Molaritetskalkylator för metylenblått: hydratform och haltbestämningsbasis

Samma massa metylenblått kan ge olika molära koncentrationer beroende på dess molekylform och hur haltbestämningen redovisas. En beräkning utifrån massan av vattenfri klorid skiljer sig från en beräkning utifrån massan av ett hydrat. En haltbestämning på torrsubstansbasis innebär ytterligare en skillnad: den rapporterade procenthalten beskriver inte direkt materialet så som det vägts upp.

Öppna molaritetskalkylatorn för metylenblått för att ange massa, lösningens slutvolym, molekylform och beräkningsbasis. Den körs i din webbläsare, visar ekvationen med insatta värden och redovisar mol/L, mmol/L och µmol/L. Exemplen nedan är laboratorieberäkningar, inte val av doser för människor eller djur.

Vad resultatet mäter

Molaritet är den välkända benämningen på substansmängdskoncentration. Enligt IUPAC:s definition av substansmängdskoncentration divideras substansmängden av en beståndsdel med blandningens volym:

c = n / V

Här är n substansmängden metylenblått i mol och V lösningens slutvolym i liter. För rent material i en angiven form gäller n = m / M, där m är massan i gram och M är molmassan i g/mol. Dessa samband följer NIST:s definitioner av molmassa och koncentration.

Nämnaren är volymen efter upplösning. ”100 mL färdig lösning” och ”100 mL tillsatt lösningsmedel” är olika uppgifter i ett beredningsprotokoll. En beräkning kan inte reda ut den tvetydigheten i efterhand.

Välj materialet innan du väljer dess molmassa

För en beräkning med vattenfri klorid använder verktyget 319.85 g/mol. För ett dokumenterat trihydrat använder det 373.90 g/mol. Thermo Fishers specifikation för trihydrat anger formeln med tre vattenmolekyler och den sistnämnda molmassan. Vatten bidrar till den uppvägda massan utan att tillföra ytterligare en enhet metylenblått.

Betrakta två nominella beredningar som vardera innehåller 100 mg rent material i 100 mL färdig lösning:

Detta är beräkningsexempel, inte mätningar. Om nämnaren för vattenfri klorid användes för rent trihydrat skulle koncentrationen överskattas med cirka 16.9%. Fler decimaler skulle inte rätta till det felaktiga antagandet om materialet.

En flaska som enbart beskrivs som ”hydrat” fastställer inte ett bestämt antal vattenmolekyler. Kalkylatorn tillåter därför inte en nominell beräkning vid ospecificerad hydratisering. Läs om den bakomliggande kemin i metylenblåtts molekylformer och hydratisering.

Matcha haltbestämningen med den massa den beskriver

Den viktiga frågan är inte bara ”Vilken procenthalt står på certifikatet?” utan ”En procenthalt av vad, uttryckt som vilken förening?” Kalkylatorn skiljer mellan fyra betydelser:

I dessa ekvationer är a den haltbestämda procenthalten dividerad med 100; d är motsvarande torkningsförlust i procent dividerad med 100. Den sista ekvationen är en omräkning via massbalans mellan de uttryckligen angivna redovisningsbaserna. Den är endast lämplig när torkningskorrigeringen motsvarar haltbestämningens definition.

I förhandsvisningen av USP-monografin uttrycks haltbestämningen som vattenfritt metylenblått på torrsubstansbasis, med ett acceptansintervall på 97.0–103.0%. Ett analysresultat över 100% är inte ett bokstavligt påstående om att ett prov innehåller mer ren förening än sin egen massa. Verktyget tillåter uppskattade halter på torrsubstansbasis upp till 103% och märker resultatet som en analytisk uppskattning.

Beräkningsexempel: ett resultat på torrsubstansbasis

Anta att ett laboratorieprotokoll dokumenterar 100.0 mg material, en haltbestämning på 99.0% uttryckt som vattenfri ekvivalent på torrsubstansbasis, en motsvarande uppmätt torkningsförlust på 14.0% och 100.0 mL färdig lösning. Dessa värden är hypotetiska.

1. Omvandla den uppvägda massan: 100.0 mg = 0.1000 g.
2. Tillämpa torrsubstansfraktionen: 0.1000 × 0.860 = 0.0860 g.
3. Tillämpa haltbestämningen: 0.0860 × 0.990 = 0.08514 g vattenfri kloridekvivalent.
4. Omvandla till substansmängd och dividera med volymen: 0.08514 / (319.85 × 0.1000) = 2.662 mmol/L.

Dividera inte också med trihydratets molmassa. Täljaren är redan uttryckt som vattenfri kloridekvivalent. Om en hydratkorrigering läggs till räknas vattenjusteringen två gånger.

Om samma protokoll i stället direkt dokumenterade 85.14% vattenfri ekvivalent i mottaget skick, skulle läget för befintligt skick ge samma svar utan någon separat uppgift om torkning. Att dessa två beräkningsvägar ger samma resultat är en användbar kontroll av aritmetiken.

När tillgängliga uppgifter inte räcker

Specifikationer är inte nödvändigtvis mätningar på en viss sats. Till exempel anger Mercks produktsida för metylenblåtthydrat en minimihalt beräknad på torkad substans, en maximal torkningsförlust och en molekylvikt på vattenfri basis, trots att produkten beskrivs som ett hydrat. Att sätta in dessa gränsvärden som om de vore uppmätta värden skulle ge en punktskattning som produktsidan inte ger stöd för.

På samma sätt fastställer en ospecificerad halt i procent eller en kromatografisk areaprocent inte automatiskt den massfraktion som behövs här. Ta reda på redovisningsprincipen från certifikatet eller leverantören. Guiden till att läsa ett analyscertifikat för metylenblått förklarar vilka dokumentkontroller som behövs.

Tomma fält, massa eller volym som är noll eller negativ, enheter som inte stöds och saknad basis för haltbestämningen ger ett felmeddelande i stället för ett resultat. När ett inmatat värde ändras ersätts det tidigare resultatet, även när det nya värdet är ogiltigt. Numeriskt overflow avvisas. Verktyget kontrollerar inte om koncentrationen ryms inom lösligheten, om upplösningen var fullständig eller om beredningen förblev stabil.

Gör beräkningen reproducerbar

Dokumentera sats, molekylform, haltbestämningsresultat och basis, eventuell torkningskorrigering, uppvägd massa, slutvolym och beredningsförhållanden. Rapportera endast den precision som dina mätningar ger stöd för; kalkylatorns visade siffror är till för bekvämlighetens skull.

För en redan dokumenterad stamlösning använder du de separata spädningsberäkningarna för metylenblått. För procentangivelser kontrollerar du först koncentrationsomräkningarna för metylenblått. Varken en korrekt molaritet eller en korrekt omräknad procenthalt avgör hur ett ämne ska administreras.