Kimika ng methylene blue: estruktura, pormula, mga katangian, at mga pangalan

Ang methylene blue ay karaniwang tumutukoy sa methylthioninium chloride, isang asin na naglalaman ng organikong pangkulay na may positibong karga at isang kontra-ion na klorido. Ang asin na walang tubig ay may pormulang C₁₆H₁₈ClN₃S at masa ng pormula na humigit-kumulang 319.85 g/mol. Binabago ng tubig ng kristalisasyon ang masa ng materyal na tinitimbang nang hindi binabago ang pagkakakilanlan ng katyon ng pangkulay nito.

Nililinaw ng pagkakaibang iyon ang ilang tila pagsasalungatan sa mga katalogo ng kemikal. Maaaring wastong iulat ng isang tala na sero ang kabuuang karga ng asin habang inilalarawan ang pangkulay bilang katyoniko. Maaaring mag-ulat naman ang isa pang katalogo ng 373.90 g/mol dahil trihydrate ang materyal nito. Bago gumamit ng isang katangian, tukuyin kung ano ang inilalarawan ng bilang.

Tinutukoy ng mga pangalan ang iba't ibang antas ng materyal

Tinutukoy ng tala ng ChEBI para sa methylene blue ang asin na klorido, inililista ang CAS 61-73-4, at isinasama ang mga pangalang methylthioninium chloride, Basic Blue 9, at C.I. 52015. Ang sistematikong pangalan nito ay 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium chloride.

Ang pangalang methylthioninium na walang “chloride” ay tumutukoy sa organikong katyon. Nagdaragdag ng isa pang pagkakaiba ang pagtukoy bilang hydrate: methylene blue chloride na may kasamang tinukoy na dami ng tubig sa solidong anyo nito. Para sa espesipikasyon sa pagbili, itala nang magkakasama ang buong pangalang kemikal, pormula, batayan ng hydrate, at pantukoy ng tagapagtustos. Huwag umasa sa salitang tumutukoy sa kulay lamang. Ipinapaliwanag ng paghahambing ng methyl blue at mga pangkulay na may kahawig na pangalan kung bakit maaaring tumukoy sa magkaibang kemikal ang magkahawig na pangalan.

Basahin ang mga estrukturang molekular

Estruktura A: ang katyon na methylthioninium

Mga etiketa: tinutukoy ng mga asul na simbolong N ang tatlong atomo ng nitrogen; tinutukoy ng dilaw na S ang sulfur; ang dalawang panlabas na atomo ng nitrogen ay may tig-dalawang pangkat na methyl. Ang mga dulo ng linyang walang etiketa sa mga pangkat na iyon ay kumakatawan sa mga atomo ng carbon kasama ang kanilang mga hydrogen na hindi tahasang iginuhit. Binubuo ng tatlong magkasanib na singsing ang gitnang konjugadong balangkas. Ipinapakita ng orihinal na guhit na ito ang isang representasyon ng pormal na karga.

Ang estruktura ng katyon sa ChEBI ay may pormulang C₁₆H₁₈N₃S⁺, kabuuang kargang +1, at karaniwang masa na 284.408. Nasa mga posisyon 3 at 7 ang mga pangkat na dimethylamino. Ang pormal na tandang positibo sa isang atomo sa guhit ay paraan ng pagtatala para sa representasyong iyon; hindi ito dapat ituring na mapa ng buong distribusyon ng mga elektron.

Estruktura B: ang asin na klorido

Mga etiketa: ang berdeng Cl⁻ ang kontra-ion na klorido. Sadyang hindi ito nakakabit sa organikong estruktura. Ang isang katyong +1 at isang anyong −1 ay bumubuo ng neutral na yunit ng pormula. Ang parehong guhit ng estruktura ay kinopya mula sa ChEBI at ginawang WebP nang hindi binabago ang kanilang mga bigkis o etiketa ng atomo.

Gumagamit ang tala ng PubChem para sa CID 6099 ng alternatibong sistematikong pangalan at ibang pagkakalagay ng mga dobleng bigkis at pormal na karga. Pinananatili ng mga representasyong ito ang parehong pagkakaugnay ng mga atomo. Hindi nila pinatutunayang may ibang hydrate o karagdagang sangkap.

Talahanayan ng mga katangian na may sanggunian

Ang mga masa ng pormula sa ibaba ay sumusunod sa paunang sipi ng monograpo ng USP para sa methylene blue. Ang mga pisikal na sukat ay mga halimbawa mula sa tala ng isang partikular na komersiyal na trihydrate, at pinanatili ang mga kondisyon na nakasaad dito.

Sinusuportahan ng tala ng produkto ng tagagawa ang mga hanay na partikular sa produkto. Kapaki-pakinabang na sanggunian ang mga talang ito, ngunit hindi mga espesipikasyon para sa bawat pulbos o pinal na likido. Maaari ring magmula sa mga kumbensiyon sa bigat atomiko at pagbilog ng mga bilang ang maliliit na pagkakaiba sa mga masa ng pormula sa mga database; ibang usapin iyon kaysa sa mas malaking pagkakaibang dulot ng hydrate.

Bakit binabago ng haydrasyon ang isang pagkalkula

Ang isang millimole ng ideyal na anhydrous chloride ay tumitimbang ng 319.85 mg; ang isang millimole ng ideyal na trihydrate ay tumitimbang ng 373.90 mg. Bawat isa ay naglalaman ng isang millimole ng mga katyon ng pangkulay. Batay sa pagkalkula mula sa talahanayan, ang masa ng trihydrate ay humigit-kumulang 16.9% na mas malaki para sa parehong dami ng pangkulay.

Dahil dito, ang 1.000 g/L ng purong anhydrous chloride ay katumbas ng humigit-kumulang 3.13 mmol/L, samantalang ang 1.000 g/L ng purong trihydrate ay katumbas ng humigit-kumulang 2.67 mmol/L. Mga halimbawang batay sa pormula ang mga ito, bago gumawa ng pagwawasto ayon sa aktuwal na pagsusuri ng nilalaman o nasukat na dami ng tubig. Gamitin ang kalkulador ng molaridad ng methylene blue upang manatiling malinaw ang napiling anyong kemikal.

Ipinapahayag ng depinisyon ng USP ang resulta ng pagsusuri ng nilalaman batay sa pinatuyong materyal. Kaya kailangang magkasamang bigyang-kahulugan ang porsiyentong batay sa pinatuyong materyal at ang masa ng pulbos sa kalagayan nito nang matanggap. Ang tubig ng kristalisasyon ay hindi awtomatikong ebidensiya ng kontaminasyon. Tinatalakay ng detalyadong paghahambing ng trihydrate at anhydrous kung paano basahin ang mga etiketang iyon.

Hindi pinatutunayan ng karga na isang koloid ang materyal

Pinagsasama ng “karga ng sol ng methylene blue” ang dalawang magkahiwalay na tanong. May kargang +1 ang ion ng pangkulay. Upang malaman kung sol ang isang preparasyon, kailangan ng impormasyon tungkol sa sistemang may mga nakakalat na partikulo.

Ang depinisyon ng IUPAC ng sol ay tumutukoy sa isang dumadaloy na sistemang koloidal. Hindi nito ginagawang koloid ang bawat solusyon ng pangkulay na may karga. Hindi rin nangangahulugan ang neutral na pormula ng asin na neutral ang bawat ion nito kapag natunaw. Ang pahayag tungkol sa karga ng partikulo o potensiyal na zeta ay nangangailangan ng aktuwal na preparasyon at mga kondisyon ng pagsukat, hindi lamang ng pormulang molekular.

Magkakaibang tanong ang sinasagot ng pH, pKa, at polaridad

Binibigyang-kahulugan ng IUPAC ang pH sa pamamagitan ng aktibidad ng ion ng hydrogen sa solusyon. Samakatuwid, ang tuyong pulbos ng methylene blue ay walang sariling pH sa tubig. Ang kapaki-pakinabang na tala ng pH ay tumutukoy sa pantunaw, konsentrasyon, temperatura, at pormulasyon. Maaaring baguhin ng pagdaragdag ng buffer ang pH ng solusyon nang hindi binabago ang pagkakakilanlang nakalimbag sa etiketa ng pangkulay.

Sa kabilang banda, inilalarawan ng konstante ng disosasyon ng asido ang isang partikular na ekilibriyo, at ang pKa ay ang negatibong logaritmo nito sa batayang 10. Ang kapaki-pakinabang na “pKa ng methylene blue” ay dapat tumukoy sa mga espesyeng may nakakabit na proton at nawalan ng proton, pati na sa midyum. Hindi ipinapakita ng isang bilang lamang kung tumutukoy ito sa naoksidang pangkulay o sa ibang anyong kemikal. Magkaibang proseso ang paglilipat ng proton at paglilipat ng elektron; tingnan ang kimikang redox ng methylene blue at leucomethylene blue para sa huli.

Kailangan din ng malinaw na layunin ang tanong na “Polar o hindi polar?” Ioniko ang methylene blue chloride, samantalang naglalaman ang organikong katyon nito ng malawak na balangkas ng carbon. Mas kapaki-pakinabang ang paglalarawang iyon kaysa sa pagbibigay ng iisang marka ng polaridad sa buong substansiya. Gaya ng ipinapaliwanag sa talakayan ng IUPAC tungkol sa polaridad ng pantunaw, nakasalalay ang solbasyon sa maraming interaksiyon. Para sa paghahanda, gamitin ang nasukat na kakayahang matunaw sa nilalayong pantunaw at ang mga kondisyon sa gabay sa kakayahang matunaw at paghahanda ng solusyon.

Aling densidad ang dapat gamitin sa pagpapalit ng sukat?

Bagaman katumbas ng 1 g/mL ang 1 g/cm³, hindi binabago ng pagpapalit ng yunit kung ano ang sinukat. Hindi magagamit ang densidad ng solido upang gawing gramo ng solusyon ang mga mililitro ng isang malabnaw na solusyon. Ibang tanong naman ang sinasagot ng densidad ng pulbos kasama ang mga puwang nito, dahil nag-iiwan ng hangin sa pagitan ng mga partikulo ang pagsisiksik.

Para sa pagpapalit mula sa masa-bawat-dami tungo sa masa-bawat-masa, kunin ang densidad ng pinal na solusyon sa isang tinukoy na temperatura. Para sa pagtitimbang at molaridad, tiyakin ang pormula ng materyal at ang batayan ng pagsusuri ng nilalaman nito. Ang pagtutugma ng katangian sa bagay na sinusukat ay nakaiiwas sa mga pagkakamaling hindi maitatama ng dagdag na mga desimal.