Молове, грамове, литри и химични изчисления

G.Patton

Expert
Joined
Jul 5, 2021
Messages
2,654
Solutions
3
Reaction score
2,732
Points
113
Deals
1
Въведение
Получавам много едни и същи въпроси относно добивите на реакциите, количеството на реагентите, как да превърна едно измерение в друго и забелязвам, че хората не знаят как да пресмятат правилно тези прости, но много важни числа. Реших да опиша правилните методи в тази тема. Ако не разбирате нещо, не се колебайте да попитате и да обсъдите въпросите си в раздела за коментари.

Как да превърнем грамовете в милилитри и обратно?
Грамът (символ на единицата SI g) е единица за маса в Международната система единици(SI), равна на една хилядна част от килограма (1/1000). Грамът е абсолютното тегло на обем чиста вода, равен на кубчето на стотната част от метъра [1 cm3], и при температурата на топене на леда, определящата температура (~0 °C) по-късно е променена на 4 °C, температурата на максимална плътност на водата.

Коефициенти на преобразуване
  • 1 грам (g) = 15,4323583529 зърна (gr).
  • 1 зърно (gr) = 0,06479891 грама.
  • 1 авоардупоева унция (oz) = 28,349523125 грама.
  • 1 тройунция (ozt) = 31,1034768 грама.
  • 100 грама (g) = 3,527396195 унции (oz).
  • 1 карат (ct) = 0,2 грама.
  • 1 гама (γ) = 10-6 грама.
  • 1 ундецимограм = 1 "единадесети грам" = 10-11 грама в историческата система квадрант-единадесети грам-секунда (система QES), известна още като система хебдометър-ундецимограм-секунда (система HUS).
  • 500 грама (g) = 1 джин в китайските мерни единици.
Литър (международно изписване) или литър (американско английско изписване), SI символи L и l. Литърът е метрична единица за обем. Тя е равна на 1 кубичен дециметър (dm3), 1000 кубични сантиметра (cm3) или 0,001 кубичен метър (m3). Един кубичен дециметър (или литър) заема обем от 10 cm × 10 cm × 10 cm (вж. фигурата) и следователно е равен на една хилядна от кубичния метър. Милилитър, символ SI ml или mL, е кубичен сантиметър. Един кубичен сантиметър (или ml) заема обем от 1 cm × 1 cm × 1 cm и следователно е равен на една хилядна от литъра (1/1000).

Коефициенти на преобразуване
IMZKlTLNGD
  • 1 имперска четвърт = 1,1365225 л.
  • 1 американска четвърт = 0,946352946 L.
  • 1 имперска пинта = 0,56826125 L.
  • 1 американска пинта = 0,473176473 L.
  • 1 имперски галон = 4,54609 л.
  • 1 американски галон = 3,785411784 L.
  • 1 кубичен фут = 28,316846592 L.
  • 1 кубичен инч = 0,016387064 L.
  • 1 имперска течна унция = 28,4130625 ml.
  • 1 американска течна унция = 29,5735295625 ml.
Грамовете могат лесно да се превърнат в милилитри по тази формула.
V = m / ρ.
където m - маса на веществото, g; ρ - плътност на веществото, g/ml; V - обем на веществото.

Според тази формула можете да превърнете всяко вещество в обем и обратно. Например, имате 20 g живак (Hg) и искате да изчислите масата му
.ρ (плътност) на живака е 13,5 g/ml, следователно
V(Hg) = 20 g / 13,5 g/ml = 1,48 ml
1,48 ml е обемът на 20 g живак.

Колко е мола?
Молът, символ mol, n, е единицата за количество вещество в Международната система единици (SI). Количеството на веществото е мярка за това колко елементарни единици от дадено вещество се намират в даден обект или проба (в което и да е вещество). Молът се определя като съдържащ точно 6,02214085774 × 10²³ частици (атоми, молекули, йони, електрони или други обекти). Например, 10 мола вода (химично съединение H2O) и 10 мола живак (химичен елемент Hg), съдържат равни количества вещество и живакът съдържа точно по един атом за всяка молекула на водата, въпреки че двете имат различни обеми и различни маси. Както и да е, това е доста много, нали? Това е причината, поради която е по-удобно да знаем как да превръщаме грамове в молове, вместо грамове в брой атоми.

Какво е молна маса?
Моларната маса е характеристика на веществото, отношението на масата на веществото към неговото количество. Числено е равна на масата на 1 мол от веществото, т.е. масата на веществото съдържа брой частици, равен на числото на Авогадро. Моларната маса, изразена в g/mol, числено съвпада с молекулната маса, изразена в r.a.m., и относителната атомна маса. Въпреки това има разлика между моларната и молекулната маса, те са само числено равни и се различават по размер.

Например моларната маса на кислорода като елемент M(O) = 16 g/mol, но като просто вещество, състоящо се от молекули O2 = 32 g/mol.

Моларните маси на сложните молекули могат да се определят чрез сумиране на моларните маси на съставящите ги елементи. Например молекулната маса на водата H2O е.
M(H2O) = 2 x M(H) + M(O) = 2 x 1 g/mol + 16 g/mol = 18 g/mol.

Как да превърнем моловете в грамове и обратно?
Зада оцените правилно броя на моловете, n, на вещество с определена маса, m, (в грамове), трябва да следвате формулата за превръщане на грамове в молове.
n = m / M.
където: M - молната маса на това вещество. Единицата обикновено е g/mol; m - масата на веществото, g; n - моловете на веществото, mol.

Например, имате 100 g P2NP, който има молекулна маса 163,17 g/mol. Трябва да определите колко мола е то. Според формулата по-горе
.
n(P2NP) = 100 g / 163,17 g/mol = 0,6129 мола.

Друг пример: към реакцията трябва да добавите 10 мола натриев борохидрид (NaBH4) с молекулна маса 37,83 g/мол и трябва да го пресметнете в грамове:
m(NaBH4) = 10 мола x 37,83 g/mol = 378,3 g.

Как да преброим реагентите?
Отворили сте ръководството за синтез и сте разбрали, че се нуждаете от много по-малък или по-голям мащаб на синтеза. Объркани сте от числата и не знаете как да ги пресметнете в зависимост от мащаба? Има обяснение.

. В случай че искате да увеличите мащаба на синтеза и сте сигурни, че това е възможно да стане според линейната зависимост, просто трябва да умножите всички количества реагенти по един и същ индекс. Ще получите количествата реагенти за вашата скала за синтез и не е необходимо да питате никой експерт за това!

Пример: искате да извършите синтез на амфетамин чрез NaBH4/CuCl2 и трябва да вземете 1000 g P2NP за този синтез съгласно ръководството от BB форума. Искате да извършите 150 g P2NP за синтез. Алгоритъмът ви е.
1. Разделете 1000 g от описаното в ръководството количество на основния прекурсор P2NP на 150 g и ще получите необходимия индекс 6,67.
2. Разделете всички количества реагенти на 6,67 и ще постигнете целта си.


Вслучай че трябва да увеличите това натоварване за синтез от 1000 g P2NP до 2500 g, следвайте тези инструкции.
1. Разделете 2500 g P2NP на 1000 g и ще получите индекс 2,5.
2. Умножете всички реактиви по 2,5 и ще постигнете целта си.


Как да пресметнем добива на реакцията?
Извършили сте синтез на метамфетамин хидрохлорид от 100 ml P2P и сте получили 100 g от продукта. Смятате ли, че сте получили 100% добив? Това е грешка!

Пример.
T84leYNDH6
Първо, трябва да пресметнете масата на P2P, който е използван за този синтез.
m(P2P) = 100 ml / 1,006 = 99,4 g

След това пребройте колко мола от липсващия реагент (P2P в този пример) участват в реакцията.
n(P2P) = 99,4 g / 134,178 g/мол = 0,741 мола.

Липсващият реагент е реагент, който участва в реакцията и е с най-малкото количество молове. Например в реакцията на редукционно аминиране на P2P до метамфетамин трябва да вземете 1 мол P2P и ~3,5 мола метиламин. P2P е липсващ реагент в тази реакция.

Според реакционния баланс 1 мол P2P дава 1 мол метамфетаминов хидрохлорид. Следователно от 0,741 мола P2P се получават 0,741 мола метамфетаминов хидрохлорид (MH), който е
m(MH) = 0,741 мола x 185,69 g/мол = 137,56 g.
където 185,69 g/мол е молекулната маса на метамфетамин хидрохлорид.

В известен като теоретичен добив. Теоретичният добив е количеството вещество, което трябва да се получи като резултат от реакцията. Следователно можете да пресметнете реакционния добив от този теоретичен резултат.
Добив, % = (m(теория)*100)/m(практика),
Добив (MH) = (100 g * 100) / 137,56 = 72,7 %.

Както можете да видите, реалният добив 72,7 % наистина се различава от 100 % добив, който е бил погрешно изчислен от реакционната маса. Той играе съществена роля при производството на всяко вещество.
 
Last edited:

Loki12

Don't buy from me
Resident
Joined
Dec 18, 2022
Messages
52
Reaction score
25
Points
8
Благодаря, че сте отделили време да ги направите, последните няколко дни прекарах в четене на всички тях заедно с цели теми за синтези, които ме интересуват. Някои биха сметнали това за хранене с лъжичка на други форуми, но аз вярвам, че заслужавате някои цветя, в дни, в които не можем да се доверим на другите, които познаваме, да ни учат (някои тъжни неща, нали), трябва да продължим да обучаваме другите и това може да е най-добрият начин, точно както работната сила, един ден ще остареем и някой ще трябва да продължи да носи този факел.

Може би можеш да направиш една за вакуума и как да се изчислява между различните измервания там, както и за помпите, които препоръчваш, колко силни трябва да бъдат? Вярвам, че това би било полезно, спомням си, че се опитвах да разбера това сам в началото и ми беше ужасно трудно, а и все още не съм сигурен, че разбирам цялата теория зад него.
 

IgnazSemmelweis

Don't buy from me
New Member
Joined
Jan 8, 2023
Messages
2
Reaction score
1
Points
3
Помислих си, че може да е полезно да пиша за атомната икономика и тук:

Какво е атомна икономика?
Икономията на атомите е мярка за това колко от атомите в реагентите образуват желания продукт. Тя е полезна, когато оценявате доколко ефективна и ресурсна е реакцията, която сте извършили.
Ефективните реакции ще имат висок А.Е., а по-малко ефективните - по-нисък А.Е. Струва си да проверите атомната икономия, преди да започнете каквато и да е реакция, за да сте сигурни, че ще получите добро количество продукт, без да произвеждате много отпадъци.


Защо искате висока атомна икономия?
Произвежда по-малко отпадъци, прави производството по-евтино и по-устойчиво

Как да изчислим атомната икономия?
Намерете молекулната маса (Mr) на всички реактиви и желания продукт, след което разделете Mr на продуктите на сумата от Mr на реактивите. Умножете това по 100 и ще получите икономията на атомите.
например) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5% Следователно това е неефективна реакция и трябва да проверите дали има някакъв начин да я направите по-ефективно (различни реактиви, различни разтворители, различни процедури и т.н.)

Надявам се, че това помогна!
 

G.Patton

Expert
Joined
Jul 5, 2021
Messages
2,654
Solutions
3
Reaction score
2,732
Points
113
Deals
1
Здравейте, с цялото ми уважение, това прилича на шега и няма нищо общо с икономиката :)
 

syntheticdrugs

Don't buy from me
Member
Joined
Dec 8, 2023
Messages
6
Reaction score
2
Points
3
@G.Patton Тази статия е много полезна, много ви благодаря, че я написахте
 

Que!

Don't buy from me
Resident
Joined
Mar 25, 2024
Messages
10
Reaction score
5
Points
3
Това е страхотно, благодаря ви
 

infochem

Don't buy from me
Member
Joined
Mar 2, 2024
Messages
3
Reaction score
0
Points
1
👍 Добра работа.
 
Top