Metilen mavisi kimyası: yapı, formül, özellikler ve adlar

Metilen mavisi genellikle, pozitif yüklü bir organik boya ve bir klorür karşı iyonu içeren metiltiyoninyum klorür tuzunu ifade eder. Susuz tuzun formülü C₁₆H₁₈ClN₃S, formül kütlesi ise yaklaşık 319.85 g/mol'dür. Kristal suyu, boya katyonunun kimliğini değiştirmeden tartılan malzemenin kütlesini değiştirir.

Bu ayrım, kimyasal kataloglarındaki görünürdeki bazı çelişkileri giderir. Bir kayıt, boyayı katyonik olarak tanımlarken tuzun net yükünü doğru biçimde sıfır olarak bildirebilir. Başka bir katalog ise malzemesi trihidrat olduğu için 373.90 g/mol değerini bildirebilir. Bir özelliği kullanmadan önce, sayının neyi tanımladığını belirleyin.

Adlar, malzemenin farklı düzeylerini tanımlar

ChEBI metilen mavisi kaydı, klorür tuzunu tanımlar, CAS 61-73-4 numarasını listeler ve metiltiyoninyum klorür, Bazik Mavi 9 ve C.I. 52015 adlarını içerir. Sistematik adı 3,7-bis(dimetilamino)fenotiyazin-5-iyum klorürdür.

“Klorür” olmadan kullanılan metiltiyoninyum adı, organik katyonu tanımlar. Hidrat tanımı ise başka bir ayrım ekler: katı hâlde belirtilen miktarda suyla ilişkili metilen mavisi klorür. Bir satın alma şartnamesi için tam kimyasal adı, formülü, hidrat esasını ve tedarikçi tanımlayıcısını birlikte kaydedin. Yalnızca renk adını esas almayın. Metil mavisi ve benzer adlı boyaların karşılaştırması, benzer adların neden farklı kimyasalları tanımlayabildiğini açıklar.

Moleküler yapıları okuyun

Yapı A: metiltiyoninyum katyonu

Etiketler: mavi N sembolleri üç azot atomunu, sarı S ise kükürdü gösterir; dıştaki iki azot atomunun her biri iki metil grubu taşır. Bu gruplardaki etiketsiz çizgi uçları, açıkça gösterilmeyen hidrojenleriyle birlikte karbon atomlarını temsil eder. Üç kaynaşmış halka, merkezdeki konjuge iskeleti oluşturur. Kaynaktaki bu çizim, formal yük gösterimlerinden birini sunar.

ChEBI katyon yapısının formülü C₁₆H₁₈N₃S⁺, net yükü +1 ve ortalama kütlesi 284.408'dir. 3 ve 7 konumlarında dimetilamino sübstitüentleri bulunur. Bir çizimde tek bir atom üzerindeki formal artı işareti, o gösterime ait bir yük hesaplama işaretidir; elektron dağılımının tamamını gösteren bir harita olarak yorumlanmamalıdır.

Yapı B: klorür tuzu

Etiketler: yeşil Cl⁻, klorür karşı iyonudur. Organik yapıdan kasıtlı olarak ayrı gösterilmiştir. Bir +1 katyon ve bir −1 anyon, nötr bir formül birimi oluşturur. Her iki yapı çizimi de ChEBI'den alınmış ve bağları ya da atom etiketleri değiştirilmeden WebP biçimine dönüştürülmüştür.

CID 6099 için PubChem kaydı, alternatif bir sistematik ad ile çift bağların ve formal yükün farklı yerleştirildiği bir gösterim kullanır. Bu gösterimlerde atomların birbirine bağlanma düzeni aynıdır. Bunlar, farklı bir hidratın veya ek bir bileşenin bulunduğunu ortaya koymaz.

Kaynaklara dayalı özellik tablosu

Aşağıdaki formül kütleleri, USP metilen mavisi monografının ön izlemesine dayanır. Fiziksel ölçümler, belirtilen bir ticari trihidrat kaydından alınmış örneklerdir; mevcut ölçüm koşulları korunmuştur.

Üreticinin ürün kaydı, ürüne özgü satırları destekler. Bu kayıtlar yararlı referans noktalarıdır; her toz veya nihai sıvı ürün için geçerli şartnameler değildir. Veri tabanlarındaki formül kütleleri arasındaki küçük farklar, kullanılan atom ağırlığı değerlerinden ve yuvarlamadan da kaynaklanabilir; bu, çok daha büyük olan hidrat farkından ayrı bir konudur.

Hidratlaşma bir hesabı neden değiştirir?

İdeal susuz klorürün bir milimolü 319.85 mg, ideal trihidratın bir milimolü ise 373.90 mg gelir. Her biri bir milimol boya katyonu içerir. Tablodan hesaplandığında, aynı boya miktarı için trihidratın kütlesi 16.9% daha fazladır.

Dolayısıyla, 1.000 g/L saf susuz klorür yaklaşık 3.13 mmol/L'ye karşılık gelirken, 1.000 g/L saf trihidrat yaklaşık 2.67 mmol/L'ye karşılık gelir. Bunlar, gerçek bir miktar tayini veya ölçülen su içeriği için düzeltme yapılmadan önce, formüle dayalı örneklerdir. Seçilen kimyasal formu açıkça belirtmek için metilen mavisi molarite hesaplayıcısını kullanın.

USP tanımı, miktar tayini sonucunu kurutulmuş madde üzerinden ifade eder. Bu nedenle, kurutulmuş madde üzerinden verilen bir yüzde ile teslim alındığı hâliyle tozun kütlesi birlikte yorumlanmalıdır. Kristal suyu, kendiliğinden bir kontaminasyon kanıtı değildir. Ayrıntılı trihidrat ve susuz form karşılaştırması, bu etiketlerin nasıl okunacağını ele alır.

Yük, bir kolloidin varlığını kanıtlamaz

“Metilen mavisi solünün yükü” ifadesi, iki ayrı soruyu birbirine karıştırır. Boya iyonunun yükü +1'dir. Bir preparatın sol olup olmadığını belirlemek için dağılmış sistem hakkında bilgi gerekir.

IUPAC'ın sol tanımı, akışkan bir kolloidal sistemle ilgilidir. Bu tanım, yüklü bir boyanın her çözeltisini kolloid yapmaz. Nötr bir tuz formülü de çözünmüş iyonlarının tek tek nötr olduğu anlamına gelmez. Parçacık yükü veya zeta potansiyeline ilişkin bir iddia, yalnızca moleküler formülü değil, kullanılan preparatı ve ölçüm koşullarını gerektirir.

pH, pKa ve polarite farklı soruları yanıtlar

IUPAC, pH'ı çözeltideki hidrojen iyonu aktivitesi üzerinden tanımlar. Bu nedenle kuru metilen mavisi tozunun tek başına bir sulu ortam pH değeri yoktur. Kullanışlı bir pH kaydı; çözücüyü, derişimi, sıcaklığı ve formülasyonu belirtir. Tampon eklemek, boya etiketinde yazılı kimliği değiştirmeden çözeltinin pH değerini değiştirebilir.

Buna karşılık, asit ayrışma sabiti belirli bir dengeyi tanımlar ve pKa, bu sabitin 10 tabanındaki negatif logaritmasıdır. Kullanılabilir bir “metilen mavisi pKa” değeri, protonlanmış ve protonsuz türleri ve ortamı belirtmelidir. Tek başına bir sayı, oksitlenmiş boyaya mı yoksa başka bir kimyasal forma mı ait olduğunu söylemez. Proton aktarımı ve elektron aktarımı farklı süreçlerdir; ikincisi için metilen mavisi ve lökometilen mavisinin redoks kimyasına bakın.

“Polar mı, apolar mı?” sorusu da tanımlı bir amaç gerektirir. Metilen mavisi klorür iyoniktir; organik katyonu ise geniş bir karbon iskeleti içerir. Bu açıklama, maddenin tamamına tek bir polarite puanı atamaktan daha yararlıdır. IUPAC'ın çözücü polaritesi açıklamasında belirtildiği gibi, solvatasyon birden çok etkileşime bağlıdır. Hazırlama işlemlerinde, kullanılacak çözücüde ölçülmüş çözünürlüğü ve çözünürlük ve çözelti hazırlama kılavuzundaki koşulları esas alın.

Bir dönüşümde hangi yoğunluk kullanılmalıdır?

1 g/cm³, 1 g/mL'ye eşit olsa da birimi değiştirmek, ölçülen şeyi değiştirmez. Bir katının yoğunluğu, seyreltik bir çözeltinin mililitre cinsinden hacmini o çözeltinin gram cinsinden kütlesine dönüştürmek için kullanılamaz. Tozun yığın yoğunluğu ise başka bir soruyu yanıtlar; çünkü parçacıkların yerleşimi, aralarında hava boşlukları bırakır.

Birim hacim başına kütleden birim kütle başına kütleye dönüşüm yapmak için, nihai çözeltinin belirtilen bir sıcaklıktaki yoğunluğunu edinin. Tartım ve molarite için malzemenin formülünü ve miktar tayininin hangi esas üzerinden verildiğini doğrulayın. Özelliği ölçülen nesneyle eşleştirmek, daha fazla ondalık basamağın düzeltemeyeceği hataları önler.