بروموثيمول الأزرق: هيكل ، خصائص ، إعداد واستخدامات
يعتبر البروموثيمول الأزرق صبغة حساسة لدرجة الحموضة في بيئته ، وقد استخدم كمؤشر في العديد من ردود الفعل المختبرية. المؤشر هو صبغة عضوية يعتمد لونها على تركيز أيون H3 O + أو درجة الحموضة في الوسط. بسبب اللون الذي يعرضه ، يمكن أن يشير المؤشر إلى حموضة أو أساس الحل.
يحتوي البروموثيمول الأزرق على مقياس مؤشر نشط بين درجة الحموضة 6.0 و 7.6. في درجة الحموضة من المتوسط أقل من 6.5 ، فإنه يدل على اللون الأصفر. عندما يتراوح الرقم الهيدروجيني للمتوسط بين 6.5 و 7.6 ، فإنه يكتسب لونًا أخضر. في درجة الحموضة أكبر من 7.6 لونه أزرق.
تجعل هذه الميزة هذا المؤشر مفيدًا للغاية ، حيث يمكن استخدامه على مقياس درجة الحموضة بالقرب من الحياد ؛ على وجه التحديد حيث تحدث العمليات الفسيولوجية.
يمكن تأين تأين البروموثيمول الأزرق في محلول مائي بالطريقة التالية:
HIn (اللون الأصفر) + H 2 O In- (اللون الأزرق) + H 3 O +
عند بروز المؤشر (HIn) فإنه يكتسب لونًا أصفر. بينما إذا كان المؤشر (In-) غير الملون يصبح لونًا أزرق.
التركيب الكيميائي
في الصورة العلوية ، يتم تمثيل هيكل البروموثيمول الأزرق بنموذج العارضة والكرة عند درجة حموضة أقل من 7.1. تتوافق القضبان البنية مع ذرات البروم ، اثنتان في المجموع.
كل من الحلقات العطرية الثلاث ، مع مجموعات الميثيل ، CH 3 ، و tertbutyl ، مجموعة الثيمول ؛ ووجود Br متصل ، السبب الذي يطلق عليه "bromotimol" ينشأ من هناك.
في الجزء السفلي ، تظهر مجموعة السلفونات ، R-SO 3 - ، مع كرات حمراء وصفراء. يمكن ربط هذه المجموعة من خلال ذرة O بالكربون المركزي الذي يجمع بين الحلقات العطرية الثلاث.
التغييرات في درجة الحموضة
على الرغم من أن هذا التركيب الجزيئي لا يتغير جذريًا مع الأس الهيدروجيني الحمضي أو الأساسي ، إلا أن حالاته الإلكترونية تتغير ، وتنعكس هذه التغييرات في لون المحاليل.
تحت الرقم الهيدروجيني 7 ، يكون المؤشر باللون الأصفر ويعتمد على بنية الصورة ؛ ولكن إذا أصبح الرقم الهيدروجيني أساسيًا ، فإن مجموعات -OH يتم إسقاطها ويمكن تشكيل رابطة مزدوجة C = O.
نتيجة لذلك ، يتغير النظام المترابط للجزيء (وهو نظام لكل روابطه المزدوجة الرنانة) بشكل كافٍ بحيث لم تعد الإلكترونات تمتص نفس الفوتونات ، ويتحول المحلول من الأصفر إلى الأزرق.
من ناحية أخرى ، إذا كان الرقم الهيدروجيني أقل من 7 ، يتغير لون المؤشر من الأصفر إلى الأحمر. هنا التغيير في النظام المتزامن يرجع إلى نتاج مجموعات -OH إلى -OH 2 +.
في كل من الوسائط الحمضية والأساسية ، يفقد الجزيء الثبات ، ويمتص الفوتونات منخفضة الطاقة للسماح بالتحولات الإلكترونية المسؤولة عن الألوان التي يراها المتفرجون.
وماذا عن اللون الأخضر للصورة الرئيسية؟ عندما يقترب الرقم الهيدروجيني من 7.1 ، يفقد جزء صغير من الجزيئات البروتونات ، مما ينبعث من اللون الأزرق الذي ، عند مزجه باللون الأصفر ، يعطي اللون الأخضر.
خصائص
الاسم الكيميائي
البروموثيمول الأزرق أو 3،3 'ديبروموثيمول سلفونافثالين.
الصيغة الجزيئية
C 27 H 28 Br 2 O 5 S.
الوزن الجزيئي
624384 جم / مول.
المظهر الجسدي
مسحوق بلون صلب يتأرجح بين الوردي والأرجواني.
الخصائص الكيميائية
وهو بمثابة حمض ضعيف في الحل. عندما يتم البروتون في وسط حمضي ، فإنه يكتسب لونًا أصفر ، وعند درجة الحموضة المحايدة يكون لونه أخضر ، وعندما يتم تنفيسه عند درجة الحموضة القلوية يكون لونه أزرق.
ثابت التفكك الأيوني (Ka)
7.9 × 10-8.
مجموعة إشارة نشطة
درجة الحموضة 6.0 إلى 7.6. ويرجع ذلك إلى وجود ذرات البروم التي تعمل عن طريق استخراج الإلكترونات ، ومجموعتين من المانحين المعتدلين للإلكترون (بدائل ألكيل).
كثافة
1.25 جم / سم 3.
نقطة انصهار
202 درجة مئوية (396 درجة فهرنهايت).
نقطة الغليان
184.9 درجة مئوية.
الذوبانية
قابل للذوبان في الماء والنفط. وبالمثل ، يكون غير قابل للذوبان بشكل جيد في المذيبات غير القطبية مثل البنزين والتولوين والزيلين ، وغير قابل للذوبان عملياً في الإيثر النفطي. قابل للذوبان في المحاليل المائية للقلويات والكحول.
استقرار
إنه مستقر في درجة حرارة الغرفة ويتعارض مع العوامل المؤكسدة القوية.
امتصاص الضوء
يبلغ الحد الأقصى لامتصاص النموذج البروتوني عند الطول الموجي (λ) 427 نانومتر ، وبالتالي ينقل الضوء الأصفر في المحاليل الحمضية ، ويكون للنموذج المبتلء أقصى امتصاص عند الطول الموجي (λ) يبلغ 602 نانومتر ، مما ينقل الضوء الأزرق في القلوية درجة الحموضة.
يستخدم والتطبيقات
في الدراسات الأيضية
يستخدم البروموثيمول الأزرق في العديد من العمليات التي يتم فيها إنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) ، مع ما يترتب على ذلك من توليد حمض الكربونيك (H 2 CO 3 ) ، الذي يحمض الوسط ؛ يتضح من تغيير في تلوين البروموثيمول الأزرق.
إذا كان الشخص يمارس تمرينًا جسديًا ومتصلًا بأنبوب مرتبط بدوره بحاوية بمحلول من البروموثيمول الأزرق ، ستُلاحظ الظاهرة التالية: نتيجة لزيادة النشاط البدني و الأيض ، سيكون هناك زيادة في إنتاج CO 2 .
سيتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء ، وينتج حمض الكربونيك ، H 2 CO 3 ، الذي ينفصل لاحقًا عن إطلاق أيون H + وتحمض الوسط. ينتج عن هذا اللون الأزرق bromotimol الذي يكتسب لونًا أصفر ، مما يبرز درجة حموضة الوسط.
في التوليد
يستخدم البروموثيمول الأزرق في التوليد لتسليط الضوء على تمزق الغشاء المبكر. يحتوي السائل الأمنيوسي عادة على درجة حموضة أعلى من 7.7 ، وبالتالي فإن لون البروموثيمول الأزرق سوف يتحول إلى اللون الأزرق ، عندما يتم ملامسته للسائل الذي يفلت من فقدان الذاكرة.
عادة ما يكون الأس الهيدروجيني المهبلي حامضًا ، وبالتالي فإن اللون الأزرق البروموثيمول له لون أصفر. تغيير لونه إلى اللون الأزرق يدل على وجود السائل الأمنيوسي في منطقة المهبل.
استخدامات أخرى
يحتوي البروموثيمول الأزرق أيضًا على تطبيق في المعدات والوظائف التالية:
أجهزة الاستشعار البصرية
- أنظمة الكشف عن احتراق الغاز
- في إنتاج الدهانات والألعاب ومنتجات التنظيف والمنظفات والمنسوجات
أجهزة الاستشعار نضارة جديدة
-كما هو معرف من الأرز الطازج والتي لا معنى لها
- في الكشف عن الكائنات الحية الدقيقة.
كما أنه يستخدم في تحليل النمو البكتيري ، وفي الأدوية ذات التأثير النفساني ، وفي مواد طب الأسنان.
إعداد
حل 100 ملغ من بروموثيمول الأزرق في 100 مل من الكحول المخفف ، وتصفية إذا لزم الأمر. يتم تحضيره أيضًا على النحو التالي: يتم إذابة 50 ملغ من بروموثيمول الأزرق في خليط من 4 مل من 0.02 N هيدروكسيد الصوديوم و 20 مل من الكحول ، ويضاف 100 مل من الماء.
