Bromothymolblå: struktur, egenskaper, forberedelse og bruk
Bromothymolblå er et fargestoff som er følsomt overfor pH i miljøet og har blitt brukt som indikator i mange laboratoriereaksjoner. En indikator er et organisk fargestoff, hvis farge avhenger av konsentrasjonen av H3O + -jonen eller mediumets pH. På grunn av fargen som den viser, kan indikatoren indikere surheten eller grunnlaget for løsningen.
Bromothymolblått har en aktiv indikasjonsskala mellom pH 6, 0 og 7, 6. Ved en pH på mediet mindre enn 6, 5 viser det en gul farge. Når mediumets pH varierer mellom 6, 5 og 7, 6, oppnår det en grønn farge. Ved pH større enn 7, 6 er fargen blå.
Denne funksjonen gjør denne indikatoren svært nyttig, siden den kan brukes på en pH-skala nær nøytralitet; nettopp der fysiologiske prosesser oppstår.
Joniseringen av bromtymolblå i vandig oppløsning kan skjematiseres på følgende måte:
HIn (gul farge) + H 2 O In (blå farge) + H 3 O +
Når indikatoren er protonert (HIn), oppnår den en gul fargetone; mens den uprotonerte (In-) indikatoren blir en blå farge.
Kjemisk struktur
I det øvre bildet er strukturen av bromothymolblått representert med en bar- og sfæremodell ved en pH lavere enn 7.1. De brune stengene tilsvarer bromatomene, totalt to.
Hver av de tre aromatiske ringene, sammen med metylgruppene, CH3 og tertbutyl, tymolgruppen; og å ha en Br-koblet, oppstår grunnen til at den kalles "bromotimol" derfra.
I nedre del er sulfonatgruppen, R-S03, med røde og gule sfærer vist. Denne gruppen kan kobles gjennom et O-atom til det sentrale karbon som forbinder de tre aromatiske ringene.
Endringer i pH
Selv om denne molekylære strukturen ikke endres radikalt med sure eller grunnleggende pH, endres dets elektroniske tilstander, reflektert av endringer i løsningens farge.
Under pH 7 er indikatoren gul og adopterer bildens struktur; men hvis pH blir grunnleggende, blir -OH-gruppene deprotonert og en dobbeltbinding C = O kan dannes.
Som et resultat endres molekylets konjugatssystem (det vil si alle dets resonans dobbeltbindinger) nok slik at elektronene ikke lenger absorberer de samme fotene, og løsningen blir fra gul til blåaktig.
Hvis pH derimot er godt under 7, endres indikatorens farge fra gul til rød. Her er forandringen i konjugeringssystemet på grunn av protoneringen av -OH til -OH2 + -gruppene.
I både sure og basale medier mister molekylet stabilitet, absorberer fotoner av lavere energi slik at de elektroniske overgangene er ansvarlige for fargene som oppfattes av tilskuerne.
Og hva med den grønne fargen på hovedbildet? Når pH nærmer seg 7.1, mister en liten del av molekyler protoner, og gir en blå farge som, når den blandes med gul, gir den grønne fargen.
egenskaper
Kjemisk navn
Bromothymolblå eller 3, 3'-dibromotimolsulfonaftalin.
Molekylær formel
C27H28Br2O5S
Molekylvekt
624.384 g / mol.
Fysisk utseende
Solid fargepulver som svinger mellom rosa og lilla.
Kjemisk karakteristikk
Det virker som en svak syre i løsning. Når den er protonert i et surt medium, får man en gul farge, ved en nøytral pH er den grønn, og når den deprotoneres ved alkalisk pH, er den blå.
Jonisk dissosiasjonskonstant (Ka)
7, 9 x 10-8.
Aktivt indikasjonsområde
pH 6, 0 til 7, 6. Dette skyldes tilstedeværelsen av bromatomer som virker ved å ekstrahere elektroner og to moderate elektrondonorgrupper (alkylsubstituenter).
tetthet
1, 25 g / cm3.
Smeltepunkt
202 ° C (396 ° F).
Kokepunkt
184, 9 ºC.
løselighet
Det er lite løselig i vann og olje. Likeledes er det dårlig oppløselig i ikke-polare løsningsmidler som benzen, toluen og xylen, og praktisk talt uoppløselig i petroleumseter. Det er løselig i vandige løsninger av alkalier og alkohol.
stabilitet
Den er stabil ved romtemperatur og er uforenlig med sterke oksidasjonsmidler.
Absorbsjon av lys
Den protonerte form har sin maksimale absorpsjon ved en bølgelengde (λ) på 427 nm, og overfører således gult lys i sure løsninger og den deprotonerte form har en maksimal absorpsjon ved en bølgelengde (λ) på 602 nm, som overfører et blått lys ved alkalisk pH.
Bruk og applikasjoner
I metabolske studier
Bromothymolblå brukes i en rekke prosesser der karbondioksid (CO 2 ) produseres, med den resulterende generasjonen av karbonsyre (H 2 CO 3 ) som syrer mediumet; vist ved en endring i fargestoffet av bromtymolblått.
Hvis en person utfører en fysisk trening og er koblet til et rør som i sin tur er i forbindelse med en beholder med en løsning av bromothymolblå, vil følgende fenomen bli observert: som følge av økningen i fysisk aktivitet og metabolisme, vil det bli en økning i produksjonen av CO 2 .
CO 2 vil reagere med vannet som produserer karbonsyre, H 2 CO 3, som senere dissocierer frigjøring av H + ion og surgjørende medium. Dette resulterer i at bromotimolblått oppnår en gul farge, som fremhever mediumets surhet.
I obstetrik
Bromothymolblå brukes i obstetri for å markere tidlig membranbrudd. Fostervæsken har normalt en pH høyere enn 7, 7, slik at bromothymolblått blir blå når det kommer i kontakt med væsken som kommer fra amnio.
Den vaginale pH er vanligvis sur, så bromothymolblått har en gul farge. Endringen av fargen til blå viser tilstedeværelsen av fostervann i den vaginale regionen.
Andre bruksområder
Bromothymolblått har også anvendelse i følgende utstyr og funksjoner:
-Optiske sensorer
- Gass forbrenningsdeteksjon systemer
-I produksjon av maling, leker, rengjøringsmidler, vaskemidler og tekstiler
-Fresh friskhetssensorer
-En identifikator av fersk og foreldet ris
- Ved påvisning av mikroorganismer.
Det brukes også i bakteriell vekstanalyse, i psykoaktive stoffer og i dentalmaterialer.
forberedelse
Oppløs 100 mg bromtymolblå i 100 ml fortynnet alkohol, og filtrer om nødvendig. Det fremstilles også som følger: 50 mg bromtymolblått oppløses i en blanding av 4 ml 0, 02 N natriumhydroksyd og 20 ml alkohol, og 100 ml vann tilsettes.
