Bromotimol albastru: structură, proprietăți, preparare și utilizare

Bromotimolul albastru este un colorant sensibil la pH-ul mediului și a fost utilizat ca indicator în multe reacții de laborator. Un indicator este un colorant organic, a cărui culoare depinde de concentrația ionului de H30 + sau de pH-ul mediului. Datorită culorii pe care o afișează, indicatorul poate indica aciditatea sau bazicitatea soluției.

Bromotimol albastru are o scală activă de indicare între pH 6, 0 și 7, 6. La un pH al mediului mai mic de 6, 5, acesta prezintă o colorare galbenă. Atunci când pH-ul mediului variază între 6, 5 și 7, 6, se obține o colorare verde. La pH mai mare de 7, 6, culoarea este albastră.

Această caracteristică face acest indicator foarte util, deoarece poate fi utilizat la o scară de pH aproape de neutralitate; exact acolo unde apar procese fiziologice.

Ionizarea bromurii de bromotimon în soluție apoasă poate fi schematizată în felul următor:

HIn (culoare galbenă) + H20 In- (albastru) + H3O +

Atunci când indicatorul este protonat (HIn), acesta obține o colorare galbenă; în timp ce dacă indicatorul neprotetizat (In-) devine o colorare albastră.

Structura chimică

În imaginea superioară, structura de albastru de bromotimol este reprezentată cu un model de sferă și bară la un pH mai mic de 7, 1. Barele maro corespund atomilor de brom, doi în total.

Fiecare din cele trei inele aromatice, împreună cu grupările metil, CH3 și terțbutil, gruparea timol; și având legată de Br, motivul pentru care se numește "bromotimol" apare de acolo.

În partea inferioară este prezentată gruparea sulfonat, R-SO3-, cu sfere roșii și galbene. Acest grup poate fi legat printr-un atom de O la carbonul central care unește cele trei inele aromatice.

Modificări ale pH-ului

Deși această structură moleculară nu se modifică radical cu pH-uri acide sau bazice, stările sale electronice sunt modificate, reflectate de modificările culorii soluțiilor.

Sub pH 7, indicatorul este galben și adoptă structura imaginii; dar dacă pH-ul devine bazic, grupările -OH sunt deprotonate și se poate forma o dublă legătură C = O.

Ca rezultat, sistemul conjugat al moleculei (acela al tuturor legăturilor sale duble rezonante) se schimbă suficient, astfel încât electronii să nu mai absoarbă aceiași fotoni, iar soluția se transformă de la galben în albăstrui.

Dacă, pe de altă parte, pH-ul este cu mult sub 7, culoarea indicatorului se schimbă de la galben la roșu. Aici, schimbarea în sistemul conjugat se datorează protonării grupărilor -OH până la -OH2 +.

În ambele medii acide și bazice, molecula pierde stabilitate, absorbând fotoni de energie mai mică pentru a permite tranzițiilor electronice responsabile de culorile percepute de spectatori.

Și ce zici de culoarea verde a imaginii principale? Când pH-ul se apropie de 7, 1, o mică parte din molecule pierde protoni, dând o culoare albastră care, amestecată cu galben, dă culoarea verde.

proprietăţi

Denumire chimică

Bromotimol albastru sau 3, 3'-dibromotiol sulfonaftalina.

Formula moleculară

C27H28Br2O5S

Greutate moleculară

624, 384 g / mol.

Aspect fizic

Pulbere de culoare solidă care oscilează între roz și violet.

Caracteristică chimică

Acționează ca un acid slab în soluție. Atunci când este protonat într-un mediu acid, se obține o culoare galbenă, la un pH neutru este verde și atunci când este deprotonat la un pH alcalin este albastru.

Constanta de disociere ionică (Ka)

7, 9 x 10-8.

Domeniu activ de indicații

pH 6, 0 până la 7, 6. Aceasta se datorează prezenței atomilor de brom care acționează prin extragerea electronilor și două grupuri moderate de donori de electroni (substituenți alchil).

densitate

1, 25 g / cm3.

Punctul de topire

202 ° C (396 ° F).

Punct de fierbere

184, 9 ° C.

solubilitate

Este puțin solubil în apă și ulei. De asemenea, este puțin solubil în solvenți nepolari cum ar fi benzen, toluen și xilen și practic insolubil în eter de petrol. Este solubil în soluții apoase de alcalii și alcool.

stabilitate

Este stabilă la temperatura camerei și incompatibilă cu agenți oxidanți puternici.

Absorbția luminii

Forma protonată are o absorbție maximă la o lungime de undă (λ) de 427 nm, transmiterea luminii galbene în soluții acide, iar forma deprotonată are o absorbție maximă la o lungime de undă (λ) de 602 nm, care transmite o lumină albastră la pH alcalin.

Utilizări și aplicații

În studiile metabolice

Bromotimol albastru este utilizat în numeroase procese în care se produce dioxid de carbon (CO ₂ ), generând în consecință acid carbonic (H ₂ CO ₃ ), care acidifică mediul; evidențiată de o modificare a colorării albastrului de bromtimol.

Dacă o persoană efectuează un exercițiu fizic și este conectată la un tub care, la rândul său, este în legătură cu un recipient cu o soluție de albastru de bromtimiol, se va observa următorul fenomen: ca urmare a creșterii activității fizice și metabolismul, va exista o creștere a producției de CO ₂ .

CO _{2 va} reacționa cu apa, producând acid carbonic, H ₂ CO ₃, care ulterior disociază eliberarea ionului H + și acidularea mediului. Astfel, albastrul bromotimol obține o colorare galbenă, subliniind aciditatea mediului.

În obstetrică

Bromothymol albastru este utilizat în obstetrică pentru a evidenția ruptura timpurie a membranei. Fluidul amniotic are în mod normal un pH mai mare de 7, 7, astfel încât albastrul de bromotiem va deveni albastru atunci când este pus în contact cu lichidul care scapă de amnio.

PH-ul vaginal este de obicei acid, deci albastrul de bromotiem are o culoare galbenă. Schimbarea colorării sale în albastru arată prezența lichidului amniotic în regiunea vaginală.

Alte utilizări

De asemenea, albastrul bromotimol se aplică în următoarele echipamente și funcții:

-Senzori optici

- Sisteme de detectare a arderii gazelor

- În producția de vopsele, jucării, produse de curățat, detergenți și textile

-Senzori proaspeți proaspeți

- Ca un identificator al orezului proaspăt și învechit

-În detectarea microorganismelor.

Se folosește și în analiza creșterii bacteriilor, în medicamentele psihoactive și în materialele dentare.

preparare

Se dizolvă 100 mg de albastru de bromtimimol în 100 ml de alcool diluat și se filtrează dacă este necesar. Se prepară, de asemenea, după cum urmează: se dizolvă 50 mg de albastru bromotimol într-un amestec de 4 ml de hidroxid de sodiu 0, 02 N și 20 ml de alcool și se adaugă 100 ml de apă.