వ్యాసం
మిథిలీన్ బ్లూ రసాయనశాస్త్రం: నిర్మాణం, సూత్రం, లక్షణాలు, పేర్లు
మిథిలీన్ బ్లూ అంటే సాధారణంగా మిథైల్థయోనినియం క్లోరైడ్. ఇది ధనావేశం గల సేంద్రీయ రంగు పదార్థం, క్లోరైడ్ ప్రతిఅయాన్ కలిగిన లవణం. నిర్జల లవణం సూత్రం C₁₆H₁₈ClN₃S, దాని సూత్ర ద్రవ్యరాశి సుమారు 319.85 g/mol. స్ఫటికీకరణ జలం, రంగు పదార్థపు కాటయాన్ గుర్తింపును మార్చకుండానే, తూకం వేసిన పదార్థం ద్రవ్యరాశిని మారుస్తుంది.
ఈ తేడా రసాయన కేటలాగ్‌లలో కనిపించే అనేక వైరుధ్యాలను స్పష్టం చేస్తుంది. ఒక నమోదు లవణం నికర ఆవేశాన్ని సున్నాగా సరిగ్గా పేర్కొంటూనే, రంగు పదార్థాన్ని కాటయానిక్‌గా వర్ణించవచ్చు. మరో కేటలాగ్‌లోని పదార్థం ట్రైహైడ్రేట్ అయితే, అది 373.90 g/mol అని పేర్కొనవచ్చు. ఒక లక్షణాన్ని ఉపయోగించే ముందు, ఆ సంఖ్య దేనిని వివరిస్తుందో గుర్తించండి.
పేర్లు పదార్థంలోని వేర్వేరు స్థాయిలను గుర్తిస్తాయి
ChEBI మిథిలీన్ బ్లూ నమోదు క్లోరైడ్ లవణాన్ని గుర్తిస్తుంది, CAS 61-73-4ను పేర్కొంటుంది, అలాగే మిథైల్థయోనినియం క్లోరైడ్, బేసిక్ బ్లూ 9, C.I. 52015 అనే పేర్లను కలిగి ఉంటుంది. దాని క్రమబద్ధమైన రసాయన నామం 3,7-బిస్(డైమిథైల్అమినో)ఫీనోథయాజిన్-5-ఇయం క్లోరైడ్.
“క్లోరైడ్” లేకుండా మిథైల్థయోనినియం అనే పేరు సేంద్రీయ కాటయాన్‌ను గుర్తిస్తుంది. హైడ్రేట్ సూచన మరో తేడాను తెలియజేస్తుంది: ఘన పదార్థంలో పేర్కొన్న పరిమాణంలోని నీటితో అనుబంధంగా ఉన్న మిథిలీన్ బ్లూ క్లోరైడ్. కొనుగోలు నిర్దేశాల కోసం పూర్తి రసాయన నామం, సూత్రం, హైడ్రేట్ ప్రాతిపదిక, సరఫరాదారు గుర్తింపును కలిపి నమోదు చేయండి. రంగును సూచించే పదం మీద మాత్రమే ఆధారపడవద్దు. మిథైల్ బ్లూ, సారూప్య పేర్లు గల రంగు పదార్థాల పోలిక దగ్గరగా ఉన్న పేర్లు వేర్వేరు రసాయనాలను ఎందుకు సూచించవచ్చో వివరిస్తుంది.
అణు నిర్మాణాలను చదవండి
నిర్మాణం A: మిథైల్థయోనినియం కాటయాన్
గుర్తులు: నీలం రంగులోని N చిహ్నాలు మూడు నైట్రోజన్ పరమాణువులను సూచిస్తాయి; పసుపు రంగులోని S సల్ఫర్‌ను సూచిస్తుంది; బయట ఉన్న రెండు నైట్రోజన్ పరమాణువులకు ఒక్కొక్కదానికి రెండు మిథైల్ సమూహాలు ఉన్నాయి. ఆ సమూహాలలో గుర్తులు లేని రేఖల చివరలు, ప్రత్యేకంగా చూపని హైడ్రోజన్‌లతో కూడిన కార్బన్ పరమాణువులను సూచిస్తాయి. కలిసిపోయిన మూడు వలయాలు మధ్యలోని సంయుగ్మిత నిర్మాణ చట్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఈ మూల చిత్రంలో ఫార్మల్ ఆవేశాన్ని సూచించే ఒక విధానం చూపబడింది.
ChEBI కాటయాన్ నిర్మాణం సూత్రం C₁₆H₁₈N₃S⁺, నికర ఆవేశం +1, సగటు ద్రవ్యరాశి 284.408. 3, 7 స్థానాల్లో డైమిథైల్అమినో ప్రతిస్థాపక సమూహాలు ఉంటాయి. ఒక చిత్రంలో ఒక పరమాణువుపై ఉన్న ఫార్మల్ ధన చిహ్నం, ఆ సూచనా విధానంలో ఆవేశాన్ని లెక్కించేందుకు ఉపయోగపడుతుంది; దానిని పూర్తి ఎలక్ట్రాన్ పంపిణీని చూపే పటంగా అర్థం చేసుకోకూడదు.
నిర్మాణం B: క్లోరైడ్ లవణం
గుర్తులు: ఆకుపచ్చ రంగులోని Cl⁻ క్లోరైడ్ ప్రతిఅయాన్. దానిని ఉద్దేశపూర్వకంగా సేంద్రీయ నిర్మాణం నుంచి విడిగా చూపించారు. ఒక +1 కాటయాన్, ఒక −1 ఆనయాన్ కలిసి తటస్థ సూత్ర ప్రమాణాన్ని ఇస్తాయి. రెండు నిర్మాణ చిత్రాలను ChEBI నుంచి పునరుత్పత్తి చేసి, వాటి బంధాలు లేదా పరమాణు గుర్తులను మార్చకుండా WebPగా మార్చారు.
CID 6099 కోసం PubChem నమోదు ప్రత్యామ్నాయ క్రమబద్ధమైన రసాయన నామాన్ని, ద్విబంధాలు మరియు ఫార్మల్ ఆవేశానికి వేరే స్థానాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ సూచనా విధానాలలో పరమాణువుల అనుసంధానం ఒకటే. వేరే హైడ్రేట్ లేదా అదనపు పదార్థం ఉందని ఇవి నిర్ధారించవు.
ఆధారాలతో కూడిన లక్షణాల పట్టిక
కింద ఇచ్చిన సూత్ర ద్రవ్యరాశులు USP మిథిలీన్ బ్లూ మోనోగ్రాఫ్ ముందస్తు వీక్షణను అనుసరిస్తాయి. భౌతిక కొలతలు ఒక నిర్దిష్ట వాణిజ్య ట్రైహైడ్రేట్ నమోదు నుంచి తీసుకున్న ఉదాహరణలు; అందుబాటులో ఉన్న వాటి కొలత పరిస్థితులను యథాతథంగా ఉంచాం.
| లక్షణం | విలువ లేదా వివరణ | ప్రాతిపదిక, అర్థం |
|---|---|---|
| రంగు పదార్థపు కాటయాన్ | C₁₆H₁₈N₃S⁺; +1; సుమారు 284.41 g/mol | కాటయాన్ మాత్రమే, క్లోరైడ్, నీరు మినహాయించి; ChEBI 43830 |
| నిర్జల క్లోరైడ్ | C₁₆H₁₈ClN₃S; 319.85 g/mol | తటస్థ లవణ సూత్ర ప్రమాణం; USP |
| మోనోహైడ్రేట్ | C₁₆H₁₈ClN₃S·H₂O; 337.90 g/mol | ప్రతి లవణ సూత్ర ప్రమాణానికి ఒక నీటి అణువు; USP |
| ట్రైహైడ్రేట్ | C₁₆H₁₈ClN₃S·3H₂O; 373.90 g/mol | ప్రతి లవణ సూత్ర ప్రమాణానికి మూడు నీటి అణువులు; USP |
| పెంటాహైడ్రేట్ | C₁₆H₁₈ClN₃S·5H₂O; 409.93 g/mol | ప్రతి లవణ సూత్ర ప్రమాణానికి ఐదు నీటి అణువులు; USP |
| భౌతిక రూపం | ఘన పదార్థం | Merck/Sigma ఉత్పత్తి 1.04122, ట్రైహైడ్రేట్‌గా లేబుల్ చేయబడింది |
| నివేదించిన ఘన పదార్థ సాంద్రత | 22 °C వద్ద 1.757 g/cm³ | ఉత్పత్తి 1.04122; తయారుచేసిన ద్రావణం సాంద్రత కాదు |
| నివేదించిన బల్క్ సాంద్రత | 400–600 kg/m³ | అదే ఉత్పత్తి; పొడి కణాల మధ్య ఖాళీలను కలుపుతుంది |
| నివేదించిన pH | 20 °C వద్ద 3, నీటిలో 10 g/L | అదే ఉత్పత్తి, పేర్కొన్న ద్రావణ పరిస్థితులు |
| పేర్కొన్న ద్రావణీయత | 50 g/L | అదే ఉత్పత్తి; చూపిన నమోదులో ఉష్ణోగ్రత పేర్కొనలేదు |
| ఉష్ణ సంబంధిత నమోదు | 190 °C, విచ్ఛిన్నం | అదే ఉత్పత్తి; ఎలాంటి వివరణ అవసరం లేని సమతుల్య ద్రవీభవన స్థానం కాదు |
| pKa | నిర్వచించిన ఆమ్ల/క్షార జత, మాధ్యమం అవసరం | సీసాలోని పదార్థం లేదా ద్రావణం pHకు బదులుగా ఉపయోగించలేం |
తయారీదారు ఉత్పత్తి నమోదు ఉత్పత్తికి ప్రత్యేకమైన వరుసలకు ఆధారాన్ని అందిస్తుంది. ఈ నమోదులు ఉపయోగకరమైన సూచన విలువలు మాత్రమే; ప్రతి పొడికి లేదా తుది ద్రవ ఉత్పత్తికి వర్తించే నిర్దేశాలు కావు. డేటాబేస్‌లలోని సూత్ర ద్రవ్యరాశుల మధ్య చిన్న తేడాలు పరమాణు భారానికి అనుసరించే పద్ధతులు, సంఖ్యలను చుట్టడం వల్ల కూడా రావచ్చు; ఇది హైడ్రేట్ వల్ల కలిగే చాలా పెద్ద తేడాకు భిన్నమైన విషయం.
జలయోజనం లెక్కను ఎందుకు మారుస్తుంది
ఆదర్శ నిర్జల క్లోరైడ్ ఒక మిల్లీమోల్ బరువు 319.85 mg; ఆదర్శ ట్రైహైడ్రేట్ ఒక మిల్లీమోల్ బరువు 373.90 mg. ప్రతిదానిలో ఒక మిల్లీమోల్ రంగు పదార్థపు కాటయాన్‌లు ఉంటాయి. పట్టిక ఆధారంగా లెక్కిస్తే, సమాన పరిమాణంలోని రంగు పదార్థానికి ట్రైహైడ్రేట్ ద్రవ్యరాశి సుమారు 16.9% ఎక్కువ.
అందువల్ల, స్వచ్ఛమైన నిర్జల క్లోరైడ్ 1.000 g/L సుమారు 3.13 mmol/Lకు సమానం; స్వచ్ఛమైన ట్రైహైడ్రేట్ 1.000 g/L సుమారు 2.67 mmol/Lకు సమానం. ఇవి వాస్తవ పరిమాణ నిర్ధారణ పరీక్ష ఫలితం లేదా కొలిచిన నీటి పరిమాణం ఆధారంగా సవరణ చేయకముందు, సూత్రాల ఆధారంగా ఇచ్చిన ఉదాహరణలు. ఎంచుకున్న రసాయన రూపాన్ని స్పష్టంగా ఉంచేందుకు మిథిలీన్ బ్లూ మోలారిటీ కాలిక్యులేటర్‌ను ఉపయోగించండి.
USP నిర్వచనం పరిమాణ నిర్ధారణ పరీక్ష ఫలితాన్ని ఎండబెట్టిన ప్రాతిపదికన వ్యక్తపరుస్తుంది. కాబట్టి ఎండబెట్టిన ప్రాతిపదికన ఇచ్చిన శాతాన్ని, అందుకున్న స్థితిలోని పొడి ద్రవ్యరాశిని కలిపి అర్థం చేసుకోవాలి. స్ఫటికీకరణ జలం ఉండటమే కలుషితానికి సాక్ష్యం కాదు. విపులమైన ట్రైహైడ్రేట్, నిర్జల రూపాల పోలిక ఆ లేబుళ్లను ఎలా చదవాలో వివరిస్తుంది.
ఆవేశం ఉన్నంత మాత్రాన కొల్లాయిడ్ అని నిర్ధారణ కాదు
“మిథిలీన్ బ్లూ సోల్ ఆవేశం” అనే పదబంధం రెండు వేర్వేరు ప్రశ్నలను కలిపేస్తుంది. రంగు పదార్థపు అయాన్ ఆవేశం +1. ఒక తయారీ సోల్ అవుతుందా లేదా అనేది తెలుసుకోవాలంటే, దాని విక్షేపిత వ్యవస్థ గురించి సమాచారం అవసరం.
IUPAC సోల్ నిర్వచనం ప్రవహించగల కొల్లాయిడల్ వ్యవస్థకు సంబంధించినది. ఆవేశం గల రంగు పదార్థపు ప్రతి ద్రావణాన్ని అది కొల్లాయిడ్‌గా పరిగణించదు. అలాగే, తటస్థ లవణ సూత్రం ఉన్నంత మాత్రాన దానిలోని కరిగిన అయాన్‌లు విడివిడిగా తటస్థంగా ఉంటాయని అర్థం కాదు. కణ ఆవేశం లేదా జీటా పొటెన్షియల్ గురించి వాదించాలంటే అణు సూత్రం మాత్రమే సరిపోదు; వాస్తవ తయారీ, కొలత పరిస్థితులు అవసరం.
pH, pKa, ధ్రువత్వం వేర్వేరు ప్రశ్నలకు సమాధానమిస్తాయి
IUPAC ద్రావణంలోని హైడ్రోజన్ అయాన్ క్రియాశీలత ద్వారా pHను నిర్వచిస్తుంది. అందువల్ల పొడి మిథిలీన్ బ్లూ పదార్థానికి స్వతంత్ర జల ద్రావణ pH ఉండదు. ఉపయోగకరమైన pH నమోదు ద్రావకం, గాఢత, ఉష్ణోగ్రత, సమ్మేళనాన్ని పేర్కొంటుంది. బఫర్‌ను కలపడం వల్ల రంగు పదార్థపు లేబుల్‌పై ముద్రించిన గుర్తింపు మారకుండానే ద్రావణం pH మారవచ్చు.
దీనికి భిన్నంగా, ఆమ్ల వియోజన స్థిరాంకం ఒక నిర్దిష్ట సమతుల్య స్థితిని వివరిస్తుంది; pKa అనేది ఆ స్థిరాంకం యొక్క ఆధారం 10 గల సంవర్గమానానికి రుణ విలువ. ఉపయోగించదగిన “మిథిలీన్ బ్లూ pKa” విలువలో ప్రోటాన్‌ను స్వీకరించిన, ప్రోటాన్‌ను కోల్పోయిన రసాయన రూపాలను, మాధ్యమాన్ని పేర్కొనాలి. ఒక సంఖ్య మాత్రమే ఉంటే, అది ఆక్సీకరణ చెందిన రంగు పదార్థాన్ని సూచిస్తుందా లేదా మరో రసాయన రూపాన్ని సూచిస్తుందా అనేది తెలియదు. ప్రోటాన్ బదిలీ, ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ వేర్వేరు ప్రక్రియలు; రెండో ప్రక్రియ కోసం మిథిలీన్ బ్లూ, ల్యూకోమిథిలీన్ బ్లూ రెడాక్స్ రసాయనశాస్త్రాన్ని చూడండి.
“ధ్రువమైనదా లేదా అధ్రువమైనదా?” అనే ప్రశ్నకు కూడా ఉద్దేశం స్పష్టంగా ఉండాలి. మిథిలీన్ బ్లూ క్లోరైడ్ అయానిక్ పదార్థం; దాని సేంద్రీయ కాటయాన్‌లో విస్తృతమైన కార్బన్ నిర్మాణ చట్రం ఉంటుంది. మొత్తం పదార్థానికి ఒకే ధ్రువత్వ స్కోరు కేటాయించడం కంటే ఈ వివరణ ఉపయోగకరమైనది. ద్రావక ధ్రువత్వంపై IUPAC చర్చ వివరించినట్లుగా, ద్రావకీకరణ అనేక పరస్పర చర్యలపై ఆధారపడుతుంది. ద్రావణ తయారీలో ఉద్దేశించిన ద్రావకంలో కొలిచిన ద్రావణీయతను, ద్రావణీయత, ద్రావణ తయారీ మార్గదర్శినిలోని పరిస్థితులను ఉపయోగించండి.
మార్పిడిలో ఏ సాంద్రతను ఉపయోగించాలి?
1 g/cm³ అనేది 1 g/mLకు సమానమైనప్పటికీ, యూనిట్‌ను మార్చడం వల్ల కొలిచినది మారదు. ఘన పదార్థం సాంద్రతను ఉపయోగించి పలుచని ద్రావణం మిల్లీలీటర్లను ఆ ద్రావణం గ్రాములుగా మార్చలేం. పొడి బల్క్ సాంద్రత మరో ప్రశ్నకు సమాధానమిస్తుంది, ఎందుకంటే పొడిని నింపినప్పుడు కణాల మధ్య గాలి మిగులుతుంది.
పరిమాణానికి ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిని ద్రవ్యరాశికి ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిగా మార్చేందుకు, పేర్కొన్న ఉష్ణోగ్రత వద్ద తుది ద్రావణం సాంద్రతను పొందండి. తూకం, మోలారిటీ కోసం పదార్థం సూత్రాన్ని, పరిమాణ నిర్ధారణ పరీక్ష ప్రాతిపదికను నిర్ధారించండి. కొలుస్తున్న పదార్థానికి సరైన లక్షణాన్ని అన్వయించడం వల్ల, అదనపు దశాంశ స్థానాలతో కూడా సరిచేయలేని లోపాలను నివారించవచ్చు.