Struktura, właściwości, przygotowanie i zastosowania błękitu bromotymolowego



The błękit bromotymolowy Jest barwnikiem wrażliwym na pH środowiska i jest wykorzystywany jako wskaźnik wielu reakcji laboratoryjnych. Wskaźnik jest organicznym barwnikiem, którego kolor zależy od stężenia jonu H3O+ lub pH pożywki. Ze względu na wyświetlany kolor wskaźnik może wskazywać kwasowość lub zasadowość roztworu.

Błękit bromotymolowy ma aktywną skalę wskazań między pH 6,0 a 7,6. Przy pH medium poniżej 6,5 wykazuje żółte zabarwienie. Gdy pH podłoża zmienia się między 6,5 a 7,6, nabiera zielonego zabarwienia. Przy pH większym niż 7,6 jego kolor jest niebieski.

Ta cecha czyni ten wskaźnik bardzo przydatnym, ponieważ może być stosowany w skali pH zbliżonej do neutralności; dokładnie tam, gdzie zachodzą procesy fizjologiczne.

Jonizację błękitu bromotymolowego w roztworze wodnym można schematować w następujący sposób:

HIn (żółty kolor) + H2O  <=>  W- (kolor niebieski) + H3O+

Gdy wskaźnik jest protonowany (HIn), nabiera żółtego zabarwienia; natomiast jeśli wskaźnik jest nieprotonowany (In-) staje się niebieskim kolorem.

Indeks

  • 1 Struktura chemiczna
    • 1.1 Zmiany pH
  • 2 Właściwości
    • 2.1 Nazwa chemiczna
    • 2.2 Formuła molekularna
    • 2.3 Masa cząsteczkowa
    • 2.4 Wygląd fizyczny
    • 2.5 Charakterystyka chemiczna
    • 2.6 Stała dysocjacji jonów (Ka)
    • 2.7 Aktywny zakres wskazań
    • 2.8 Gęstość
    • 2.9 Temperatura topnienia
    • 2.10 Temperatura wrzenia
    • 2.11 Rozpuszczalność
    • 2.12 Stabilność
    • 2.13 Absorpcja światła
  • 3 Zastosowania i aplikacje
    • 3.1 W badaniach metabolicznych
    • 3.2 W położnictwie
    • 3.3 Inne zastosowania
  • 4 Przygotowanie
  • 5 referencji

Struktura chemiczna

Na górnym obrazie struktura błękitu bromotymolowego jest reprezentowana przez model słupkowy i kulisty przy pH niższym niż 7,1. Brązowe słupki odpowiadają atomom bromu, w sumie dwa.

Każdy z trzech pierścieni aromatycznych tworzy razem z grupami metylowymi CH3, i tertbutyl, grupa tymolowa; i mając powiązanie z Br, pojawia się powód, dla którego nazywa się go „bromotimolem”.

Grupa sulfonianowa R-SO jest pokazana w dolnej części3-, z czerwonymi i żółtymi kulkami. Ta grupa może być połączona poprzez atom O z centralnym węglem, który łączy trzy pierścienie aromatyczne.

Zmiany pH

Chociaż ta struktura molekularna nie zmienia się radykalnie wraz z kwaśnym lub zasadowym pH, jej stany elektroniczne ulegają zmianie, co odzwierciedlają zmiany koloru roztworów.

Poniżej pH 7 wskaźnik jest żółty i przyjmuje strukturę obrazu; ale jeśli pH staje się zasadowe, grupy -OH są deprotonowane i można utworzyć podwójne wiązanie C = O.

W rezultacie sprzężony układ cząsteczki (wszystkich jego rezonansowych wiązań podwójnych) zmienia się na tyle, że elektrony nie absorbują już tych samych fotonów, a roztwór zmienia się z żółtego na niebieskawy.

Jeśli natomiast pH jest znacznie poniżej 7, kolor wskaźnika zmienia się z żółtego na czerwony. Tutaj zmiana w systemie koniugatu wynika z protonowania grup -OH do -OH2+. -

Zarówno w środowisku kwaśnym, jak i podstawowym, cząsteczka traci stabilność, absorbując fotony o niższej energii, aby umożliwić przejścia elektroniczne odpowiedzialne za kolory postrzegane przez widzów..

A co z zielonym kolorem głównego obrazu? Gdy zbliża się pH do 7,1, niewielka część cząsteczek traci protony, dając niebieski kolor, który po zmieszaniu z żółtym daje zielony kolor.

Właściwości

Nazwa chemiczna

Błękit bromotymolowy lub 3,3'-dibromothimolsulfonafthalein.

Formuła molekularna

C27H28Br2O5S.

Masa cząsteczkowa

624,384 g / mol.

Wygląd fizyczny

Jednolity kolor proszku, który oscyluje pomiędzy różowym i fioletowym.

Charakterystyka chemiczna

Działa jak słaby kwas w roztworze. Gdy protonowany jest w środowisku kwaśnym, nabiera żółtego koloru, przy neutralnym pH jest zielony, a gdy jest deprotonowany przy alkalicznym pH, jest niebieski.

Stała dysocjacji jonów (Ka)

7,9 x 10-8.

Aktywny zakres wskazań

pH 6,0 do 7,6. Wynika to z obecności atomów bromu, które działają poprzez ekstrakcję elektronów i dwóch umiarkowanych grup donorów elektronów (podstawniki alkilowe).

Gęstość

1,25 g / cm3.

Temperatura topnienia

202 ° C (396 ° F).

Temperatura wrzenia

184,9 ° C.

Rozpuszczalność

Jest trudno rozpuszczalny w wodzie i oleju. Podobnie jest słabo rozpuszczalny w niepolarnych rozpuszczalnikach, takich jak benzen, toluen i ksylen, i praktycznie nierozpuszczalny w eterze naftowym. Jest rozpuszczalny w wodnych roztworach alkaliów i alkoholu.

Stabilność

Jest stabilny w temperaturze pokojowej i niekompatybilny z silnymi środkami utleniającymi.

Absorpcja światła

Protonowana postać ma swoją maksymalną absorpcję przy długości fali (λ) 427 nm, a zatem transmisja żółtego światła w roztworach kwasów i deprotonowanej postaci ma maksymalną absorpcję przy długości fali (λ) 602 nm, transmitując niebieskie światło przy alkalicznym pH.

Zastosowania i aplikacje

W badaniach metabolicznych

Błękit bromotymolowy jest stosowany w wielu procesach, w których wytwarzany jest dwutlenek węgla (CO)2), z następczym wytwarzaniem kwasu węglowego (H2CO3), który zakwasza medium; świadczy o tym zmiana koloru błękitu bromotymolowego.

Jeśli osoba wykonuje ćwiczenia fizyczne i jest połączona z rurką, która z kolei jest połączona z pojemnikiem z roztworem błękitu bromotymolowego, zaobserwowane zostanie następujące zjawisko: w wyniku wzrostu aktywności fizycznej i metabolizm, nastąpi wzrost produkcji CO2.

CO2 będzie reagować z wodą, wytwarzając kwas węglowy, H2CO3, który później dysocjuje uwalniając jon H+ i zakwaszenie medium. W konsekwencji błękit bromotymolowy nabiera żółtego zabarwienia, co świadczy o kwasowości podłoża.

W położnictwie

Błękit bromotymolowy jest stosowany w położnictwie w celu podkreślenia wczesnego pęknięcia błony. Płyn owodniowy ma zwykle pH wyższe niż 7,7, więc błękit bromotymolowy zmieni kolor na niebieski, gdy wejdzie w kontakt z płynem, który ucieka z amnio.

PH pochwy jest zwykle kwasem, więc błękit bromotymolowy ma żółte zabarwienie. Zmiana jego zabarwienia na niebieski wskazuje na obecność płynu owodniowego w okolicy pochwy.

Inne zastosowania

Błękit bromotymolowy ma również zastosowanie w następujących urządzeniach i funkcjach:

-Czujniki optyczne

-Systemy detekcji spalania gazu

-W produkcji farb, zabawek, środków czyszczących, detergentów i tekstyliów

-Czujniki świeżości żywności

-Jako identyfikator świeżego i czerstwego ryżu

-W wykrywaniu mikroorganizmów.

Stosuje się go również do analizy wzrostu bakterii, leków psychoaktywnych i materiałów dentystycznych.

Przygotowanie

Rozpuścić 100 mg błękitu bromotymolowego w 100 ml rozcieńczonego alkoholu i w razie potrzeby przefiltrować. Przygotowuje się go również w następujący sposób: 50 mg błękitu bromotymolowego rozpuszcza się w mieszaninie 4 ml 0,02 N wodorotlenku sodu i 20 ml alkoholu, uzupełniając 100 ml wodą.

Referencje

  1. Wikipedia. (2018). Błękit bromotymolowy. Źródło: en.wikipedia.org
  2. Foist L. (2018). Błękit bromotymolowy: definicja, zastosowania i formuła. Studiować Źródło: study.com
  3. The Science Company. (2018). Niebieski wskaźnik pH bromotymolu, 1 oz. Źródło: sciencecompany.com
  4. Spektrofotometryczne oznaczanie pK wskaźnika bromotymolowego niebieskiego. Źródło: fch.upol.cz
  5. PubChem. (2018). Błękit bromotymolowy. Źródło: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  6. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Błękit bromotymolowy. ChemSpider Źródło: chemspider.com
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8 wyd.). CENGAGE Learning.