Bromothymolová modrá štruktúra, vlastnosti, príprava a použitie

brómtymolová modrá Je to farbivo citlivé na pH svojho prostredia a používa sa ako indikátor v mnohých laboratórnych reakciách. Indikátor je organické farbivo, ktorého farba závisí od koncentrácie iónu H₃O⁺ alebo pH média. Vzhľadom na farbu, ktorú zobrazuje, môže indikátor indikovať kyslosť alebo zásaditosť roztoku.

Bromothymolová modrá má aktívnu indikačnú stupnicu medzi pH 6,0 a 7,6. Pri pH média menšom ako 6,5 vykazuje žlté sfarbenie. Keď sa pH média pohybuje medzi 6,5 a 7,6, získa zelené sfarbenie. Pri pH vyššom ako 7,6 je jeho farba modrá.

Táto vlastnosť robí tento indikátor veľmi užitočným, pretože môže byť použitý na stupnici pH blízkej neutralite; presne tam, kde sa vyskytujú fyziologické procesy.

Ionizácia brómtymolovej modrej vo vodnom roztoku môže byť schematicky znázornená nasledujúcim spôsobom:

HIn (žltá farba) + H₂O  <=>  v^- (modrá farba) + H₃O⁺

Keď je indikátor protonizovaný (HIn), získava žlté sfarbenie; keďže v prípade, že indikátor nie je chránený (In^-) sa stáva modrým sfarbením.

index

• 1 Chemická štruktúra
  • 1.1 Zmeny pH
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Chemický názov
  • 2.2 Molekulový vzorec
  • 2.3 Molekulová hmotnosť
  • 2.4 Fyzický vzhľad
  • 2.5 Chemická charakteristika
  • 2,6 Iónová disociačná konštanta (Ka)
  • 2.7 Rozsah aktívnych indikácií
  • 2.8 Hustota
  • 2.9 Teplota topenia
  • 2.10 Teplota varu
  • 2.11 Rozpustnosť
  • 2.12 Stabilita
  • 2.13 Absorpcia svetla
• 3 Použitie a aplikácie
  • 3.1 V metabolických štúdiách
  • 3.2 V pôrodníctve
  • 3.3 Iné použitia
• 4 Príprava
• 5 Referencie

Chemická štruktúra

V hornom obrázku je štruktúra brómtymolovej modrej reprezentovaná barom a guľou pri pH nižšom ako 7.1. Hnedé stĺpce zodpovedajú atómom brómu, celkovo dvom.

Každý z týchto troch aromatických kruhov spolu s metylovými skupinami znamená CH₃, a terc-butyl, tymolová skupina; a majúce Br prepojený, z toho prichádza dôvod, prečo sa nazýva 'bromotimol'.

V spodnej časti je uvedená sulfonátová skupina R-SO₃^-, s červenými a žltými guľami. Táto skupina môže byť viazaná cez atóm kyslíka na centrálny uhlík, ktorý spája tri aromatické kruhy.

Zmeny pH

Hoci sa táto molekulová štruktúra radikálne nemení s kyslým alebo zásaditým pH, jeho elektronické stavy sa menia, čo sa prejavuje zmenami vo farbe roztokov..

Pod pH 7 je indikátor žltý a prijíma štruktúru obrazu; ale ak sa pH stane bázickým, skupiny -OH sa deprotonujú a môže sa vytvoriť dvojitá väzba C = O.

Výsledkom je, že konjugovaný systém molekuly (ktorý má všetky svoje rezonančné dvojité väzby) sa dostatočne mení, takže elektróny už neabsorbujú rovnaké fotóny a roztok sa zmení zo žltej na modrastú..

Ak je na druhej strane hodnota pH výrazne nižšia ako 7, farba indikátora sa zmení zo žltej na červenú. Tu je zmena v konjugovanom systéme spôsobená protonizáciou -OH na -OH skupiny₂⁺. -

V kyslých aj bázických médiách molekula stráca stabilitu, absorbuje fotóny s nižšou energiou, aby umožnila elektronickým prechodom zodpovedným za farby vnímané divákmi..

A čo zelená farba hlavného obrazu? Keď sa blíži pH na 7,1, malá časť molekúl stráca protóny, pričom vydáva modrú farbu, ktorá po zmiešaní so žltou farbou dáva zelenú farbu..

vlastnosti

Chemický názov

Modrá brómtymolová modrá alebo 3,3'-dibrómtimolsulfonaftalín.

Molekulový vzorec

C₂₇H₂₈br₂O₅S.

Molekulová hmotnosť

624,384 g / mol.

Fyzický vzhľad

Pevný farebný prášok, ktorý osciluje medzi ružovou a fialovou.

Chemická charakteristika

Pôsobí ako slabá kyselina v roztoku. Keď sa protónuje v kyslom médiu, získava žltú farbu, pri neutrálnom pH je zelená a keď je deprotonovaná pri alkalickom pH, je modrá..

Iónová disociačná konštanta (Ka)

7,9 x 10^-8.

Rozsah aktívnych indikácií

pH 6,0 až 7,6. Je to spôsobené prítomnosťou atómov brómu, ktoré pôsobia extrakciou elektrónov, a dvoch stredných donorov elektrónov (alkylových substituentov)..

hustota

1,25 g / cm³.

Teplota topenia

202 ° C (396 ° F).

Teplota varu

184,9 ° C.

rozpustnosť

Je ťažko rozpustný vo vode a oleji. Podobne je slabo rozpustný v nepolárnych rozpúšťadlách, ako je benzén, toluén a xylén, a prakticky nerozpustný v petroléteri. Je rozpustný vo vodných roztokoch zásad a alkoholu.

stabilita

Je stabilný pri izbovej teplote a nekompatibilný so silnými oxidačnými činidlami.

Absorpcia svetla

Protónovaná forma má svoju maximálnu absorpciu pri vlnovej dĺžke (λ) 427 nm, čím sa prenáša žlté svetlo v kyselinových roztokoch a deprotonovaná forma má maximálnu absorpciu pri vlnovej dĺžke (λ) 602 nm, prenášajúcej modré svetlo pri alkalickom pH.

Použitie a aplikácie

V metabolických štúdiách

Bromothymolová modrá sa používa v mnohých procesoch, pri ktorých sa vyrába oxid uhličitý (CO)₂), s následnou tvorbou kyseliny uhličitej (H₂CO₃), ktoré médium okyslí; dôkazom zmeny farby brómtymolovej modrej.

Ak osoba vykonáva fyzické cvičenie a je pripojená k trubici, ktorá je zase v spojení s nádobou s roztokom brómtymolovej modrej, bude pozorovaný nasledujúci jav: ako dôsledok zvýšenia fyzickej aktivity a zvýši produkciu CO₂.

CO₂ bude reagovať s vodou, čím sa získa kyselina uhličitá, H₂CO₃, že neskôr disociuje uvoľňovanie iónu H⁺ a okyslenie média. To má za následok, že brómtymolová modrá získava žlté sfarbenie, čo dokazuje kyslosť média.

V pôrodníctve

Bromothymol blue sa používa v pôrodníctve na zvýraznenie skorého prasknutia membrány. Amniotická tekutina má normálne pH vyššie ako 7,7, takže brómtymolová modrá sa zmení na modrú, keď príde do styku s tekutinou, ktorá uniká z amnio.

Vaginálne pH je zvyčajne kyselina, takže brómtymolová modrá má žlté sfarbenie. Zmena jeho sfarbenia na modrú ukazuje prítomnosť plodovej vody vo vaginálnej oblasti.

Iné použitia

Brómtymolová modrá má tiež použitie v nasledujúcich zariadeniach a funkciách:

-Optické snímače

-Systémy na detekciu spaľovania plynu

-Pri výrobe farieb, hračiek, čistiacich prostriedkov, detergentov a textilu

-Senzory čerstvosti potravín

-Ako identifikátor čerstvej a zatuchnutej ryže

-Pri detekcii mikroorganizmov.

Používa sa aj pri analýze rastu baktérií, psychoaktívnych liekov a dentálnych materiálov.

príprava

100 mg brómtymolovej modrej sa rozpustí v 100 ml zriedeného alkoholu a v prípade potreby sa prefiltruje. Tiež sa pripraví nasledovne: 50 mg brómtymolovej modrej sa rozpustí v zmesi 4 ml 0,02 N hydroxidu sodného a 20 ml alkoholu, pričom sa 100 ml vody doplní vodou..

referencie

1. Wikipedia. (2018). Bromothymolová modrá. Zdroj: en.wikipedia.org
2. Foist L. (2018). Bromothymol blue: definícia, použitie a vzorec. Štúdia. Zdroj: study.com
3. Spoločnosť Science. (2018). Indikátor pH bromothymol Blue, 1 oz. Zdroj: sciencecompany.com
4. Spektrofotometrické stanovenie pK indikátora brómtymolovej modrej. Zdroj: fch.upol.cz
5. PubChem. (2018). Bromothymol Blue. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Bromothymolová modrá. ChemSpider. Zdroj: chemspider.com
7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Učenie.