Metylenblåtts kjemi: struktur, formel, egenskaper og navn

Metylenblått betyr vanligvis metyltioniniumklorid, et salt som inneholder et positivt ladet organisk fargestoff og et kloridmotion. Det vannfrie saltet har formelen C₁₆H₁₈ClN₃S og en formelmasse på omtrent 319.85 g/mol. Krystallvann endrer massen til et innveid materiale uten å endre identiteten til fargestoffkationet.

Dette skillet oppklarer flere tilsynelatende motsetninger i kjemiske kataloger. En oppføring kan korrekt angi null nettoladning for saltet og samtidig beskrive fargestoffet som kationisk. En annen katalog kan angi 373.90 g/mol fordi materialet er trihydratet. Før du bruker en egenskap, må du identifisere hva tallet beskriver.

Navn identifiserer ulike nivåer av materialet

ChEBI-oppføringen for metylenblått identifiserer kloridsaltet, oppgir CAS 61-73-4 og inkluderer navnene metyltioniniumklorid, Basic Blue 9 og C.I. 52015. Det systematiske navnet er 3,7-bis(dimetylamino)fenotiazin-5-iumklorid.

Navnet metyltioninium uten «klorid» identifiserer det organiske kationet. En hydratbetegnelse innfører enda et skille: metylenblåttklorid knyttet til en angitt mengde vann i faststoffet. I en innkjøpsspesifikasjon bør du registrere det fullstendige kjemiske navnet, formelen, hydratformen og leverandørens identifikator samlet. Ikke stol på fargeordet alene. Sammenligningen av metylblått og fargestoffer med lignende navn forklarer hvorfor navn som ligner, kan identifisere ulike kjemikalier.

Les molekylstrukturene

Struktur A: metyltioniniumkationet

Symboler: blå N-symboler identifiserer tre nitrogenatomer; gul S identifiserer svovel; de to ytre nitrogenatomene har hver to metylgrupper. Linjeender uten symbol på disse gruppene representerer karbonatomer med implisitte hydrogenatomer. De tre kondenserte ringene danner det sentrale konjugerte rammeverket. Denne kildetegningen viser én fremstilling av formell ladning.

ChEBIs kationstruktur har formelen C₁₆H₁₈N₃S⁺, nettoladning +1 og gjennomsnittlig masse 284.408. Dimetylaminosubstituentene sitter i posisjonene 3 og 7. Et formelt plusstegn på ett atom i en tegning er en bokføringskonvensjon for denne fremstillingen; det bør ikke tolkes som et kart over hele elektronfordelingen.

Struktur B: kloridsaltet

Symboler: det grønne Cl⁻ er kloridmotionet. Det er med hensikt tegnet separat fra den organiske strukturen. Ett +1-kation og ett −1-anion gir en nøytral formelenhet. Begge strukturtegningene er gjengitt fra ChEBI og konvertert til WebP uten at bindinger eller atomsymboler er endret.

PubChem-oppføringen for CID 6099 bruker et alternativt systematisk navn og en annen plassering av dobbeltbindinger og formell ladning. Disse fremstillingene beholder de samme forbindelsene mellom atomene. De fastslår ikke at et annet hydrat eller en ekstra bestanddel er til stede.

Egenskapstabell med kilder

Formelmassene nedenfor følger forhåndsvisningen av USP-monografien for metylenblått. De fysiske målingene er eksempler fra en bestemt kommersiell trihydratoppføring, med de tilgjengelige betingelsene bevart.

Produsentens produktoppføring underbygger de produktspesifikke radene. Disse oppføringene er nyttige referansepunkter, ikke spesifikasjoner for ethvert pulver eller enhver ferdig væske. Små forskjeller mellom formelmasser i databaser kan også skyldes konvensjoner for atomvekter og avrunding; dette er et annet forhold enn den langt større forskjellen mellom hydratformer.

Hvorfor hydratisering endrer en beregning

Én millimol ideelt vannfritt klorid veier 319.85 mg; én millimol ideelt trihydrat veier 373.90 mg. Begge inneholder én millimol fargestoffkationer. Beregnet fra tabellen er trihydratets masse omtrent 16.9% større for samme mengde fargestoff.

Dermed tilsvarer 1.000 g/L rent vannfritt klorid omtrent 3.13 mmol/L, mens 1.000 g/L rent trihydrat tilsvarer omtrent 2.67 mmol/L. Dette er formelbaserte eksempler, før korrigering for en faktisk innholdsbestemmelse eller målt vanninnhold. Bruk molaritetskalkulatoren for metylenblått for å holde den valgte kjemiske formen tydelig angitt.

USP-definisjonen uttrykker innholdet på tørket basis. En prosentandel på tørket basis og massen til et pulver slik det er mottatt, må derfor tolkes i sammenheng. Krystallvann er ikke automatisk et tegn på forurensning. Den detaljerte sammenligningen av trihydrat og vannfri form forklarer hvordan disse etikettene skal leses.

Ladning fastslår ikke at noe er et kolloid

«Ladning i en metylenblåttsol» blander to separate spørsmål. Fargestoffionet har ladning +1. Om en tilberedning er en sol, krever informasjon om det dispergerte systemet.

IUPACs definisjon av en sol gjelder et flytende kolloidalt system. Den gjør ikke enhver løsning av et ladet fargestoff til et kolloid. En nøytral saltformel innebærer heller ikke at de oppløste ionene hver for seg er nøytrale. En påstand om partikkelladning eller zetapotensial krever opplysninger om den faktiske tilberedningen og målebetingelsene, ikke bare molekylformelen.

pH, pKa og polaritet besvarer ulike spørsmål

IUPAC definerer pH ut fra hydrogenionaktiviteten i en løsning. Tørt metylenblåttpulver har derfor ingen selvstendig pH i vann. En nyttig pH-oppføring angir løsemiddel, konsentrasjon, temperatur og formulering. Tilsetning av en buffer kan endre løsningens pH uten å endre identiteten som står på fargestoffets etikett.

Til forskjell fra dette beskriver en syredissosiasjonskonstant en bestemt likevekt, og pKa er dens negative logaritme med grunntall 10. En anvendelig «pKa for metylenblått» må angi de protonerte og deprotonerte kjemiske artene og mediet. Et enkelt tall forteller ikke om det gjelder det oksiderte fargestoffet eller en annen kjemisk form. Protonoverføring og elektronoverføring er ulike prosesser; se redokskjemien til metylenblått og leukometylenblått for sistnevnte.

«Polart eller upolart?» krever også et definert formål. Metylenblåttklorid er ionisk, mens det organiske kationet inneholder et utstrakt karbonrammeverk. Denne beskrivelsen er mer nyttig enn å tilordne hele stoffet én enkelt polaritetsverdi. Som IUPACs omtale av løsemiddelpolaritet forklarer, avhenger solvatisering av flere vekselvirkninger. Ved tilberedning bør du bruke målt løselighet i det tiltenkte løsemiddelet og betingelsene i veiledningen om løselighet og tilberedning av løsninger.

Hvilken tetthet skal brukes i en omregning?

Selv om 1 g/cm³ er lik 1 g/mL, endrer ikke et enhetsbytte hva som ble målt. Tettheten til et fast stoff kan ikke brukes til å omregne milliliter av en fortynnet løsning til gram av den løsningen. Pulverets bulktetthet besvarer enda et annet spørsmål, fordi pakkingen etterlater luft mellom partiklene.

For å omregne fra masse per volum til masse per masse må du innhente den ferdige løsningens tetthet ved en angitt temperatur. Ved innveiing og beregning av molaritet må du bekrefte materialets formel og grunnlaget for innholdsbestemmelsen. Å knytte egenskapen til objektet som måles, forebygger feil som flere desimaler ikke kan rette opp.