أزرق البروموثيمول: التركيب والخصائص والتحضير والاستخدامات - كيمياء - 2025

و الأزرق bromothymol هو صبغة حساسة درجة الحموضة للبيئة وقد استخدم كأداة ل مؤشر في العديد من ردود الفعل المختبر. المؤشر عبارة عن صبغة عضوية يعتمد لونها على تركيز أيون H ₃ O ⁺ أو الرقم الهيدروجيني للوسط. من خلال لونه ، يمكن أن يشير المؤشر إلى حموضة المحلول أو قاعدته.

يحتوي Bromothymol blue على مقياس مؤشر نشط بين درجة الحموضة 6.0 و 7.6. عند درجة حموضة الوسط أقل من 6.5 يظهر لون أصفر. عندما يتراوح الرقم الهيدروجيني للوسط بين 6.5 و 7.6 ، فإنه يكتسب اللون الأخضر. عندما يكون الرقم الهيدروجيني أكبر من 7.6 لونه أزرق.

المصدر: GregorTrefalt ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

هذه الخاصية تجعل هذا المؤشر مفيدًا جدًا ، حيث يمكن استخدامه في مقياس الأس الهيدروجيني القريب من الحياد ؛ على وجه التحديد حيث تحدث العمليات الفسيولوجية.

يمكن تحديد تأين أزرق البروموثيمول في محلول مائي على النحو التالي:

HIn (أصفر) + H ₂ O <=> In ^- (أزرق) + H ₃ O ⁺

عندما يكون المؤشر بروتونيًا (HIn) يكتسب لونًا أصفر ؛ بينما إذا تحول المؤشر المنفصل (In ^-) إلى اللون الأزرق.

التركيب الكيميائي

المصدر: Benjah-bmm27 من ويكيبيديا

تمثل الصورة العلوية بنية اللون الأزرق البروموثيمول مع نموذج شريط وكروي عند درجة حموضة أقل من 7.1. تتوافق القضبان البنية مع ذرات البروم ، اثنان في المجموع.

تتكون كل واحدة من الحلقات العطرية الثلاث ، مع مجموعات الميثيل ، CH ₃ ، و tertbutyl ، مجموعة الثيمول ؛ وبعد ربط Br ، ينشأ سبب تسميته "bromothymol".

انخفاض يظهر جزء من مجموعة سلفونات، R-SO ₃ ^- ، مع المجالات حمراء وصفراء واحدة. يمكن ربط هذه المجموعة من خلال ذرة O بالكربون المركزي الذي ينضم إلى الحلقات العطرية الثلاث.

تغييرات PH

على الرغم من أن هذا التركيب الجزيئي لا يتغير جذريًا مع الأس الهيدروجيني الحمضي أو الأساسي ، فإن حالاته الإلكترونية تتغير ، تنعكس بالتغيرات في لون المحاليل.

أقل من الرقم الهيدروجيني 7 ، يكون المؤشر أصفر ويعتمد بنية الصورة ؛ ولكن إذا أصبح الأس الهيدروجيني أساسيًا ، فإن مجموعات -OH تنفصل ويمكن أن تتكون رابطة مزدوجة C = O.

نتيجة لذلك ، يتغير النظام المترافق للجزيء (أي كل روابطه المزدوجة الرنانة) بما يكفي بحيث لا تمتص الإلكترونات نفس الفوتونات ، ويتحول المحلول من الأصفر إلى الأزرق.

من ناحية أخرى ، إذا كان الرقم الهيدروجيني أقل بكثير من 7 ، يتغير لون المؤشر من الأصفر إلى الأحمر. هنا يرجع التغيير في النظام المترافق إلى بروتونات المجموعات -OH-OH ₂ ⁺.

في كل من البيئات الحمضية والقاعدية ، يفقد الجزيء الاستقرار ، ويمتص الفوتونات ذات الطاقة المنخفضة للسماح بالتحولات الإلكترونية المسؤولة عن الألوان التي يراها المتفرجون.

وماذا عن اللون الأخضر للصورة الرئيسية؟ مع اقتراب الأس الهيدروجيني من 7.1 ، يفقد جزء صغير من الجزيئات البروتونات ، مما يعطي لونًا أزرق ، عند مزجه مع الأصفر ، يعطي اللون الأخضر.

الخصائص

الاسم الكيميائي

أزرق بروموثيمول أو 3،3'-ديبروموثيمول سلفونافثالين.

الصيغة الجزيئية

ج ₂₇ H ₂₈ Br ₂ O ₅ S.

الوزن الجزيئي الغرامي

624384 جم / مول.

مظهر جسماني

بودرة صلبة بلون يتراوح من الوردي إلى البنفسجي.

الخصائص الكيميائية

يعمل بمثابة حمض ضعيف في المحلول. عندما يتم استخراجه بالبروتونات في وسط حمضي ، فإنه يكتسب لونًا أصفر ، وعند درجة الحموضة المحايدة يكون لونه أخضر ، وعندما يتم نزع البروتونات منه عند درجة حموضة قلوية يكون لونه أزرق.

ثابت التفكك الأيوني (كا)

7.9 × 10 ^-8.

نطاق المؤشر النشط

درجة الحموضة 6.0 إلى 7.6. ويرجع ذلك إلى وجود ذرات البروم التي تعمل على استخلاص الإلكترونات ومجموعتين متوسطتين من المانحين للإلكترون (بدائل الألكيل).

كثافة

1.25 جم / سم ³.

نقطة الانصهار

202 درجة مئوية (396 درجة فهرنهايت).

نقطة الغليان

184.9 درجة مئوية.

الذوبان

إنه ضعيف الذوبان في الماء والزيت. كما أنه قابل للذوبان بشكل سيئ في المذيبات غير القطبية مثل البنزين والتولوين والزيلين ، وغير قابل للذوبان عمليًا في الأثير البترولي. قابل للذوبان في المحاليل القلوية المائية والكحول.

المزيد

إنه مستقر في درجة حرارة الغرفة ولا يتوافق مع عوامل الأكسدة القوية.

امتصاص الضوء

يحتوي الشكل البروتوني على أقصى امتصاص له عند الطول الموجي (λ) 427 نانومتر ، وبالتالي ينقل الضوء الأصفر في المحاليل الحمضية والشكل المنقول له أقصى امتصاص بطول موجة (λ) يبلغ 602 نانومتر ، وينقل الضوء الأزرق. عند درجة الحموضة القلوية.

الاستخدامات والتطبيقات

في دراسات التمثيل الغذائي

يستخدم أزرق البروموثيمول 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 يؤدي إلى حموضة البيئة ؛ يتضح من خلال تغيير لون أزرق بروموثيمول.

إذا كان الشخص يقوم بتمارين بدنية وكان متصلاً بأنبوب متصل بدوره بحاوية بمحلول أزرق بروموثيمول ، فسيتم ملاحظة الظاهرة التالية: نتيجة لزيادة النشاط البدني و التمثيل الغذائي، وسوف تكون هناك زيادة في إنتاج CO ₂.

وCO _{2 سوف} تتفاعل مع الماء، إنتاج حامض الكربونيك، H ₂ CO ₃ ، التي تنأى في وقت لاحق، والإفراج عن H ⁺ ايون والمحمضة المتوسط. ينتج عن هذا اكتساب اللون الأزرق البروموثيمول اللون الأصفر ، مما يبرز حموضة الوسط.

في التوليد

يستخدم البروموثيمول الأزرق في التوليد لإظهار التمزق المبكر للأغشية. يحتوي السائل الأمنيوسي عادةً على درجة حموضة أكبر من 7.7 ، لذا سيتحول لون البروموثيمول الأزرق إلى اللون الأزرق عندما يتلامس مع السائل المتسرب من الأمنيوم.

عادةً ما يكون الرقم الهيدروجيني المهبلي حمضيًا ، لذا فإن لون البروموثيمول الأزرق له لون أصفر. تغيير لونه إلى اللون الأزرق يبرز وجود السائل الأمنيوسي في منطقة المهبل.

استخدامات اخرى

يستخدم Bromothymol blue أيضًا في المعدات والوظائف التالية:

- مجسات بصرية

- أنظمة كشف احتراق الغاز

- في صناعة الدهانات ولعب الأطفال ومنتجات التنظيف والمنظفات والمنسوجات

- حساسات لنضارة الطعام

- كمعرف للأرز الطازج والقديم

- في الكشف عن الكائنات الدقيقة.

كما أنها تستخدم في تحليل النمو البكتيري ، والأدوية ذات التأثير النفساني ، ومواد طب الأسنان.

تجهيز

يذوب 100 مجم من البروموثيمول الأزرق في 100 مل من الكحول المخفف ، ويتم ترشيحه إذا لزم الأمر. يتم تحضيره أيضًا على النحو التالي: يذوب 50 مجم من البروموثيمول الأزرق في خليط من 4 مل من 0.02 N هيدروكسيد الصوديوم و 20 مل من الكحول ، مما يجعل ما يصل إلى 100 مل من الماء.

المراجع

1. ويكيبيديا. (2018). أزرق بروموثيمول. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
2. Foist L. (2018). الأزرق البروموثيمول: التعريف والاستخدامات والصيغة. دراسة. تم الاسترجاع من: study.com
3. شركة العلوم. (2018). مؤشر البروموثيمول الأزرق لدرجة الحموضة ، 1 أونصة تم الاسترجاع من: sciencecompany.com
4. تحديد مقياس الطيف الضوئي لمؤشر أزرق البروموثيمول pK. تم الاسترجاع من: fch.upol.cz
5. بوبكيم. (2018). بروموثيمول بلو. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). أزرق بروموثيمول. كيم سبايدر. تم الاسترجاع من: chemspider.com
7. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء. (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.