الميثيل الأحمر: الخصائص والتحضير والتطبيقات

الميثيل الأحمر هو مركب يعمل كمؤشر درجة الحموضة. الصيغة الكيميائية لها هي C 15 H 15 N 3 O 2 ، والاسم العلمي هو حمض ثنائي ميثيل أمينو-4-فينيلازو -2-البنزويك. يتم تقييد الاستخدام الرئيسي لمؤشر درجة الحموضة هذا للكشف عن تفاعلات التخمر الجرثومي للكربوهيدرات ، وتحديدا في اختبار الميثيل الأحمر.

في هذا النوع من الاختبارات ، يكتشف أحمر الميثيل التغيرات في درجة الحموضة في الوسط. مؤشر درجة الحموضة الحمراء الميثيل هو في حد ذاته حمض ، ولونه أحمر. سيظل مؤشر الرقم الهيدروجيني باللون الأحمر أقل من الرقم الهيدروجيني 4.2 ، بينما سيتغير لونه إلى 6.3 ، في حين أنه في المدى المتوسط ​​ينتج درجات مختلفة من اللون البرتقالي.

في هذا المعنى ، إذا كانت البكتيريا تتخمر فإن الكربوهيدرات ستشكل أحماض مختلطة تحمض الوسط المستزرع ، وتصبح مرئية بفضل مؤشر الرقم الهيدروجيني.

يحتوي الميثيل الأحمر أيضًا على تطبيقات أخرى ، كما هو الحال في التحديد الطيفي للبروم ، وهو مفيد جدًا للتحكم في تركيز الهالوجين. تجدر الإشارة إلى أن البروم موجود في النفايات المتبقية الناتجة عن المختبرات التي تصنع المواد الكيميائية للاستخدام الصيدلاني.

من ناحية أخرى ، فإن مؤشر الرقم الهيدروجيني هذا ليس سامًا للبشر ، على عكس المؤشرات والملونات الأخرى الموجودة في السوق.

يجري البحث الذي يتضمن مؤشر الميثيل الأحمر كمحرك حيوي محتمل في التخلص من الهيدروكربونات المكلورة في الطبيعة. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدامه كنموذج لتقييم عمل جسيمات السيليكا النانوية التي يمكن أن تعمل على تحطيم البقايا التي تحتوي على أصباغ الآزو.

ملامح

حامض البنزويك الميثيل الأحمر أو ثنائي ميثيل أمينو -4-فينيلازو-2 ، الذي يُطلق عليه أيضًا حمض 4-ميثيل أمينازوبانزين 2-كربوكسيل ، ينتج عن الاقتران بين حمض الأنثرانيليك وحمض ثنائي ميثيلانيلين N.

لديه كتلة جزيئية 269.116427 جم / مول. يتأرجح نطاق الدوران بين 4.2-6.3. في هذا النطاق هوى اللون البرتقالي. امتصاص λmax هو في 410 نانومتر.

السمة الرئيسية لها هي القدرة على تغيير هيكلها عندما تقبل البروتونات أو عندما تنتج البروتونات. هذا التغيير الهيكلي يجعله يتغير في اللون. هذه هي سمة مشتركة مع غيرها من مؤشرات الرقم الهيدروجيني.

ومع ذلك ، على عكس غيرها ، لديه خاصية اكتشاف الأحماض في درجة الحموضة أقل بكثير. لذلك ، يكتشف الأحماض القوية.

من ناحية أخرى ، خلافًا لمؤشرات الرقم الهيدروجيني والأصباغ الأخرى ، فإن أحمر الميثيل ليس معروفًا بالسمية ولا أي قوة مسرطنة. لذلك ، تم تصنيفها ضمن المجموعة 3 من قبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC).

إعداد

يتم تحضير ميثيل الأحمر على النحو التالي: يزن 0.1 غرام من ميثيل الأحمر ويذوب في 1500 مل من الميثانول.

يتم إعداد أحمر الميثيل المستخدم كمطور للاختبار الذي يحمل نفس الاسم (اختبار الميثيل الأحمر) على النحو التالي:

تزن 0.1 غرام من الميثيل الأحمر في 300 مل من الكحول الإيثيلي 95 درجة. بعد ذلك ، يتم إضافة 200 مل من الماء المقطر إلى المستحضر السابق.

يوصى بتخزين المحلول المحضّر في ثلاجة ، وإذا كان ذلك ممكنًا في قسامات درجة حرارة -20 درجة مئوية ، فذلك أفضل. وبهذه الطريقة تكون مستقرة لمدة تصل إلى شهر واحد.

تطبيقات

في اختبار الميثيل الأحمر

هناك اختبار مختبر يسمى الميثيل الأحمر. في الواقع ، يعدل كلارك ولوبس المعدل ، الميثيل الأحمر / Voges-Proskauer (RM / VP). تحتوي هذه الوسيلة المزروعة السائلة على مواد مغذية (بولي بيبتون) ونظام عازل وحمل الجلوكوز.

يقيس اختبار الميثيل الأحمر قدرة الكائنات الحية الدقيقة على إنتاج الأحماض عبر الأحماض المختلطة. يتم كشف التفاعل عن طريق إضافة بضع قطرات من مؤشر حموضة الميثيل الأحمر.

إذا قمت بإضافة قطرات وخلط المؤشر إلى اللون الأحمر ، يكون الاختبار إيجابياً. هذا يعني أن تكوين الأحماض قد حدث عبر الأحماض المختلطة. من ناحية أخرى ، إذا تلاشى اللون وظل بنفس لون الوسيط ، فسيكون الاختبار سالبًا ، مما يشير إلى أنه تم إنتاج مركبات أخرى قلوية الوسيط.

مؤشر الحمض - القاعدة

أحمر الميثيل مفيد كمؤشر قاعدة الحمضية في التحليلات الكيميائية. على سبيل المثال يتم استخدامه في تحديد البروتينات عن طريق طريقة كيجل الصغرى. في هذه التقنية ، يتم استخدام مؤشر pH مختلط مع 0.1٪ من أحمر الميثيل مع 0.2٪ من البروموكرسول الأخضر في 95٪ من الكحول. يستخدم هذا الخليط في خطوة المعايرة.

البروم تحديد الطيف

يستخدم الميثيل الأحمر في التقدير الطيفي للبروم ، خاصة في معامل النشاط الحيوي الكيميائي ، حيث يتم إنتاج المواد الكيميائية الصيدلانية التي تحتوي على البروم كعنصر كيميائي رئيسي.

على سبيل المثال ، يمكن ذكر توليف 2-bromo-5 (-2-bromo-2-nitrovinyl) -furan. أثناء عملية التوليف ، يتم إنتاج المواد السامة.

يجب على هذه الشركات تنظيم كمية المواد السامة في النفايات التي تولدها للتأكد من أن التركيز يقع ضمن الحدود المسموح بها. Gaytan et al. وصف تقنية لاكتشاف تركيزات منخفضة من البروم في النفايات المتبقية ، باستخدام أحمر الميثيل.

يصف المؤلفون أن هذه التقنية حصلت على نتائج ممتازة في ظل ظروف العمل التالية: درجة الحموضة = 2.5 ، وقت 20 دقيقة وإضافة 3 مل من Na 2 S 2 O 3 .

استخدام الميثيل الأحمر في البحث العلمي

تم استخدام ميثيل الأحمر في العديد من التحقيقات ، من أجل إيجاد حل ممكن لإزالة التلوث من مصادر المياه التي تتلقى النفايات السامة الناتجة عن الصناعات النسيجية ، والتي تستخدم أصباغ الآزو المختلفة.

بهذا المعنى ، درس محمود في عام 2009 التحلل الضوئي لصبغة الميثيل الحمراء. اكتشفوا أن جسيمات السيليكا النانوية (SiO2 NP) تنشط في التحلل الضوئي لهذه الصبغة.

من ناحية أخرى ، يتم التحقيق في مؤشر الرقم الهيدروجيني هذا باعتباره مادة يمكن أن تكون مفيدة في تدمير المواد الهيدروكربونية المكلورة بواسطة العوامل الكهروكيميائية. هذا مهم للغاية ، نظرًا لأن الهيدروكربونات المكلورة عبارة عن مركبات سامة تلحق الضرر بالبيئة.