मिथाइल रेड आणि मेथिलीन ब्लू: ताशिरो निर्देशक कसे कार्य करतो

ताशिरो मिश्र निर्देशकात मिथाइल रेड आणि मेथिलीन ब्लू एकत्र वापरून आम्ल-क्षार अनुमापनातील रंगबदल ओळखणे सोपे केले जाते. मिथाइल रेड pH नुसार प्रतिसाद देतो; मेथिलीन ब्लू त्यामुळे दिसणाऱ्या रंगांमधील फरक बदलतो. या मिश्रणातील हिरव्यापासून जांभळ्याकडे होणाऱ्या संक्रमणाचा अर्थ निळ्या रंगद्रव्याचे त्याच्या परिचित रंगहीन रूपात अपचयन होत आहे असा घेऊ नये.

मिश्रणाचे संघटन महत्त्वाचे असते. बाटलीवरील नाव निर्देशकाचा प्रकार दर्शवते, पण प्रयोगशाळेला तरीही त्याचे संघटन, नोंदवलेले रंगसंक्रमण आणि अनुमापक घालणे कधी थांबवायचे हे ठरवणारी पद्धत आवश्यक असते.

प्रत्येक रंगद्रव्याची भूमिका

मिथाइल रेड हा आम्ल-क्षार निर्देशक आहे. त्याच्या प्रोटॉनयुक्त आणि प्रोटॉनरहित रूपांचे दृश्य प्रकाशाचे शोषण वेगवेगळे असते. त्यामुळे pH बदलल्यावर या रूपांचे प्रमाण बदलून रंगबदल घडतो. उदाहरणार्थ, आपल्या मिथाइल रेड अभिकर्मकासाठी Sigma-Aldrich pH 4.2–6.2 या पट्ट्यात गुलाबी ते पिवळे रंगसंक्रमण नमूद करते.

निळा घटक मिसळल्याने डोळ्यांना दिसणारा रंग बदलतो: लालसर बाजू अधिक जांभळी दिसते, तर पिवळसर बाजू निळ्यासोबत मिसळून हिरवी दिसते. याला अनेकदा निर्देशकाचे स्क्रीनिंग असे म्हणतात. आम्लतेला प्रतिसाद देणारा घटक आणि तो प्रतिसाद कसा दिसतो हे बदलणारा घटक यांच्यातील फरक समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. रंगद्रव्ये मिसळल्याने मेथिलीन ब्लू सर्व प्रकारच्या परिस्थितींमध्ये वापरता येणारा pH मापक बनत नाही.

रंगाचा अर्थ लावण्यापूर्वी या तीन परिस्थितींची तुलना करा:

शेवटची ओळ वेगळ्या प्रयोगाचे वर्णन करते. Oxford च्या निळ्या बाटलीच्या प्रात्यक्षिकात, क्षारीय माध्यमातील ग्लुकोज मेथिलीन ब्लूचे रंगहीन रूपात अपचयन करतो आणि बाहेरून आलेला ऑक्सिजन निळा रंग पुन्हा निर्माण करतो. या परिस्थिती रेडॉक्स चक्र स्पष्ट करतात, ताशिरो निर्देशकाचा अपेक्षित आम्ल-क्षार संकेत नव्हे. हा व्यापक फरक मेथिलीन ब्लूच्या रेडॉक्स रसायनशास्त्रात स्पष्ट केला आहे.

नोंदवलेले मिश्रण-संघटन आणि त्याच्या रंगबदलाची दिशा

उत्पादन 282430 साठीच्या ITW Reagents तांत्रिक पत्रकात, ऑक्टोबर 2018 दिनांकाच्या आवृत्ती 5 मध्ये, 100 mg मिथाइल रेड आणि 50 mg मेथिलीन ब्लू, तसेच 10.4 mL पाणी आणि एकूण 100 mL तयार करण्यासाठी पुरेसे निर्जल एथेनॉल नमूद केले आहे. या उत्पादनाचा वापर अमोनियाच्या अनुमापनासाठी असल्याचे त्यात सांगितले आहे आणि pH 4.4 येथे लाल-जांभळा व pH 5.8 येथे हिरवा रंग नोंदवला आहे.

यावरून या विशिष्ट संघटनासाठी पुढील आकृती मिळते:

pH 4.4, लाल-जांभळा → वाढता pH → pH 5.8, हिरवा

pH 5.8, हिरवा → घटता pH → pH 4.4, लाल-जांभळा

बाण निर्देशकाच्या संक्रमणपट्ट्यातील बदलाची दिशा दर्शवतो. प्रत्येक विश्लेषणात या पट्ट्याच्या कोणत्याही एका टोकाला थांबावे असे तो सांगत नाही. पत्रकात नेमका करडा अंतिम बिंदू निश्चित केलेला नाही, त्यामुळे या तपशीलांवरून करड्या बिंदूसाठी सर्वत्र लागू होणारा pH ठरवता येत नाही.

हेही लक्षात घ्या की सामान्य जलीय परिस्थितींमध्ये pH 5.8 वरील हिरवा रंग अजूनही आम्लीय स्थिती दर्शवतो. रंगांना केवळ “आम्लीय” आणि “क्षारीय” म्हणल्याने ही बाब अस्पष्ट होऊ शकते: हिरवी बाजू संक्रमणातील तुलनेने जास्त pH असलेली बाजू आहे; नमुन्याचा pH 7 पेक्षा जास्त असल्याचा तो पुरावा नाही.

अमोनियाचे अनुमापन प्रत्यक्षात काय मोजते

ब्युरेटचे वाचन कधी घ्यायचे हे निर्देशक सुचवतो. विश्लेष्याचे प्रमाण हे वापरलेल्या अनुमापकाचे मोजलेले प्रमाण, त्याची प्रमाणित सांद्रता आणि अभिक्रियेतील प्रमाणसंबंध यांवरून मिळते. केवळ अधिक गडद हिरवा रंग दिसल्याने अमोनियाचे प्रमाण अधिक असल्याचे मोजता येत नाही.

विशिष्ट पद्धतीचे उदाहरण म्हणून, NEMI ने पुनरुत्पादित केलेल्या ऐतिहासिक EPA पद्धत 350.2 मध्ये, अमोनिया ऊर्ध्वपातनाने बोरिक आम्लात संकलित केला जातो आणि प्रमाणित सल्फ्युरिक आम्लाने अनुमापन करून त्याचे प्रमाण ठरवले जाते. तिच्या मिश्र निर्देशकात 0.2% मिथाइल रेडच्या मूळ द्रावणाचे दोन भाग आणि 0.2% मेथिलीन ब्लूच्या मूळ द्रावणाचा एक भाग वापरला जातो; दोन्ही द्रावणे 95% एथेनॉलमध्ये तयार केलेली असतात. या पद्धतीनुसार विश्लेषकाने पाणी आणि बोरिक आम्लाची अनुरूप आयतने असलेल्या रिक्त नमुन्याशी अंतिम बिंदूचा रंग जुळवावा.

या कृतीतील आणि वरील व्यावसायिक मिश्रणातील रंगद्रव्यांच्या वस्तुमानाचे गुणोत्तर समान आहे, पण सांद्रता आणि विद्रावकांचे संघटन वेगळे आहे. त्यामुळे केवळ गुणोत्तर जुळते म्हणून दोन बाटल्या एकमेकींच्या जागी वापरता येतात असे म्हणण्यासाठी ते पुरेसे नाही. ही प्रक्रिया अमोनिया-नायट्रोजनशी संबंधित आहे आणि एकूण केल्डाल नायट्रोजन तिच्या व्याप्तीतून स्पष्टपणे वगळलेला आहे. एकच निर्देशक वापरल्याने नायट्रोजन ठरवण्याच्या दोन पद्धती एकच चाचणी ठरत नाहीत.

त्या दस्तऐवजाचा वापर विशिष्ट विश्लेषणात्मक कार्यपद्धती समजून घेण्यासाठी करा; त्याची ऐतिहासिक आवृत्ती सध्याच्या अहवाल देण्याच्या आवश्यकतांना लागू होते असे गृहीत धरू नका. प्रयोगशाळेने स्वीकारलेल्या पद्धतीत लागू आवृत्ती आणि तिची गुणवत्ता नियंत्रणे स्पष्ट केली पाहिजेत.

अंतिम बिंदू आणि समतुल्यता बिंदू वेगवेगळे असतात

IUPAC अनुमापन आणि त्याच्या अंतिम बिंदूची व्याख्या अभिक्रिया पूर्ण झाल्याचे ओळखण्याच्या संदर्भात करते; समतुल्यता बिंदू हा अचूक रासायनिक समतुल्यतेशी संबंधित असतो. पद्धतीच्या उद्देशासाठी दृश्य संकेत त्या बिंदूच्या पुरेसा जवळ आढळतो तेव्हा तो उपयुक्त ठरतो.

समजा दोन विश्लेषक एकसारख्या नमुन्यांचे अनुमापन करतात. एकजण द्रावणाचा रंग निर्धारित रिक्त नमुन्याशी जुळल्यावर थांबतो. दुसरा सर्वाधिक गडद जांभळा रंग दिसेपर्यंत पुढे अनुमापन करत राहतो. दुसऱ्या विश्लेषकाने वेगळा अंतिम बिंदू निवडला आहे आणि तो गरजेपेक्षा जास्त अनुमापक वापरू शकतो. अंतिम रंगाच्या नावाबाबत एकमत असले तरी मोजलेल्या प्रमाणाबाबत एकमत असेलच असे नाही.

म्हणूनच प्रशिक्षणासाठीच्या संदर्भात पद्धतीला आवश्यक असलेला तुलना नमुना, निरीक्षणाच्या परिस्थिती आणि रंग किती काळ टिकून राहावा याचा निकष नमूद केला पाहिजे. पडद्यावरील प्रतिमा बदलाची दिशा स्पष्ट करू शकते, पण प्रत्यक्ष निर्णय घेण्यासाठी प्रयोगशाळेतील तुलना नमुना आधार ठरतो.

निर्देशक बदलण्यापूर्वी किंवा त्यातील समस्या शोधण्यापूर्वीची व्यावहारिक तपासणी

रंग चुकीचा दिसत असल्यास किंवा पर्यायी बाटली वापरण्याचा प्रस्ताव असल्यास हे कार्यपत्रक वापरा:

रिक्त नमुन्याची तपासणी अयशस्वी झाल्यास किंवा रंगबदलाचे कारण स्पष्ट नसल्यास, निकाल नोंदवण्यापूर्वी अभिकर्मक आणि पद्धत तपासा. नमुना नेहमीसारखा दिसेपर्यंत आणखी रंगद्रव्य घातल्याने निरीक्षणाच्या परिस्थिती बदलतात आणि मूळ समस्या लपली जाऊ शकते.

वेगळ्या चाचणीत रंगद्रव्याची योग्य भूमिका निवडण्यासाठी, विश्लेषणात्मक चाचण्यांमध्ये मेथिलीन ब्लूचा वापर येथून सुरुवात करा. ताशिरो अनुमापनांसाठी रंगद्रव्याचे संघटन, दृश्य अंतिम बिंदू आणि विश्लेषणात्मक गणना यांची एकत्र नोंद ठेवा.