Hemija metilenskog plavog: struktura, formula, svojstva i nazivi

Metilensko plavo obično označava metiltioninijum-hlorid, so koja sadrži pozitivno naelektrisanu organsku boju i hloridni kontrajon. Bezvodna so ima formulu C₁₆H₁₈ClN₃S i molarnu masu od približno 319.85 g/mol. Kristalna voda menja masu odmerenog materijala, ali ne menja identitet njegovog katjona boje.

Ova razlika razjašnjava nekoliko prividnih protivrečnosti u hemijskim katalozima. Zapis može ispravno navesti nulto ukupno naelektrisanje soli, a istovremeno opisati boju kao katjonsku. Drugi katalog može navesti 373.90 g/mol zato što je njegov materijal trihidrat. Pre nego što upotrebite podatak o nekom svojstvu, utvrdite šta taj broj opisuje.

Nazivi označavaju različite nivoe opisa materijala

ChEBI zapis za metilensko plavo identifikuje hloridnu so, navodi CAS 61-73-4 i obuhvata nazive metiltioninijum-hlorid, Basic Blue 9 i C.I. 52015. Njegov sistematski naziv je 3,7-bis(dimetilamino)fenotiazin-5-ijum-hlorid.

Naziv metiltioninijum bez „hlorida” označava organski katjon. Oznaka hidrata uvodi još jednu razliku: hloridnu so metilenskog plavog povezanu sa navedenom količinom vode u čvrstoj supstanci. U specifikaciji za nabavku zajedno zabeležite puni hemijski naziv, formulu, hidratni oblik i identifikator dobavljača. Nemojte se oslanjati samo na reč koja označava boju. Poređenje metil plavog i boja sa sličnim nazivima objašnjava zašto slični nazivi mogu označavati različite hemikalije.

Tumačenje molekulskih struktura

Struktura A: metiltioninijum katjon

Oznake: plavi simboli N označavaju tri atoma azota; žuti S označava sumpor; svaki od dva spoljašnja atoma azota nosi po dve metil-grupe. Neoznačeni krajevi linija na tim grupama predstavljaju atome ugljenika sa podrazumevanim atomima vodonika. Tri kondenzovana prstena čine centralni konjugovani skelet. Ovaj izvorni crtež prikazuje jednu raspodelu formalnog naelektrisanja.

Struktura katjona u bazi ChEBI ima formulu C₁₆H₁₈N₃S⁺, ukupno naelektrisanje +1 i prosečnu masu 284.408. Na položajima 3 i 7 nalaze se dimetilamino supstituenti. Formalni znak plus na jednom atomu u crtežu služi za evidentiranje naelektrisanja u tom prikazu; ne treba ga tumačiti kao mapu celokupne raspodele elektrona.

Struktura B: hloridna so

Oznake: zeleni Cl⁻ je hloridni kontrajon. Namerno je odvojen od organske strukture. Jedan katjon sa naelektrisanjem +1 i jedan anjon sa naelektrisanjem −1 daju neutralnu formulsku jedinicu. Oba strukturna crteža preuzeta su iz baze ChEBI i pretvorena u WebP bez promene veza ili oznaka atoma.

PubChem zapis za CID 6099 koristi alternativni sistematski naziv i drugačiji raspored dvostrukih veza i formalnog naelektrisanja. Ovi prikazi zadržavaju istu povezanost atoma. Oni ne dokazuju prisustvo drugačijeg hidrata ili dodatnog sastojka.

Tabela svojstava sa izvorima

Molarne mase navedene u nastavku preuzete su iz pregleda USP monografije za metilensko plavo. Fizička merenja su primeri iz zapisa za određeni komercijalni trihidrat, uz očuvane dostupne podatke o uslovima.

Zapis proizvođača o proizvodu potkrepljuje redove koji se odnose na taj proizvod. Ovi podaci su korisne referentne tačke, a ne specifikacije za svaki prah ili gotovu tečnost. Male razlike između molarnih masa u bazama podataka mogu poticati i od usvojenih atomskih težina i zaokruživanja; to je drugačije pitanje od znatno veće razlike između hidratnih oblika.

Zašto hidratacija menja proračun

Jedan milimol idealnog bezvodnog hlorida ima masu 319.85 mg; jedan milimol idealnog trihidrata ima masu 373.90 mg. Svaki sadrži jedan milimol katjona boje. Prema proračunu na osnovu tabele, masa trihidrata je oko 16.9% veća za istu količinu boje.

Prema tome, 1.000 g/L čistog bezvodnog hlorida odgovara približno 3.13 mmol/L, dok 1.000 g/L čistog trihidrata odgovara približno 2.67 mmol/L. To su primeri zasnovani na formulama, pre korekcije prema stvarnom sadržaju određenom analizom ili izmerenom sadržaju vode. Koristite kalkulator molarne koncentracije metilenskog plavog da biste jasno naveli izabrani hemijski oblik.

Definicija u USP izražava sadržaj određen analizom u odnosu na osušenu supstancu. Zato procenat izražen u odnosu na osušenu supstancu i masu praha u primljenom stanju treba tumačiti zajedno. Kristalna voda nije automatski dokaz kontaminacije. Detaljno poređenje trihidrata i bezvodnog oblika objašnjava kako tumačiti te oznake.

Naelektrisanje ne dokazuje postojanje koloida

Izraz „naelektrisanje sola metilenskog plavog” meša dva odvojena pitanja. Jon boje ima naelektrisanje +1. Da bi se utvrdilo da li je preparat sol, potrebni su podaci o disperznom sistemu.

IUPAC definicija sola odnosi se na fluidni koloidni sistem. Ona ne znači da je svaki rastvor naelektrisane boje koloid. Ni neutralna formula soli ne znači da su njeni rastvoreni joni pojedinačno neutralni. Tvrdnja o naelektrisanju čestica ili zeta potencijalu zahteva podatke o stvarnom preparatu i uslovima merenja, a ne samo molekulsku formulu.

pH, pKa i polarnost odgovaraju na različita pitanja

IUPAC definiše pH preko aktivnosti vodonikovih jona u rastvoru. Suvi prah metilenskog plavog zato nema sopstveni pH vodenog rastvora. Koristan podatak o pH navodi rastvarač, koncentraciju, temperaturu i formulaciju. Dodavanje pufera može promeniti pH rastvora bez promene identiteta navedenog na etiketi boje.

Nasuprot tome, konstanta disocijacije kiseline opisuje određenu ravnotežu, a pKa je njen negativni logaritam sa osnovom 10. Upotrebljiv podatak o „pKa metilenskog plavog” mora navesti protonovanu i deprotonovanu hemijsku vrstu i sredinu. Sam broj ne govori da li se odnosi na oksidovanu boju ili neki drugi hemijski oblik. Prenos protona i prenos elektrona različiti su procesi; za potonji pogledajte redoks hemiju metilenskog plavog i leukometilenskog plavog.

Pitanje „polarno ili nepolarno?” takođe zahteva jasno definisanu svrhu. Metiltioninijum-hlorid je jonsko jedinjenje, dok njegov organski katjon sadrži prostran ugljenični skelet. Taj opis je korisniji od dodeljivanja jedne vrednosti polarnosti celoj supstanci. Kao što objašnjava IUPAC razmatranje polarnosti rastvarača, solvatacija zavisi od više interakcija. Pri pripremi koristite izmerenu rastvorljivost u predviđenom rastvaraču i uslove iz vodiča za rastvorljivost i pripremu rastvora.

Koju gustinu koristiti pri preračunavanju?

Iako je 1 g/cm³ jednako 1 g/mL, promena jedinice ne menja ono što je izmereno. Gustina čvrste supstance ne može se koristiti za pretvaranje mililitara razblaženog rastvora u grame tog rastvora. Nasipna gustina praha odgovara na još jedno, drugačije pitanje jer pri pakovanju čestica između njih ostaje vazduh.

Za preračunavanje koncentracije izražene kao masa po zapremini u koncentraciju izraženu kao masa po masi, pribavite gustinu gotovog rastvora na navedenoj temperaturi. Za odmeravanje i molarnu koncentraciju potvrdite formulu materijala i osnovu na kojoj je izražen sadržaj određen analizom. Usklađivanje svojstva sa predmetom merenja sprečava greške koje dodatna decimalna mesta ne mogu ispraviti.