Kun otetaan huomioon
(Krediitit @G.Patton)6,2 g metyyliamiinia 35 ml:ssa vettä (valmistetaan lisäämällä 7,9 g (198 mmol) natriumhydroksidiliuosta 20 ml:ssa kylmää vettä jäähdytettyyn liuokseen, jossa on 13,5 g metyyliamiinia HCl 15 ml:ssa vettä). Tuloksena on 15-prosenttinen metyyliamiiniliuos.
Haluamme skaalata tämän niin, että saamme 21-prosenttisen metyyliamiiniliuoksen. Haluamme tietää, kuinka paljon liuosta saadaan, kun tässä synteesissä käytetään 25 kg metyyliamiini HCI:tä. Metyyliamiinin tiheys on 0,70 g/ml 20 °C:ssa.
Jotta voisimme skaalata synteesin ja määrittää liuoksen määrän, joka saadaan, kun käytetään 25 kg metyyliamiini HCl:tä, meidän on suoritettava joitakin laskutoimituksia. Käydään se läpi vaihe vaiheelta.
- Lasketaan käytetyn metyyliamiini-HCl:n moolimäärät: Metyyliamiini HCl:n moolimassa on 31,06 g/mol. Metyyliamiini HCl:n mooli = massa / moolimassa Metyyliamiini HCl:n mooli = 25 000 g / 31,06 g/mol Metyyliamiini HCl:n mooli = 804,67 mol.
- Laske metyyliamiinin moolimäärät: Metyyliamiinin ja metyyliamiini-HCl:n stoikiometrinen suhde on 1:1, joten metyyliamiinin moolien määrä on sama kuin metyyliamiini-HCl:n moolien määrä.
- Laske käytetyn metyyliamiini-HCl-liuoksen tilavuus: Metyyliamiini HCl:n tiheyttä ei ole ilmoitettu, joten emme voi suoraan muuntaa massaa tilavuudeksi. Voimme kuitenkin käyttää tunnettua konsentraatiota tilavuuden laskemiseen. Annettu:
- 13,5 g metyyliamiini HCl
- 15 ml vettä Voimme olettaa, että liuoksen tiheys on 1 g/ml. Metyyliamiini-HCl-liuoksen kokonaistilavuus = 13,5 g + 15 ml = 28,5 ml.
- Laske käytetyn natriumhydroksidiliuoksen tilavuus: Annettu:
- 7,9 g natriumhydroksidia
- 20 ml kylmää vettä Natriumhydroksidiliuoksen kokonaistilavuus = 7,9 g + 20 ml = 27,9 ml.
- Laske alkuperäisen 15 %:n metyyliamiiniliuoksen kokonaistilavuus: Kokonaistilavuus = metyyliamiini-HCl-liuoksen tilavuus + natriumhydroksidiliuoksen tilavuus + veden tilavuus Kokonaistilavuus = 28,5 ml + 27,9 ml + 35 ml = 91,4 ml.
- Laske alkuperäisessä liuoksessa käytetyn metyyliamiinin massa: Annettu:
- 13,5 g metyyliamiini HCl Metyyliamiini HCl:n moolimassa on 31,06 g/mol ja metyyliamiinin moolimassa on 31,06 g/mol - 36,46 g/mol = -5,40 g/mol. Metyyliamiinin massa = metyyliamiini HCl:n mooli × metyyliamiinin moolimassa Metyyliamiinin massa = 13,5 g × (31,06 g/mol - 36,46 g/mol) / 31,06 g/mol Metyyliamiinin massa = 13,5 g × 0,825 Metyyliamiinin massa = 11,14 g.
- Laske metyyliamiinin alkuperäisen liuoksen konsentraatio: Pitoisuus = (metyyliamiinin massa / kokonaistilavuus) × 100 Pitoisuus = (11,14 g / 91,4 ml) × 100 Pitoisuus = 12,17 %.
- Lasketaan metyyliamiinin haluttu massa lopullisessa liuoksessa: Annettu:
- Haluttu pitoisuus: 21 %
- Haluttu kokonaistilavuus: Metyyliamiinin massa = (21/100) × V ml × 0,70 g/ml.
- Laaditaan yhtälö tuntemattoman tilavuuden (V) ratkaisemiseksi halutun pitoisuuden ja metyyliamiinin massan avulla: (metyyliamiinin massa / V mL) × 100 = 21 % (0,70 g/ml).
- Laske metyyliamiinin haluttu massa lopullisessa liuoksessa: Annettu:
- Haluttu pitoisuus: 21 %
- Haluttu kokonaistilavuus: Tuntematon (kutsutaan sitä V mL) Metyyliamiinin massa = (21/100) × V mL × 0,70 g/ml.
- Laaditaan yhtälö tuntemattoman tilavuuden (V) ratkaisemiseksi halutun konsentraation ja metyyliamiinin massan avulla: (metyyliamiinin massa / V mL) × 100 = 21 % (0,70 g/mL) × (metyyliamiinin massa / V mL) × 100 = 21 % (0,70 g/mL) × (metyyliamiinin massa / V mL) × (metyyliamiinin massa / V mL) = 0,21 0,70 × metyyliamiinin massa = 0,21 × V mL V mL = (0,70 × metyyliamiinin massa)/0,21.
- Muunna tilavuus millilitroista litroiksi: V litraa = V ml / 1000
metyyliamiinin massa = 25 000 g V ml = (0,70 × 25 000 g) / 0,21 V ml = 83 333,33 ml V litraa = 83 333,33 ml / 1000 V litraa ≈ 83,33 litraa.
Kun tässä synteesissä käytetään 25 kg metyyliamiini-HCl:ää, saadaan siis noin 83,33 litraa 21-prosenttista metyyliamiiniliuosta.
Matriisi on todellinen.
