Metilen mavisi trihidrat ve susuz malzeme: formül, kütle ve etiketleme

İki şişenin üzerinde de metilen mavisi yazabilir, ancak aynı deney için farklı kütlelerde tartılmaları gerekebilir. Birinin etiketinde metilen mavisi trihidrat yazarken diğerinde yalnızca metilen mavisi yazar. Bir araştırmacı her birinden 100 mg tartar, aynı hacimde çözelti hazırlar ve farklı boya derişimleri elde eder. Hiçbir malzeme kontamine değildir ve pipetleme hatası da yapılmamıştır. İki tozun boya birimi başına içerdiği su miktarı farklıdır.

Metilen mavisi trihidrat ile metilen mavisi karşılaştırmasının temelinde bu kavram yatar. Her iki durumda da kimyasal madde metiltiyoninyum klorürdür. Tartılan malzeme farklıdır, çünkü kristal suyu boya miktarını artırmadan kütleyi artırır. Malzemeyle doğru çalışmak için üç kavramı ayrı tutun: hidratın kimliği, kimyasal saflık ve ölçüm esası. Metilen mavisinin yapısı ve özelliklerine ilişkin kimya kaynağı boya katyonunu klorür tuzundan ayrıntılı olarak ayırır. Bu sayfa ise tuzu hidratlarından ayırır.

Susuz, hidrat ve trihidrat, tartılan malzemenin farklı biçimlerini adlandırır

USP metilen mavisi monografı ön izlemesinde susuz metilen mavisi klorürün formülü C16H18ClN3S, formül kütlesi ise 319.85 g/mol olarak verilir. Bu formül, beraberinde kristal suyu bulunmayan tuzu tanımlar.

Metilen mavisi hidrat, katı hâlde suyla birleşmiş aynı tuzdur ve C16H18ClN3S.xH2O şeklinde yazılır. x değeri, nominal bileşimde bir tuz formül birimine kaç su molekülünün karşılık geldiğini belirtir. Çözeltiye eklenen suyu tanımlamaz.

Metilen mavisi trihidrat, x değerinin 3 olduğu durumdur. C16H18ClN3S.3H2O veya C16H24ClN3O3S şeklinde yazılır ve formül kütlesi 373.90 g/mol'dür. Metilen mavisi trihidratın PubChem kaydı, bu formülü ve kütleyi CID 104827 altında listelerken metilen mavisinin PubChem kaydı, susuz formül C16H18ClN3S'yi ve 319.9 g/mol kütleyi CID 6099 altında listeler. Her iki kayıtta da boya iyonu aynıdır: formül birimi başına bir metiltiyoninyum katyonu. Yalnızca beraberindeki su miktarı farklıdır.

Hidrat ve kütle referans tablosu

Aşağıdaki tablo, bu sayfanın referans tablosudur. Tuz biçimlerinin formül kütleleri USP'ye göre verilmiştir. Çözelti hesaplamaları için açık bir başlangıç noktası sağlamak amacıyla katyon satırı da eklenmiştir.

Uygulamadaki fark büyüktür. Aynı miktarda boya için ideal trihidrat, ideal susuz tuzdan yaklaşık 16.9% daha fazla kütleye sahiptir; çünkü 373.90 değerinin 319.85 değerine bölümü 1.169 eder. Dolayısıyla bu iki biçimi karıştırmak, diğer hata kaynakları hesaba katılmadan önce yaklaşık 17% derişim hatasına yol açar.

Hesaplamalı yorumlama örnekleri

Örnek 1, toz malzemeyle başlar. Terazide nominal olarak saf metilen mavisi trihidratın 100.0 mg olarak ölçüldüğünü varsayalım. Susuz tuz eşdeğeri kütle, 100.0 mg ile 319.85 değerinin çarpılıp 373.90 değerine bölünmesiyle hesaplanır ve 85.5 mg eder. Boya miktarı, 0.1000 g değerinin 373.90 g/mol değerine bölünmesiyle hesaplanır ve 267.5 mikromol metiltiyoninyum katyonuna karşılık gelir. Nominal olarak geriye kalan 14.5 mg, safsızlık değil kristal suyudur.

Örnek 2, hedef derişimle başlar. İdeal susuz tuzdan 1.000 litre 1.000 mM boya çözeltisi hazırlamak için 319.85 mg tartın. Aynı çözeltiyi ideal trihidrattan hazırlamak için 373.90 mg tartın. Her hesaplama, malzemenin tam olarak belirtilen hidrat biçiminde olduğunu ve içeriğinin tam olduğunu varsayar. Gerçek bir toz için analiz sertifikasına göre düzeltme yapın ve miktar tayininin teslim alındığı hâl üzerinden mi, kurutulmuş madde üzerinden mi yoksa susuz madde üzerinden mi belirtildiğini doğrulayın. Metilen mavisi molarite hesaplayıcısı, düzeltmenin birim dönüşümünde kaybolmaması için hidrat biçimini ve miktar tayini esasını açıkça belirtir.

Bir etiket neyi taahhüt eder, neyi etmez?

Metilen mavisi trihidrat açık bir beyandır: nominal formülü C16H18ClN3S.3H2O'dur ve spesifikasyonda aksi belirtilmedikçe hesaplamalarda normal olarak 373.90 g/mol kullanılır. Metilen mavisi hidrat ise daha az kesin bir ifadedir. Malzemenin hidrat biçiminde olduğunu belirtir; ancak bir sayı, formül, CAS numarası veya spesifikasyon olmadan formüle ne kadar suyun dâhil olduğunu ortaya koymaz.

Tek başına metilen mavisi adı, malzemenin susuz olduğunu garanti etmez. Methylene Blue başlıklı farmakope monografının kendisinde de formül C16H18ClN3S.xH2O şeklinde yazılır ve başlık düzeyinde x belirtilmez. Veri tabanlarındaki adlandırmalar da yanıltıcı olabilir. PubChem, susuz biçime ait CID 6099 kaydını metilen mavisi olarak adlandırır; ancak bu adlandırma geleneği, aynı kısa adı taşıyan her ticari şişenin susuz malzeme içerdiği anlamına gelmez. Formülü, CAS numarasını, hidrat tanımını, kurutmada kayıp veya su spesifikasyonunu ve miktar tayini esasını birlikte okuyun.

CAS numaraları, eksiksiz verildiklerinde yardımcı olur. Susuz metilen mavisi klorür için yaygın olarak 61-73-4, trihidrat için ise 7220-79-3 kullanılır. USP ayrıca monohidrat, pentahidrat ve genel bir hidrat için de kayıtlar listeler. Derlenmiş veri tabanı kayıtları bazen aynı CAS numarasını farklı biçimler için tekrarladığından, CAS numarasını belirtilen formülün yerine geçen bir bilgi olarak değil, destekleyici kanıt olarak değerlendirin.

Ölçüm esası: kurutulmuş madde üzerinden miktar tayini, su içeriği ve saflık ayrı testlerdir

USP, metilen mavisi içeriğini kurutulmuş madde üzerinden hesaplanan C16H18ClN3S'nin 97.0% ile 103.0% aralığında olması şeklinde tanımlar. Bu ifade önemlidir. Kurutulmuş madde üzerinden verilen bir sonuçta, boya içeriği ifade edilmeden önce kurutma kaybı matematiksel olarak hesaplamadan çıkarılır. Bu nedenle saf trihidrat ve saf pentahidrat, teslim alındıkları hâldeki mol başına kütleleri önemli ölçüde farklı olsa da kurutulmuş madde üzerinden 100% değerine yaklaşabilir.

Su, kurutmada kayıp testiyle ayrı olarak kontrol edilir. Güncel monograf, numunenin 105 derece C sıcaklıkta 5 saat kurutulmasını ve kabul aralığının 8.0% ile 24.0% olmasını belirtir. Kurutmada kayıp, bu koşullar altında uzaklaştırılan uçucu maddeyi ölçer. Karl Fischer su tayiniyle aynı anlamda suya özgü bir yöntem değildir ve kristal fazını tanımlamaz. Dolayısıyla boya birimi başına ortalama su oranının üçe yakın olması, tek başına belirli bir trihidrat kristalinin varlığını kanıtlamaz. Metilen mavisi üzerine yapılan katı hâl çalışmalarında çeşitli hidrat fazları ve karışımlar bildirilmiştir. Bu nedenle yalnızca ortalama su oranı değil, fazın kendisi önem taşıdığında faz kimliğini belirlemek için kırınım veya termal analiz gerekir.

Bu ayrım, 100% üzerindeki bir miktar tayini sonucunun neden otomatik olarak laboratuvar hatası sayılmadığını da açıklar. Kurutulmuş madde üzerinden yapılan hesaplama, kalan suya ilişkin düzeltme, referans standardına atanan değer veya hidrat uyumsuzluğu, sonucun her birini etkileyebilir. Metilen mavisi miktar tayini sonucu neden 100% üzerinde çıkabilir? başlıklı ayrıntılı vaka analizi, hesaplama esası hatalarının saflık hatalarını nasıl taklit ettiğini gösterir.

Satın alma ve kalite kontrolleri açısından bunun sonucu açıktır. USP'ye uygunluk, bir alıcının piyasada bulunan en yüksek saflık derecesine ulaşmasını sağlar; çünkü spesifikasyon kimliği, boya içeriğini, organik safsızlıkları, kalıntı çözücüleri, elementel safsızlıkları, yakma kalıntısını, mikrobiyal sınırları ve bakteriyel endotoksinleri kapsar. USP'ye uygunluk iddiasında bulunan satıcıların çoğu, bu listenin yalnızca küçük bir bölümünü test eder. Blupreme, bir farmasötik üretim ortağıyla USP spesifikasyonunun tamamını test eder ve eksiksiz analiz sertifikasını yayımlar. Böylece hidrat biçimi, su sonucu ve kurutulmuş madde üzerinden miktar tayini, ön etiketten tahmin edilmek yerine birlikte okunabilir. Tedarikçileri karşılaştırırken şu üçünü de isteyin: nominal hidrat formülü, su veya kurutmada kayıp sonucu ve esası belirtilmiş miktar tayini.

Metilen mavisi etiketi tek seferde nasıl okunur?

Önce hidrat tanımını ve formülü bulun. Etikette yalnızca metilen mavisi yazıyorsa 319.85 g/mol olduğunu varsaymayın. İkinci olarak miktar tayini esasını okuyun. Teslim alındığı hâl, kurutulmuş madde veya susuz madde üzerinden hesaplandığı belirtilmeyen bir yüzde, molarite hesabında doğrudan kullanılamaz. Üçüncü olarak su veya kurutmada kayıp bilgisini safsızlıklardan ayrı okuyun. Su, hidrat biçimleri arasındaki kütle farklarını açıklar. İlgili maddeler, Azure B, metaller, çözücüler ve mikrobiyal testler ise kimyasal ve biyolojik saflığı açıklar. Bu iki grubu ayrı tuttuğunuzda kataloglarda sık görülen çelişkiler çözülür: bir kayıt katyonu, diğeri tuzu, bir üçüncüsü ise trihidratı bildirir ve hepsi doğrudur; çünkü her sayı farklı bir nesneyi tanımlar.