Bromtimolio mėlyna: struktūra, savybės, paruošimas ir panaudojimas
Bromtimolio mėlyna yra dažų, jautrios jo aplinkos pH, ir buvo naudojama kaip indikatorius daugelyje laboratorinių reakcijų. Rodiklis yra organinis dažiklis, kurio spalva priklauso nuo H 3 + + koncentracijos arba terpės pH. Dėl rodomos spalvos indikatorius gali rodyti tirpalo rūgštingumą ar bazę.
Bromotimolinės mėlynos aktyvios indikacijos skalė yra nuo 6, 0 iki 7, 6. Jei pH yra mažesnis nei 6, 5, jis yra geltonos spalvos. Kai terpės pH kinta nuo 6, 5 iki 7, 6, jis įgauna žalią spalvą. Jei pH yra didesnis nei 7, 6, jo spalva yra mėlyna.
Dėl šios savybės šis rodiklis yra labai naudingas, nes jis gali būti naudojamas pH lygiu, artimu neutralumui; tiksliai ten, kur vyksta fiziologiniai procesai.
Bromtimolio mėlyno jonizaciją vandeniniame tirpale galima schematizuoti taip:
HIn (geltona spalva) + H 2 O (mėlyna spalva) + H 3 O +
Kai indikatorius yra protonuotas (HIn), jis įgauna geltoną spalvą; o jei nepažymėtas („In-“) indikatorius tampa mėlyna spalva.
Cheminė struktūra
Viršutiniame vaizde bromtimolio mėlynos struktūros pavaizduotas baro ir rutulio modelis, kurio pH yra mažesnis nei 7, 1. Ruda juostos atitinka bromo atomus, iš viso du.
Kiekvienas iš trijų aromatinių žiedų, kartu su metilo grupėmis, CH3 ir tret-butilu, yra timol grupė; ir turintis Br ryšį, priežastis, kodėl ji vadinama „bromotimoliu“, kyla iš ten.
Apatinėje dalyje parodyta sulfonato grupė R-SO 3 - su raudonais ir geltonais rutuliais. Ši grupė gali būti sujungta per O atomą prie centrinės anglies, jungiančios tris aromatinius žiedus.
PH pokyčiai
Nors ši molekulinė struktūra radikaliai nekeičia rūgštinių ar bazinių pH, jos elektroninės būsenos yra pakeistos, o tai priklauso nuo tirpalų spalvos pokyčių.
Žemiau pH 7 rodiklis yra geltonas ir patvirtina vaizdo struktūrą; bet jei pH tampa bazinis, -OH grupės deprotonuojamos ir gali būti suformuota dviguba jungtis C = O.
Dėl šios priežasties molekulės konjuguota sistema (visų savo rezonansinių dvigubų jungčių sistema) pakankamai pasikeičia, kad elektronai nebetektų tų pačių fotonų, o tirpalas nuo geltonos iki melsvos.
Kita vertus, jei pH yra gerokai mažesnis nei 7, indikatoriaus spalva pasikeičia nuo geltonos iki raudonos. Čia konjugato sistemos pokytis atsiranda dėl -OH 2 -grupių prototipų.
Tiek rūgštinėje, tiek bazinėje terpėje molekulė praranda stabilumą, sugeria mažiau energijos turinčius fotonus, kad elektroniniai perėjimai būtų atsakingi už žiūrovų suvokiamas spalvas.
O kaip apie pagrindinio vaizdo žalią spalvą? Kai pH artėja prie 7.1, nedidelė dalis molekulių praranda protonus, išskiria mėlyną spalvą, kuri, sumaišius su geltona spalva, suteikia žalią spalvą.
Savybės
Cheminis pavadinimas
Bromtimolio mėlyna arba 3, 3'-dibromotimolsulfonaftaleinas.
Molekulinė formulė
C 27 H 28 Br 2 O 5 S.
Molekulinė masė
624, 384 g / mol.
Fizinė išvaizda
Kietos spalvos milteliai, kurie svyruoja tarp rausvos ir violetinės spalvos.
Cheminė charakteristika
Jis veikia kaip silpna rūgštis tirpale. Kai jis protonuojamas rūgštinėje terpėje, jis gauna geltoną spalvą, neutralaus pH yra žalias, o kai jis deprotonuojamas šarminiu pH, jis yra mėlynas.
Jonų disociacijos konstanta (Ka)
7, 9 x 10-8.
Aktyvios indikacijos diapazonas
pH 6, 0–7, 6. Taip yra dėl to, kad yra bromų atomų, kurie veikia išskiriant elektronus, ir dvi vidutinės elektronų donorų grupės (alkilo pakaitai).
Tankis
1, 25 g / cm3.
Lydymosi temperatūra
202 ° C (396 ° F).
Virimo temperatūra
184, 9 ° C.
Tirpumas
Jis yra mažai tirpus vandenyje ir aliejuje. Panašiai jis yra netinkamai tirpus ne poliniuose tirpikliuose, tokiuose kaip benzenas, toluenas ir ksilenas, ir praktiškai netirpsta petroleteryje. Jis tirpsta šarmų ir alkoholio vandeniniuose tirpaluose.
Stabilumas
Jis yra stabilus kambario temperatūroje ir nesuderinamas su stipriais oksiduojančiais agentais.
Šviesos sugėrimas
Protonuota forma turi maksimalią absorbciją esant bangos ilgiui (λ) 427 nm, taigi geltonos šviesos perdavimas rūgštiniuose tirpaluose ir deprotonuota forma maksimali absorbcija bangos ilgyje (λ) yra 602 nm, perduodama mėlyną šviesą esant šarminiam pH.
Naudojimas ir taikymas
Metabolinių tyrimų metu
Bromtimolio mėlyna yra naudojama daugelyje procesų, kuriuose gaunamas anglies dioksidas (CO 2 ), ir dėl to susidaro anglies rūgštis (H 2CO 3 ), kuri rūgština terpę; bromimolio mėlynos spalvos pasikeitimas.
Jei asmuo atlieka fizinį krūvį ir yra prijungtas prie mėgintuvėlio, kuris savo ruožtu yra susijęs su talpykla su bromtimolio mėlynojo tirpalu, pastebimas toks reiškinys: dėl fizinio aktyvumo padidėjimo ir metabolizmą, padidės CO 2 gamyba .
CO 2 reaguoja su vandeniu, gamindamas anglies rūgštį, H2CO3, kuri vėliau disocijuoja H + jonų išsiskyrimą ir rūgštinimą. Dėl to bromotimolinis mėlynas gauna geltoną spalvą, pabrėždamas terpės rūgštingumą.
Akušerijoje
Bromothymol blue naudojama akušerijoje, siekiant pabrėžti ankstyvą membranos plyšimą. Amniono skysčio pH paprastai yra didesnis nei 7, 7, todėl brommetolio mėlyna taps mėlyna, kai ji liečiasi su skysčiu, kuris išsiskiria iš amnio.
Makšties pH paprastai yra rūgštis, todėl bromtimolio mėlyna spalva yra geltona. Spalvos pasikeitimas į mėlyną rodo amniono skysčio buvimą makšties regione.
Kiti naudojimo būdai
Bromotimolinė mėlyna taip pat naudojama toliau nurodytai įrangai ir funkcijoms:
-Optiniai jutikliai
- Dujų degimo aptikimo sistemos
- gaminant dažus, žaislus, valymo produktus, ploviklius ir tekstilės gaminius
- Švieži šviežumo jutikliai
- Kaip šviežių ir pasenusių ryžių identifikatorius
-Nustatant mikroorganizmus.
Jis taip pat naudojamas bakterijų augimo analizei, psichoaktyviems vaistams ir dantų medžiagoms.
Paruošimas
100 ml praskiesto alkoholio ištirpinama 100 mg bromtimolio mėlynės ir, jei reikia, filtruojama. Jis taip pat paruošiamas taip: 50 mg bromtimolio mėlynojo tirpinama 4 ml 0, 02 N natrio hidroksido ir 20 ml alkoholio mišinyje, įpilama 100 ml vandens.
