावडरपासून वेगवेगळ्या सांद्रता मिळत असतील, तर त्याचे कारण बहुतेकदा प्रमाणपत्रातून स्पष्ट होते.