Artikel
Kalkulator kemolaran metilena biru: bentuk hidrat dan asas asai
Jisim metilena biru yang sama boleh menghasilkan kepekatan molar yang berbeza bergantung pada bentuk molekulnya dan cara asainya dilaporkan. Pengiraan menggunakan jisim klorida anhidrus berbeza daripada pengiraan menggunakan jisim hidrat. Asai berasaskan bahan kering memperkenalkan satu lagi perbezaan: peratusan yang dilaporkan tidak menggambarkan secara langsung bahan dalam keadaan ketika ditimbang.
Buka kalkulator kemolaran metilena biru untuk memasukkan jisim, isi padu akhir larutan, bentuk molekul, dan asas pengiraan. Kalkulator ini berjalan dalam pelayar anda, memaparkan persamaan dengan nilai yang dimasukkan, dan melaporkan mol/L, mmol/L, dan µmol/L. Contoh di bawah ialah pengiraan makmal, bukan pemilihan dos untuk manusia atau haiwan.
Apa yang diukur oleh hasil pengiraan
Kemolaran ialah nama lazim bagi kepekatan amaun. Takrif IUPAC bagi kepekatan amaun membahagikan amaun sesuatu juzuk dengan isi padu campuran:
c = n / V
Di sini, n ialah amaun metilena biru dalam mol dan V ialah isi padu akhir larutan dalam liter. Untuk bahan tulen dalam bentuk yang ditentukan, n = m / M, dengan m ialah jisim dalam gram dan M ialah jisim molar dalam g/mol. Hubungan ini mengikuti takrif NIST bagi jisim molar dan kepekatan.
Penyebutnya ialah isi padu selepas pelarutan. “100 mL larutan akhir” dan “100 mL pelarut ditambah” ialah rekod penyediaan yang berbeza. Pengiraan tidak dapat menyelesaikan kekaburan itu selepas penyediaan dilakukan.
Pilih bahan sebelum memilih jisim molarnya
Untuk pengiraan klorida anhidrus, alat ini menggunakan 319.85 g/mol. Untuk trihidrat yang didokumenkan, alat ini menggunakan 373.90 g/mol. Spesifikasi trihidrat Thermo Fisher mengenal pasti formula dengan tiga molekul air dan jisim molar yang kedua itu. Air menyumbang kepada jisim yang ditimbang tanpa menambah satu lagi unit metilena biru.
Pertimbangkan dua penyediaan nominal, masing-masing mengandungi 100 mg bahan tulen dalam 100 mL larutan akhir:
| Bahan yang diandaikan | Pengiraan | Kepekatan |
|---|---|---|
| Klorida anhidrus | 0.100 / (319.85 × 0.100) | 3.126 mmol/L |
| Trihidrat | 0.100 / (373.90 × 0.100) | 2.675 mmol/L |
Ini ialah contoh pengiraan, bukan pengukuran. Penggunaan penyebut anhidrus untuk trihidrat tulen akan memberikan kepekatan yang lebih tinggi daripada nilai sebenar sebanyak kira-kira 16.9%. Penambahan tempat perpuluhan tidak akan membetulkan andaian bahan yang salah.
Botol yang hanya dilabel sebagai “hidrat” tidak menetapkan bilangan molekul air yang tetap. Oleh itu, kalkulator ini tidak membenarkan pengiraan nominal apabila penghidratan tidak ditentukan. Untuk kimia yang mendasarinya, lihat bentuk molekul dan penghidratan metilena biru.
Padankan asai dengan jisim yang diterangkannya
Soalan penting bukan sekadar “Apakah peratusan pada sijil?” Sebaliknya, “Peratusan bagi apa, yang dinyatakan sebagai sebatian yang mana?” Kalkulator ini membezakan empat maksud:
| Asas pengiraan | Perkara yang perlu diketahui | Persamaan |
|---|---|---|
| Bentuk tulen nominal | Bentuk molekul yang tepat; andaian jelas tentang ketulenan 100% | c = m / (M × V) |
| Bentuk terpilih dalam keadaan asal | Pecahan jisim bentuk yang sama dalam bahan ketika ditimbang | c = m × a / (M × V) |
| Setara anhidrus dalam keadaan asal | Setara klorida anhidrus bagi setiap jisim bahan ketika ditimbang | c = m × a / (319.85 × V) |
| Asai anhidrus berasaskan bahan kering | Asai klorida anhidrus berasaskan bahan kering dan kehilangan semasa pengeringan yang diukur serta sepadan | c = m × (1 − d) × a / (319.85 × V) |
Dalam persamaan ini, a ialah peratusan asai dibahagikan dengan 100; d ialah peratusan kehilangan semasa pengeringan yang sepadan dibahagikan dengan 100. Persamaan terakhir ialah penukaran imbangan jisim antara asas pelaporan yang dinyatakan dengan jelas. Persamaan ini sesuai hanya apabila pembetulan pengeringan sepadan dengan takrif asai.
Pratonton monograf USP menyatakan asainya sebagai metilena biru anhidrus berasaskan bahan kering dan memberikan julat penerimaan 97.0–103.0%. Hasil analisis melebihi 100% bukan dakwaan literal bahawa sampel mengandungi sebatian tulen dengan jisim yang melebihi jisim sampel itu sendiri. Alat ini membenarkan anggaran asai berasaskan bahan kering sehingga 103% dan melabelkan hasil tersebut sebagai anggaran analisis.
Contoh pengiraan: hasil berasaskan bahan kering
Andaikan rekod makmal mendokumenkan 100.0 mg bahan, asai setara anhidrus 99.0% berasaskan bahan kering, kehilangan semasa pengeringan yang diukur dan sepadan sebanyak 14.0%, serta 100.0 mL larutan akhir. Nilai ini bersifat hipotetikal.
- Tukarkan jisim yang ditimbang: 100.0 mg = 0.1000 g.
- Gunakan pecahan jisim kering: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
- Gunakan asai: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g setara klorida anhidrus.
- Tukarkan kepada amaun dan bahagikan dengan isi padu: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.
Jangan bahagikan lagi dengan jisim molar trihidrat. Pengangka sudah dinyatakan sebagai setara klorida anhidrus. Menambahkan pembetulan hidrat akan mengambil kira pelarasan air dua kali.
Jika rekod yang sama sebaliknya mendokumenkan secara langsung 85.14% setara anhidrus dalam keadaan diterima, mod keadaan asal akan menghasilkan jawapan yang sama tanpa input pengeringan berasingan. Kesepadanan antara kedua-dua kaedah itu ialah semakan aritmetik yang berguna.
Apabila data yang tersedia tidak mencukupi
Spesifikasi tidak semestinya merupakan pengukuran lot. Contohnya, penyenaraian produk hidrat metilena biru Merck memberikan asai minimum yang dikira berasaskan bahan kering, kehilangan maksimum semasa pengeringan, dan berat molekul berasaskan anhidrus walaupun produk itu diterangkan sebagai hidrat. Memasukkan had tersebut seolah-olah ia nilai yang diukur akan menghasilkan anggaran titik yang tidak disokong oleh penyenaraian itu.
Begitu juga, peratusan asai yang tidak dinyatakan asasnya atau peratusan luas kromatografi tidak secara automatik menetapkan pecahan jisim yang diperlukan di sini. Dapatkan kaedah pelaporan daripada sijil atau pembekal. Panduan untuk membaca sijil analisis metilena biru menerangkan semakan dokumen tersebut.
Medan kosong, jisim atau isi padu yang tidak positif, unit yang tidak disokong, dan asas asai yang tiada akan menghasilkan ralat, bukannya hasil pengiraan. Perubahan pada input menggantikan hasil sebelumnya, termasuk apabila nilai baharu tidak sah. Limpahan angka ditolak. Alat ini tidak menguji sama ada sesuatu kepekatan boleh larut, sama ada pelarutan telah lengkap, atau sama ada sediaan kekal stabil.
Pastikan pengiraan boleh diulang
Rekodkan lot, bentuk molekul, hasil dan asas asai, sebarang pembetulan pengeringan, jisim yang ditimbang, isi padu akhir, dan keadaan penyediaan. Laporkan hanya ketepatan yang disokong oleh pengukuran anda; digit yang dipaparkan oleh kalkulator hanyalah untuk kemudahan.
Untuk larutan stok yang sudah didokumenkan, gunakan pengiraan pencairan metilena biru yang berasingan. Untuk label peratusan, semak dahulu penukaran kepekatan metilena biru. Kemolaran yang betul mahupun peratusan yang ditukar dengan betul tidak menentukan cara sesuatu bahan patut diberikan.