الميثيل الأحمر: الخصائص والتحضير والتطبيقات - مادة الاحياء

ل أحمر الميثيل هو المجمع الذي يعمل بمثابة مؤشر الرقم الهيدروجيني. صيغته الكيميائية هي C ₁₅ H ₁₅ N ₃ O _{2 ،} والاسم العلمي هو dimethylamino-4-phenylazo-2 benzoic acid. يقتصر الاستخدام الأساسي لمؤشر الأس الهيدروجيني هذا على الكشف عن تفاعلات التخمير الجرثومي للكربوهيدرات ، وتحديداً في اختبار الميثيل الأحمر.

في هذا النوع من الاختبار ، يكتشف الميثيل الأحمر التغيرات في الأس الهيدروجيني للوسط. مؤشر الأس الهيدروجيني الميثيل الأحمر في حد ذاته حمضي ، ولونه أحمر. سيظل مؤشر الأس الهيدروجيني أحمر أقل من 4.2 ، بينما فوق 6.3 سيتحول إلى اللون الأصفر ، بينما في النطاق المتوسط ينتج درجات مختلفة من اللون البرتقالي.

صورة تمثيلية لمؤشر أحمر الميثيل عند درجة الحموضة الحمضية ودرجة الحموضة القلوية. المصدر: Pixabay.com/ ESMokrossA

وبهذا المعنى ، إذا قامت البكتيريا بتخمر الكربوهيدرات ، فإنها ستشكل أحماض مختلطة تعمل على تحمض وسط المزرعة ، مما يجعلها مرئية بفضل مؤشر الأس الهيدروجيني.

يحتوي الميثيل الأحمر أيضًا على تطبيقات أخرى ، مثل التحديد الطيفي الضوئي للبروم ، وهو مفيد جدًا للتحكم في تركيز هذا الهالوجين. وتجدر الإشارة إلى أن البروم موجود في النفايات المتبقية الناتجة عن المعامل التي تصنع المواد الكيميائية للاستخدام الصيدلاني.

من ناحية أخرى ، فإن مؤشر الأس الهيدروجيني هذا ليس سامًا للإنسان ، على عكس المؤشرات والملونات الأخرى الموجودة في السوق.

تجري الأبحاث على مؤشر الميثيل الأحمر كمعامل بيولوجي محتمل في إزالة الهيدروكربونات المكلورة في الطبيعة. بالإضافة إلى ذلك ، فقد تم استخدامه كنموذج لتقييم عمل جسيمات السيليكا النانوية التي يمكن أن تعمل على تحلل المخلفات التي تحتوي على أصباغ الآزو.

مميزات

ينتج حمض الميثيل الأحمر أو حمض البنزويك-4-فينيلازو -2 ، المعروف أيضًا باسم حمض 4-ديميثيلامينوزوبنزين 2-كربوكسيليك ، عن الاقتران بين حمض الأنثرانيليك و N ، N-dimethylaniline.

كتلته الجزيئية 269.116427 جم / مول. يتراوح مداها بين 4.2-6.3. في هذا النطاق ، يكون لونه برتقالي. الامتصاص λmax عند 410 نانومتر.

كخاصية رئيسية لها ، لديها القدرة على تغيير بنيتها عندما تقبل البروتونات أو عندما تتخلى عن البروتونات. يتسبب هذا التغيير الهيكلي في اختلاف اللون. هذه سمة مشتركة مع مؤشرات الأس الهيدروجيني الأخرى.

ومع ذلك ، على عكس الآخرين ، فإن لها خاصية الكشف عن الأحماض عند درجة حموضة أقل بكثير. لذلك ، فإنه يكتشف الأحماض القوية.

من ناحية أخرى ، على عكس مؤشرات الأس الهيدروجيني والملونات الأخرى ، فإن الميثيل الأحمر ليس له سمية معروفة أو مسببة للسرطان. لذلك ، تم تصنيفها ضمن المجموعة 3 من قبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC).

تجهيز

يتم تحضير الميثيل الأحمر على النحو التالي: يزن 0.1 جرام من الميثيل الأحمر ويذوب في 1500 مل من الميثانول.

يتم تحضير الميثيل الأحمر المستخدم كمطور للاختبار الذي يحمل نفس الاسم (اختبار الميثيل الأحمر) على النحو التالي:

يتم وزن 0.1 جم من الميثيل الأحمر في 300 مل من كحول الإيثيل 95 درجة. بعد ذلك ، يضاف 200 مل من الماء المقطر إلى التحضير السابق.

يوصى بتخزين المحلول الجاهز في الثلاجة ، وإذا أمكن في قسامات عند -20 درجة مئوية ، كان ذلك أفضل. في هذا الشكل يكون ثابتًا لمدة تصل إلى شهر.

التطبيقات

في اختبار الميثيل الأحمر

هناك اختبار معملي يسمى الميثيل الأحمر. إنه في الواقع وسيط Clark and Lubs المعدل ، المسمى Methyl Red / Voges-Proskauer (RM / VP). يحتوي وسط الاستزراع السائل هذا على عناصر غذائية (polypeptones) ونظام عازلة الأس الهيدروجيني وحمل الجلوكوز.

يقيس اختبار الميثيل الأحمر قدرة الكائنات الحية الدقيقة على إنتاج الأحماض عبر الأحماض المختلطة. يتم الكشف عن التفاعل بإضافة بضع قطرات من مؤشر الأس الهيدروجيني الميثيل الأحمر.

إذا ظل المؤشر باللون الأحمر عند إضافة القطرات والخلط ، يكون الاختبار إيجابيًا. هذا يعني أن تكوين الأحماض حدث عن طريق الأحماض المختلطة. من ناحية أخرى ، إذا تلاشى اللون وظل بنفس لون الوسط ، يكون الاختبار سالبًا ، مما يشير إلى أن المركبات الأخرى قد تم إنتاجها مما يؤدي إلى قلونة الوسط.

مؤشر حمض القاعدة

الميثيل الأحمر مفيد كمؤشر حمضي قاعدي في التحليل الكيميائي. على سبيل المثال ، يتم استخدامه في تحديد البروتينات بطريقة الكجيدال الدقيقة. في هذه التقنية ، يتم استخدام مؤشر الأس الهيدروجيني المختلط المحضر مع 0.1٪ ميثيل أحمر مع 0.2٪ من البروموكريزول الأخضر في 95٪ كحول. يستخدم هذا الخليط في خطوة المعايرة.

تقدير طيف البروم

يستخدم الميثيل الأحمر في التحديد الطيفي الضوئي للبروم ، خاصة في مختبرات النشاط الحيوي الكيميائي ، حيث يتم إنتاج المواد الكيميائية للاستخدام الصيدلاني التي تشتمل على البروم كعنصر كيميائي رئيسي.

مثال على ذلك هو تركيب 2-برومو -5 (-2-برومو-2-نتروفينيل) -الفوران. أثناء عملية التوليف يتم إنتاج مواد سامة.

يجب على هذه الشركات تنظيم كمية المواد السامة في النفايات التي تنتجها للتأكد من أن التركيز المذكور يقع ضمن الحدود المسموح بها. غايتان وزملاؤه وصفوا تقنية لاكتشاف التركيزات المنخفضة من البروم في النفايات المتبقية ، باستخدام أحمر الميثيل.

يصف المؤلفون أن التقنية حصلت على نتائج ممتازة في ظل ظروف العمل التالية: درجة الحموضة = 2.5 ، والوقت 20 دقيقة وإضافة 3 مل من Na ₂ S ₂ O ₃.

استخدام الميثيل الأحمر في البحث العلمي

تم استخدام الميثيل الأحمر في العديد من التحقيقات ، من أجل إيجاد حل ممكن لتطهير مصادر المياه التي تتلقى النفايات السامة الناتجة عن الصناعات النسيجية ، والتي تستخدم أصباغ آزو المختلفة.

بهذا المعنى ، درس محمود في عام 2009 التحلل الضوئي لصبغة الميثيل الحمراء. اكتشفوا أن جزيئات السيليكا النانوية (SiO2 NP) نشطة في التحلل الضوئي لهذه الصبغة.

من ناحية أخرى ، يتم التحقيق في مؤشر الأس الهيدروجيني هذا باعتباره مادة مفيدة محتملة في تدمير الهيدروكربونات المكلورة بواسطة العوامل الكهروكيميائية. هذا مهم للغاية ، لأن الهيدروكربونات المكلورة هي مركبات سامة تضر بالبيئة.

المراجع

Gaytán E، Hernández B، Rodríguez، Negrín Z، Milián D. قياس طيف البروم مع أحمر الميثيل. المجلة الكوبية للكيمياء 2005. 17 (1): 54-60.
"الميثيل الأحمر". ويكيبيديا، الموسوعة الحرة. 3 أكتوبر 2018، 07:51 UTC. 17 مايو 2019، 17:38. en.wikipedia.
مختبرات Himedia. مؤشر الميثيل الأحمر. متاح على: himedialabs.com
المساهمين في ويكيبيديا. "الميثيل الأحمر". ويكيبيديا، الموسوعة الحرة. ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة ، 2 يوليو 2018. الويب. 17 مايو 2019.
محمود م ، بونشيري أ ، بدر يوسف ، عبد الواحد م. S. Afr. ي. الخيال. 2009 ؛ 105 (7-8): 299-303. متاح من:.scielo.
Sandoval D. دراسة حركية لبروم الميثيل الأحمر. 2004. رسالة للتأهل لدرجة بكالوريوس الكيمياء. جامعة نيكاراغوا الوطنية المستقلة. متاح على: riul.unanleon.edu

الميثيل الأحمر: الخصائص والتحضير والتطبيقات - مادة الاحياء - 2025