Mole, gramy, litre a chemické výpočty

[G.Patton]

Úvod

Dostávam veľa rovnakých otázok o výťažkoch reakcií, množstve činidiel, o tom, ako premeniť jeden rozmer na druhý, a všímam si, že ľudia nevedia správne počítať tieto jednoduché, ale veľmi dôležité čísla. Rozhodol som sa v tejto téme opísať správne postupy. Ak niečomu nerozumiete, neváhajte sa opýtať a diskutovať o svojich otázkach v sekcii komentárov.

Ako premeniť gramy na mililitre a naopak?

Gram (symbol jednotky SI g) je jednotka hmotnosti v Medzinárodnej sústave jednotiek(SI), ktorá sa rovná jednej tisícine kilogramu (1/1000). Gram je absolútna hmotnosť objemu čistej vody rovnajúca sa kocke stotiny metra [1 cm3] a pri teplote topiaceho sa ľadu, definičná teplota (~0 °C) bola neskôr zmenená na 4 °C, teplotu maximálnej hustoty vody.

Prevodné koeficienty

• 1 gram (g) = 15,4323583529 zrniek (gr).
• 1 zrnko (gr) = 0,06479891 gramu.
• 1 avirdupoisova unca (oz) = 28,349523125 gramov.
• 1 trójska unca (ozt) = 31,1034768 gramov.
• 100 gramov (g) = 3,527396195 uncí (oz).
• 1 karát (ct) = 0,2 gramu.
• 1 gama (γ) = 10-6 gramov.
• 1 undecimogram = 1 "jedenásťgram" = 10-11 gramov v historickej kvadrantovo-jedenásťgramovo-sekundovej sústave (sústava QES) alias hebdometrovo-nedecimogramovo-sekundovej sústave (sústava HUS).
• 500 gramov (g) = 1 jin v čínskych merných jednotkách.

Liter (medzinárodný pravopis) alebo liter (americký anglický pravopis), symboly SI L a l. Liter je metrická jednotka objemu. Rovná sa 1 kubickému decimetru (dm3), 1000 kubickým centimetrom (cm3) alebo 0,001 kubickému metru (m3). Kubický decimeter (alebo liter) zaberá objem 10 cm × 10 cm × 10 cm (pozri obrázok), a teda sa rovná jednej tisícine kubického metra. Mililiter, symbol SI ml alebo mL je kubický centimeter. Centimeter kubický (alebo ml) zaberá objem 1 cm × 1 cm × 1 cm a rovná sa teda jednej tisícine litra (1/1000).

Prevodné koeficienty

• 1 cisársky štvrťliter = 1,1365225 l.
• 1 americký kvarter = 0,946352946 L.
• 1 imperiálna pinta = 0,56826125 L.
• 1 americká pinta = 0,473176473 L.
• 1 imperiálny galón = 4,54609 l.
• 1 americký galón = 3,785411784 L.
• 1 kubická stopa = 28,316846592 L.
• 1 palec kubický = 0,016387064 L.
• 1 imperiálna tekutá unca = 28,4130625 ml.
• 1 americká tekutá unca = 29,5735295625 ml.

Gramy sa dajúľahko premeniť na mililitre podľa tohto vzorca.

V = m / ρ.

kde m - hmotnosť látky, g; ρ - hustota látky, g/ml; V - objem látky.

Podľa tohto vzorca môžete každú látku premeniť na objem a naopak. Napríklad máte 20 g ortuti (Hg) a chcete vypočítať jej hmotnosť.ρ (hustota) ortuti je 13,5 g/ml, teda

V(Hg) = 20 g / 13,5 g/ml = 1,48 ml

1,48 ml Je objem 20 g ortuti.

Čo je to mol?

Mol, symbol mol, n, je jednotka látkového množstva v Medzinárodnej sústave jednotiek (SI). Množstvo látky je miera toho, koľko elementárnych jednotiek danej látky sa nachádza v objekte alebo vzorke (v akejkoľvek látke). Mól je definovaný tak, že obsahuje presne 6,02214085774 × 10²³ častíc (atómov, molekúl, iónov, elektrónov alebo akýchkoľvek iných objektov). Napríklad 10 molov vody (chemická zlúčenina H2O) a 10 molov ortuti (chemický prvok Hg), obsahuje rovnaké množstvo látky a ortuť obsahuje presne jeden atóm na každú molekulu vody, napriek tomu, že obe majú rôzne objemy a rôzne hmotnosti. Každopádne je to dosť veľa, však? To je dôvod, prečo je výhodnejšie vedieť prepočítať gramy na móly namiesto gramov na počet atómov.

Čo je to molárna hmotnosť?

Molárna hmotnosť je vlastnosť látky, pomer hmotnosti látky k jej množstvu. Číselne sa rovná hmotnosti 1 mólu látky, to znamená, že hmotnosť látky obsahuje počet častíc rovný Avogadrovmu číslu. Molárna hmotnosť vyjadrená v g/mol sa číselne zhoduje s molekulovou hmotnosťou vyjadrenou v r.a.m. a relatívnou atómovou hmotnosťou. Medzi molárnou hmotnosťou a molekulovou hmotnosťou je však rozdiel, sú si len číselne rovné a líšia sa rozmerovo.

Napríklad molárna hmotnosť kyslíka ako prvku M(O) = 16 g/mol, ale ako jednoduchej látky pozostávajúcej z molekúl O2 = 32 g/mol.

Molárne hmotnosti zložených molekúl možno určiť súčtom molárnych hmotností ich zložiek. Napríklad molekulová hmotnosť vody H2O je.

M(H2O) = 2 x M(H) + M(O) = 2 x 1 g/mol + 16 g/mol = 18 g/mol.

Ako premeniť móly na gramy a naopak?

Ak chcete správne vyhodnotiť počet molov, n, látky s určitou hmotnosťou, m, (v gramoch), musíte postupovať podľa vzorca prepočtu gramov na móly.

n = m / M.

kde: M - molárna hmotnosť tejto látky. Jednotka je zvyčajne g/mol; m - hmotnosť látky, g; n - móly látky, mol.

Napríklad máte 100 g P2NP, ktorý má molekulovú hmotnosť 163,17 g/mol. Potrebujete zistiť, koľko je to molov. Podľa uvedeného vzorca.

n(P2NP) = 100 g / 163,17 g/mol = 0,6129 mol.

Iný príklad: Do reakcie musíte pridať 10 molov borohydridu sodného (NaBH4) s molekulovou hmotnosťou 37,83 g/mol a musíte to prepočítať na gramy:

m(NaBH4) = 10 mol x 37,83 g/mol = 378,3 g.

Ako počítať činidlá?

Otvorili ste príručku na syntézu a zistili ste, že potrebujete oveľa menší alebo väčší rozsah syntézy. Ste zmätení číslami a neviete, ako ich spočítať na vašu stupnicu? Existuje vysvetlenie.

V prípade, že chcete zväčšiť rozsah syntézy a ste si istí, že je to možné urobiť podľa lineárnej závislosti, stačí vynásobiť všetky množstvá činidiel rovnakým indexom. Dostanete množstvá činidiel pre váš rozsah syntézy a nemusíte sa na to pýtať žiadneho experta!

Príklad: Chcete vykonať syntézu amfetamínu prostredníctvom NaBH4/CuCl2 a podľa návodu z BB fóra musíte na túto syntézu vziať 1000 g P2NP. Chcete vykonať 150 g P2NP syntézy. Váš algoritmus je.

1. Vydelte 1000 g v manuáli opísaného množstva hlavného prekurzora P2NP 150 g a dostanete potrebný index 6,67.

2. Vydeľte všetky množstvá činidiel číslom 6,67 a dosiahnete svoj cieľ.

Vprípade, že potrebujete zvýšiť túto syntetickú záťaž z 1000 g P2NP na 2500 g, postupujte podľa týchto pokynov.

1. Vydelte 2500 g P2NP 1000 g a dostanete index 2,5.

2. Vynásobte všetky činidlá číslom 2,5 a dosiahnete svoj cieľ.

Ako spočítať výťažok reakcie?

Vykonali ste syntézu hydrochloridu metamfetamínu zo 100 ml P2P a získali ste 100 g produktu. Myslíte si, že ste získali 100 % výťažok? Je to omyl!

Príklad.

Najprv musíte spočítať hmotnosť P2P, ktorý bol použitý na túto syntézu.

m(P2P) = 100 ml / 1,006 = 99,4 g

Potom spočítajte, koľko molov chýbajúceho činidla (v tomto príklade P2P) sa zúčastňuje reakcie.

n(P2P) = 99,4 g / 134,178 g/mol = 0,741 mólu.

Chýbajúce činidlo je činidlo, ktoré sa zúčastňuje reakcie a má najmenšie množstvo molov. Napríklad pri reakcii reduktívnej aminácie P2P na metamfetamín musíte vziať 1 mol P2P a ~3,5 mólu metylamínu. P2P je v tejto reakcii nedostatkovým činidlom.

Podľa reakčnej bilancie 1 mol P2P dáva 1 mol hydrochloridu metamfetamínu. Z toho vyplýva, že 0,741 mólu P2P dáva 0,741 mólu metamfetamínhydrochloridu (MH), čo je

m(MH) = 0,741 mólu x 185,69 g/mól = 137,56 g.

kde 185,69 g/mol je molekulová hmotnosť hydrochloridu metamfetamínu.

V známy ako teoretický výťažok. Teoretický výťažok je množstvo látky, ktoré sa má získať ako výsledok reakcie. Preto môžete z tohto teoretického výsledku vypočítať výťažok reakcie.

Výťažok, % = (m(teória)*100)/m(prax),
Výťažok (MH) = (100 g * 100) / 137,56 = 72,7 %.

Ako vidíte, skutočný výťažok 72,7 % sa skutočne líši od výťažku 100 %, ktorý bol omylom vypočítaný z reakčnej hmotnosti. Tá zohráva významnú úlohu pri výrobe akejkoľvek látky.

 

[Loki12]

Ďakujem, že ste si dali tú námahu a pripravili ich, posledných pár dní som strávil čítaním všetkých spolu s celými vláknami syntéz, ktoré ma zaujímajú. Niektorí by to na iných fórach považovali za kŕmenie lyžičkou, ale verím, že si zaslúžiš nejaké kvety, v dňoch, keď nemôžeme veriť iným, ktorých poznáme, že nás budú učiť (niektoré smutné sračky, že), musíme neustále vzdelávať ostatných a toto môže byť najlepší spôsob, rovnako ako pracovná sila, jedného dňa zostarneme a niekto bude musieť túto pochodeň niesť ďalej.

Možno by ste mohli urobiť jednu o vákuu a ako tam počítať medzi rôznymi meraniami, ako aj o čerpadlách, ktoré odporúčate, aké silné by mali byť? Verím, že by to bolo užitočné, sám si pamätám, ako som sa to na začiatku snažil zistiť a mal som z toho strašné problémy a stále si nie som istý, či som pochopil celú teóriu.

 

[G.Patton]

Ďakujeme za milé slová. Doplním informácie o tlakových demenciách pri poskytovaní a použití vákua v laboratórnej téme. Ďakujem za radu.

 

[IgnazSemmelweis]

Myslel som si, že by mohlo byť užitočné napísať o atómovom hospodárstve aj tu:

Čo je to atómová ekonomika?
Atom Economy je miera toho, koľko atómov v činidlách tvorí požadovaný produkt. Je užitočná pri hodnotení toho, aká efektívna a vynaliezavá je reakcia, ktorú ste uskutočnili.
Efektívne reakcie budú mať vysokú A.E. a menej efektívne reakcie budú mať nižšiu A.E. Pred začatím akejkoľvek reakcie sa oplatí skontrolovať Atom Economy, aby ste sa uistili, že získate dobré množstvo produktu bez toho, aby ste vyprodukovali veľa odpadu.

Prečo chcete vysokú atómovú hospodárnosť?
Produkuje menej odpadu, výroba je lacnejšia, udržateľnejšia

Ako vypočítať atómovú hospodárnosť?
Zistite molekulovú hmotnosť (Mr) všetkých činidiel a požadovaného produktu, potom vydeľte Mr produktov súčtom Mr činidiel. Vynásobte to 100 a dostanete atómovú ekonomiku.
napr.) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5 % Preto je táto reakcia neefektívna a mali by ste zistiť, či existuje nejaký spôsob, ako ju urobiť efektívnejšie (iné činidlá, iné rozpúšťadlá, iné postupy atď.)

Dúfam, že to pomohlo!

 

[G.Patton]

Dobrý deň, pri všetkej úcte, vyzerá to ako vtip a s ekonomikou to nemá nič spoločné

 

[syntheticdrugs]

@G.Patton Tento článok je veľmi užitočný, veľmi pekne vám ďakujem za napísanie tohto článku

 

[Que!]

Je to skvelé, ďakujem

 

[infochem]

Dobrá práca.