Bromotymolblå: struktur, egenskaper, beredning och användning
Bromotymolblått är ett färgämne som är känsligt för dess omgivnings pH och har använts som en indikator vid många laboratoriereaktioner. En indikator är ett organiskt färgämne vars färg beror på koncentrationen av H3O + -jonen eller mediumets pH. På grund av den färg som den visar kan indikatorn indikera lösningens surhet eller basicitet.
Bromotymolblått har en aktiv indikationsskala mellan pH 6, 0 och 7, 6. Vid ett pH av mediet mindre än 6, 5 visar det en gul färgning. När mediumets pH varierar mellan 6, 5 och 7, 6, förvärvar det en grön färgning. Vid pH större än 7, 6 är dess färg blå.
Denna funktion gör denna indikator väldigt användbar, eftersom den kan användas på en pH-skala nära neutralitet; exakt där fysiologiska processer uppträder.
Joniseringen av bromtymolblå i vattenlösning kan schematiseras på följande sätt:
HIn (gul färg) + H2O In (blå färg) + H3O +
När indikatorn är protonerad (HIn) förvärvar den en gul färgning; medan om den oskyddade (In-) indikatorn blir en blå färgning.
Kemisk struktur
I den övre bilden representeras strukturen av bromtymolblå med en bar- och sfärmodell vid ett pH lägre än 7.1. De bruna stavarna motsvarar bromatomerna, totalt två.
Var och en av de tre aromatiska ringarna, tillsammans med metylgrupperna, CH3 och tertbutyl, tymolgruppen; och med en Br-länk, uppstår orsaken till att den kallas "bromotimol" därifrån.
I nedre delen visas sulfonatgruppen, R-SO3-, med röda och gula sfärer. Denna grupp kan kopplas genom en O-atom till det centrala kolet som förenar de tre aromatiska ringarna.
Förändringar i pH
Fastän denna molekylära struktur inte förändras radikalt med sura eller basiska pH-värden, förändras dess elektroniska tillstånd, reflekteras av förändringar i lösningenas färg.
Under pH 7 är indikatorn gul och antar bildens struktur. men om pH blir grundläggande blir de -OH-grupperna deprotonerade och en dubbelbindning C = O kan bildas.
Som ett resultat förändras molekylets konjugatssystem (det vill säga alla dess resonanta dubbelbindningar) tillräckligt, så att elektronerna inte längre absorberar samma fotoner, och lösningen blir från gul till blåaktig.
Om å andra sidan pH är långt under 7, ändras indikatorns färg från gul till röd. Här beror förändringen i konjugatsystemet på protoneringen av -OH till -OH2 + -grupperna.
I både sura och basiska medier förlorar molekylen stabilitet, absorberar fotoner av lägre energi för att möjliggöra de elektroniska övergångar som är ansvariga för de färger som uppfattas av åskådarna.
Och vad sägs om den gröna färgen på huvudbilden? När pH närmar sig 7.1, förlorar en liten del molekyler protoner, vilket avger en blå färg som, när den blandas med gul, ger den gröna färgen.
egenskaper
Kemiskt namn
Bromtymolblått eller 3, 3'-dibromotimolsulfonaftalin.
Molekylformel
C27H28Br2O5S
Molekylvikt
624, 384 g / mol.
Fysiskt utseende
Solid färgpulver som svänger mellan rosa och lila.
Kemisk karakteristik
Det verkar som en svag syra i lösning. När den protoneras i ett surt medium, förvärvar den en gul färg, vid ett neutralt pH är det grönt, och när det är deprotonerat vid ett alkaliskt pH är det blått.
Jonisk dissociationskonstant (Ka)
7, 9 x 10-8.
Aktivt indikeringsområde
pH 6, 0 till 7, 6. Detta beror på närvaron av bromatomer som verkar genom extrahering av elektroner och två måttliga elektrondonorgrupper (alkylsubstituenter).
densitet
1, 25 g / cm3.
Smältpunkt
202 ° C (396 ° F).
Kokpunkt
184, 9 ºC.
löslighet
Det är sparsamt lösligt i vatten och olja. På samma sätt är det dåligt lösligt i icke-polära lösningsmedel, såsom bensen, toluen och xylen, och praktiskt taget olösligt i petroleumeter. Det är lösligt i vattenhaltiga lösningar av alkalier och alkohol.
stabilitet
Den är stabil vid rumstemperatur och inkompatibel med starka oxidationsmedel.
Absorption av ljus
Den protonerade formen har sin maximala absorption vid en våglängd (A) av 427 nm och överför således gult ljus i sura lösningar och den deprotonerade formen har en maximal absorption vid en våglängd (A) på 602 nm, vilket sänder ett blått ljus vid alkaliskt pH.
Användningar och applikationer
I metaboliska studier
Bromotymolblå används i många processer där koldioxid (CO 2 ) produceras, med följd av generering av kolsyra (H 2 CO 3 ) som surgörmediet; framgår av en förändring i färgningen av bromtymolblå.
Om en person utövar en fysisk aktivitet och är kopplad till ett rör som i sin tur är i förbindelse med en behållare med en lösning av bromtymolblå, kommer följande fenomen att observeras: som en följd av ökningen av fysisk aktivitet och metabolism kommer det att finnas en ökning av produktionen av CO 2 .
CO 2 kommer att reagera med vattnet, som producerar kolsyra, H2CO3, som därefter dissocierar frigöring av H + jonen och surgörande mediet. Detta resulterar i att bromotimolblått förvärvar en gul färgning, som markerar mediets surhet.
I obstetrik
Bromotymolblå används i obstetri för att markera tidigt membranbrott. Fostervätskan har normalt ett pH högre än 7, 7, så bromtymolblått blir blått när det kommer i kontakt med vätskan som släpper ut från amnio.
Vaginalt pH är vanligen surt, så bromtymolblått har en gul färgning. Förändringen av dess färg till blå visar närvaron av fostervätska i den vaginala regionen.
Andra användningsområden
Bromotymolblå har också applicering i följande utrustning och funktioner:
-Optiska sensorer
- Detektionssystem för gasförbränning
-I produktionen av färger, leksaker, rengöringsmedel, tvättmedel och textilier
-Fresh friskhetssensorer
-Som en identifierare av färskt och gammalt ris
-I detekteringen av mikroorganismer.
Det används också vid analys av bakteriell tillväxt, i psykoaktiva droger och i dentala material.
beredning
Lös 100 mg bromtymolblått i 100 ml utspädd alkohol och filtrera om det behövs. Den framställs också enligt följande: 50 mg bromtymolblått löses i en blandning av 4 ml 0, 02 N natriumhydroxid och 20 ml alkohol och 100 ml vatten tillsättes.
