Бромотимолово синьо: структура, свойства, препарат и употреба
Брометилово синьо е багрило, чувствително към рН на околната среда и е използвано като индикатор в много лабораторни реакции. Индикатор е органично багрило, чийто цвят зависи от концентрацията на йон H3O + или рН на средата. Поради цвета, който показва, индикаторът може да посочи киселинността или основността на разтвора.
Бротимоловото синьо има активна индикаторна скала между рН 6.0 и 7.6. При рН на средата, по-малка от 6.5, тя показва жълто оцветяване. Когато рН на средата варира между 6.5 и 7.6, той придобива зелено оцветяване. При pH, по-голям от 7.6, цветът му е син.
Тази характеристика прави този индикатор много полезен, тъй като може да се използва при скала на рН, близка до неутралност; точно там, където се случват физиологични процеси.
Йонизацията на бромтимолово синьо във воден разтвор може да бъде схематизирана по следния начин:
HIn (жълт цвят) + H 2 O In- (син цвят) + H 3 O +
Когато индикаторът е протониран (HIn), той получава жълто оцветяване; докато непротонираният (In-) индикатор става син цвят.
Химическа структура
В горното изображение структурата на бромтимоловото синьо е представена с модел с пръчка и сфера при рН по-ниско от 7.1. Кафявите решетки съответстват на бромните атоми, общо две.
Всяко от трите ароматни пръстена, заедно с метиловите групи, СНз и тертбутил, тимоловата група; и имайки свързан с Br, причината, поради която се нарича „бромотимол“, възниква от там.
В долната част е показана сулфонатната група, R-SO3-, с червени и жълти сфери. Тази група може да бъде свързана чрез О-атом към централния въглерод, който свързва трите ароматни пръстена.
Промени в рН
Въпреки че тази молекулна структура не се променя радикално с киселинни или алкални рН, нейните електронни състояния се променят, което се отразява от промените в цвета на разтворите.
Под pH 7 индикаторът е жълт и приема структурата на изображението; но ако рН стане основно, групите -ОН се депротонират и може да се образува двойна връзка С = О.
В резултат на това спрегнатата система на молекулата (тази на всичките си резонансни двойни връзки) се променя достатъчно, така че електроните вече не поглъщат същите фотони и разтворът се превръща от жълт в синкав.
Ако, от друга страна, рН е доста под 7, цветът на индикатора се променя от жълт на червен. Тук промяната в конюгатната система се дължи на протонирането на -ОН до -OH 2 + групи.
И в киселата, и в основната среда молекулата губи стабилност, абсорбира фотоните с по-ниска енергия, за да позволи на електронните преходи, отговорни за цветовете, възприемани от зрителите.
А зеленият цвят на основния образ? Когато рН достигне 7, 1, малка част от молекулите губят протони, придавайки син цвят, който при смесване с жълто дава зелен цвят.
свойства
Химично наименование
Брометилово синьо или 3, 3'-дибромотимолсулфонафталин.
Молекулна формула
C27H28Br205S.
Молекулно тегло
624, 384 g / mol.
Физически вид
Твърд цвят на прах, който се люлее между розово и лилаво.
Химическа характеристика
Той действа като слаба киселина в разтвора. Когато е протониран в кисела среда, той придобива жълт цвят, при неутрално рН е зелен, а когато се депротонира при алкално рН, е син.
Константа на йонна дисоциация (Ka)
7.9 x 10-8.
Обхват на активната индикация
рН 6.0 до 7.6. Това се дължи на наличието на бромови атоми, които действат чрез екстрахиране на електрони и две умерени електронни донорни групи (алкилови заместители).
плътност
1.25 g / cm3.
Точка на топене
202 ° С (396 ° F).
Точка на кипене
184, 9 ° С.
разтворимост
Той е умерено разтворим във вода и масло. По същия начин, той е слабо разтворим в неполярни разтворители като бензол, толуен и ксилен и практически неразтворим в петролев етер. Разтворим е във водни разтвори на алкали и алкохол.
стабилност
Той е стабилен при стайна температура и несъвместим със силни окислители.
Абсорбция на светлината
Протонираната форма има максимална абсорбция при дължина на вълната (λ) от 427 nm, като по този начин предава жълтата светлина в киселинни разтвори и депротонираната форма има максимална абсорбция при дължина на вълната (λ) от 602 nm, предаваща синя светлина. при алкално рН.
Употреби и приложения
В метаболитни изследвания
Бромотимоловото синьо се използва в множество процеси, в които се произвежда въглероден диоксид (CO 2 ), с последващо генериране на въглеродна киселина (H 2 CO 3 ), която подкислява средата; Доказана е промяна в оцветяването на бромтимолово синьо.
Ако лицето извършва физически упражнения и е свързано с тръба, която от своя страна е свързана с контейнер с разтвор на бромтимолово синьо, ще се наблюдава следното явление: в резултат на увеличаване на физическата активност и метаболизма, ще се увеличи производството на CO 2 .
CO 2 ще реагира с водата, произвеждайки въглеродна киселина, H 2 CO 3, която впоследствие дисоциира, освобождавайки Н + йона и подкислявайки средата. В резултат на това бромтимоловото синьо придобива жълто оцветяване, подчертавайки киселинността на средата.
В акушерството
Бромтимолово синьо се използва в акушерството, за да се подчертае ранното разкъсване на мембраната. Амниотичната течност обикновено има рН по-висока от 7.7, така че бромтимоловото синьо ще стане синьо, когато бъде поставено в контакт с течността, която излиза от амнионата.
Вагиналното рН обикновено е киселина, така че бромтимоловото синьо има жълто оцветяване. Промяната на оцветяването до синьо показва наличието на околоплодна течност във вагиналния регион.
Други приложения
Бромтимоловото синьо също има приложение в следното оборудване и функции:
- Оптични сензори
- Системи за откриване на изгаряне на газ
- При производството на бои, играчки, почистващи препарати, препарати и текстил
-Датчици за свежест
- Като идентификатор на пресен и застоял ориз
-В откриването на микроорганизми.
Използва се също и при анализ на бактериален растеж, при психоактивни лекарства и в стоматологични материали.
подготовка
Разтварят се 100 mg бромтимолово синьо в 100 ml разреден алкохол и се филтрира, ако е необходимо. Също така се приготвя, както следва: 50 mg бромтимолово синьо се разтварят в смес от 4 ml 0, 02 N натриев хидроксид и 20 ml алкохол и се прибавят 100 ml вода.
