Moly, gramy, litry a chemické výpočty

[G.Patton]

Úvod

Dostávám mnoho stejných dotazů na výtěžky reakcí, množství činidel, jak převést jeden rozměr na druhý a všímám si, že lidé neumějí tato jednoduchá, ale velmi důležitá čísla správně spočítat. Rozhodl jsem se v tomto tématu popsat správné postupy. Pokud něčemu nerozumíte, neváhejte se zeptat a prodiskutovat své otázky v sekci komentářů.

Jak převést gramy na mililitry a naopak?

Gram (symbol jednotky SI g) je jednotka hmotnosti v Mezinárodní soustavě jednotek(SI), která se rovná jedné tisícině kilogramu (1/1000). Gram je absolutní hmotnost objemu čisté vody rovnající se krychli sté části metru [1 cm3] a při teplotě tání ledu, definiční teplota (~0 °C) byla později změněna na 4 °C, teplotu maximální hustoty vody.

Převodní koeficienty

• 1 gram (g) = 15,4323583529 zrn (gr).
• 1 zrnko (gr) = 0,06479891 gramu.
• 1 avirdupoiská unce (oz) = 28,349523125 gramů.
• 1 trojská unce (ozt) = 31,1034768 gramů.
• 100 gramů (g) = 3,527396195 unce (oz).
• 1 karát (ct) = 0,2 gramu.
• 1 gama (γ) = 10-6 gramů.
• 1 undecimogram = 1 "jedenáctigram" = 10-11 gramů v historické kvadrant-jedenáctigram-sekundové soustavě (soustava QES) alias hebdometr-undecimogram-sekundová soustava (soustava HUS).
• 500 gramů (g) = 1 jin v čínských měrných jednotkách.

Litr (mezinárodní pravopis) nebo litr (americký anglický pravopis), symboly SI L a l. Litr je metrická jednotka objemu. Rovná se 1 krychlovému decimetru (dm3), 1000 krychlovým centimetrům (cm3) nebo 0,001 krychlovému metru (m3). Krychlový decimetr (nebo litr) zaujímá objem 10 cm × 10 cm × 10 cm (viz obrázek), a rovná se tedy jedné tisícině krychlového metru. Mililitr, symbol SI ml nebo mL je kubický centimetr. Centimetr krychlový (nebo ml) zaujímá objem 1 cm × 1 cm × 1 cm a rovná se tedy jedné tisícině litru (1/1000).

Převodní faktory

• 1 imperiální kvarta = 1,1365225 l.
• 1 americký kvarter = 0,946352946 L.
• 1 imperiální pinta = 0,56826125 L.
• 1 americká pinta = 0,473176473 L.
• 1 císařský galon = 4,54609 l.
• 1 americký galon = 3,785411784 L.
• 1 krychlová stopa = 28,316846592 L.
• 1 krychlový palec = 0,016387064 L.
• 1 imperiální tekutá unce = 28,4130625 ml.
• 1 americká tekutá unce = 29,5735295625 ml.

Gramy lze snadno převést na mililitry podle tohoto vzorce.

V = m / ρ.

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

Podle tohoto vzorce lze každou látku převést na objem a naopak. Napříkladmáte 20 g rtuti (Hg) a chcete vypočítat její hmotnost.ρ (hustota) rtuti je 13,5 g/ml, tedy

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

1,48 ml Je objem 20 g rtuti.

Co je to mol?

Mol, symbol mol, n, je jednotka látkového množství v Mezinárodní soustavě jednotek (SI). Látkové množství je mírou toho, kolik elementárních jednotek dané látky je v předmětu nebo vzorku (v jakékoli látce). Mol je definován tak, že obsahuje přesně 6,02214085774 × 10²³ částic (atomů, molekul, iontů, elektronů nebo jiných objektů). Například 10 molů vody (chemické sloučeniny H2O) a 10 molů rtuti (chemického prvku Hg), obsahuje stejné množství látky a rtuť obsahuje přesně jeden atom na každou molekulu vody, přestože obě látky mají různé objemy a různé hmotnosti. Každopádně je to docela hodně, že? To je důvod, proč je výhodnější umět převádět gramy na moly místo gramů na počet atomů.

Co je to molární hmotnost?

Molární hmotnost je charakteristika látky, poměr hmotnosti látky k jejímu množství. Číselně se rovná hmotnosti 1 molu látky, to znamená, že hmotnost látky obsahuje počet částic rovný Avogadrovu číslu. Molární hmotnost vyjádřená v g/mol se číselně shoduje s molekulovou hmotností vyjádřenou v r.a.m. a relativní atomovou hmotností. Mezi molární a molekulovou hmotností je však rozdíl, jsou si pouze číselně rovny a liší se rozměrem.

Například molární hmotnost kyslíku jako prvku M(O) = 16 g/mol, ale jako jednoduché látky složené z molekul O2 = 32 g/mol.

Molární hmotnosti složených molekul lze určit součtem molárních hmotností jejich složek. Napříkladmolekulová hmotnost vody H2O je.

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

Jak převést molekuly na gramy a naopak?

Chcete-li správně vyhodnotit počet molů, n, látky o určité hmotnosti, m, (v gramech), musíte postupovat podle vzorce pro převod gramů na moly.

n = m / M.

kde: M - molární hmotnost této látky. Jednotkou je obvykle g/mol; m - hmotnost látky, g; n - mol látky, mol.

Například máte 100 g P2NP, který má molekulovou hmotnost 163,17 g/mol. Potřebujete zjistit, kolik je to molů. Podle výše uvedeného vzorce.

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

Jiný příklad: Do reakce musíte přidat 10 molů borohydridu sodného (NaBH4) s molekulovou hmotností 37,83 g/mol a musíte to spočítat na gramy:

NaBH4= 10 molů x 37,83 g/mol = 378,3 g.

Jak počítat činidla?

Otevřeli jste návod k syntéze a zjistili jste, že potřebujete mnohem menší nebo větší rozsah syntézy. Jste zmateni čísly a nevíte, jak je přepočítat na vaši stupnici? Existuje vysvětlení.

V případě, že chcete zvětšit rozsah syntézy a jste si jisti, že to lze provést podle lineární závislosti, stačí vynásobit všechna množství činidel stejným indexem. Získáte množství činidel pro vaši stupnici syntézy a nemusíte se na to ptát žádného odborníka!

Příklad: Chcete provést syntézu amfetaminu pomocí NaBH4/CuCl2 a podle návodu z BB fóra musíte pro tuto syntézu vzít 1000 g P2NP. Chcete provést syntézu 150 g P2NP. Váš algoritmus je následující.

1. Vydělte 1000 g v manuálu popsaného množství hlavního prekurzoru P2NP 150 g a získáte potřebný index 6,67.

2. Vydělte všechna množství činidel číslem 6,67 a dosáhnete svého cíle.

Vpřípadě, že potřebujete zvýšit tuto syntetickou zátěž z 1000 g P2NP na 2500 g, postupujte podle těchto pokynů.

1. Vydělte 2500 g P2NP 1000 g a získáte index 2,5.

2. Vynásobte všechna činidla číslem 2,5 a dosáhnete svého cíle.

Jak spočítat výtěžek reakce?

Provedli jste syntézu hydrochloridu metamfetaminu ze 100 ml P2P a získali jste 100 g produktu. Myslíte si, že jste získali 100% výtěžek? To je špatně!

Příklad.

Nejprve musíte spočítat hmotnost P2P, který byl použit pro tuto syntézu.

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

Poté spočítejte, kolik molů chybějícího činidla (v tomto příkladu P2P) se účastní reakce.

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

Chybějící činidlo je činidlo, které se účastní reakce a které má nejmenší molární množství. Například při reakci reduktivní aminace P2P na metamfetamin je třeba vzít 1 mol P2P a ~3,5 molu methylaminu. P2P je v této reakci nedostatkovým činidlem.

Podle reakční bilance dává 1 mol P2P 1 mol hydrochloridu metamfetaminu. Z toho vyplývá, že 0,741 molu P2P dává 0,741 molu hydrochloridu metamfetaminu (MH), což je

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

kde 185,69 g/mole je molekulová hmotnost methamphetamine hydrochloride.

V známý jako teoretický výtěžek. Teoretický výtěžek je množství látky, které má být získáno jako výsledek reakce. Proto můžete z tohoto teoretického výsledku počítat výtěžek reakce.

Výtěžek, % = (m(teorie)*100)/m(praxe),
Výtěžek (MH) = (100 g * 100) / 137,56 = 72,7 %.

Jak vidíte, skutečný výtěžek 72,7 % se skutečně liší od výtěžku 100 %, který byl chybně vypočten z reakční hmotnosti. Ta hraje významnou roli při výrobě jakékoli látky.

 

[Loki12]

Děkuji za čas, který jste věnovali jejich přípravě, posledních několik dní jsem strávil jejich pročítáním spolu s celými vlákny syntéz, které mě zajímají. Někdo by to na jiných fórech považoval za lžičkování, ale já věřím, že si zasloužíte nějaké květiny, ve dnech, kdy nemůžeme věřit ostatním, které známe, aby nás učili (některé smutné kecy, že), musíme stále vzdělávat ostatní a tohle by mohl být ten nejlepší způsob, stejně jako pracovní síla, jednou zestárneme a někdo bude muset tu pochodeň nést dál.

Možná bys mohl udělat nějakou o podtlaku a jak tam počítat mezi různými měřeními, stejně jako o vývěvách, které doporučuješ, jak silné by měly být? Věřím, že by to bylo užitečné, vzpomínám si, jak jsem se to na začátku sám snažil zjistit a strašně mě to bavilo a pořád si nejsem jistý, jestli jsem pochopil všechnu teorii, která za tím stojí.

 

[G.Patton]

Děkujeme za laskavá slova. Doplním informace o tlakových demencích při poskytování a použití vakua v laboratorním tématu. Děkuji za radu.

 

[IgnazSemmelweis]

Napadlo mě, že by mohlo být užitečné psát o atomové ekonomice i zde:

Co je to atomová ekonomika?
Atom Economy je měřítkem toho, kolik atomů v činidlech tvoří požadovaný produkt. Je užitečná při vyhodnocování toho, jak účinná a úsporná je reakce, kterou jste provedli.
Účinné reakce budou mít vysokou A.E. a méně účinné reakce budou mít nižší A.E. Vyplatí se zkontrolovat Atom Economy před zahájením jakékoli reakce, abyste se ujistili, že získáte dostatečné množství produktu bez vzniku velkého množství odpadu.

Proč chcete mít vysokou atomovou ekonomii?
Vzniká méně odpadu, výroba je levnější a udržitelnější.

Jak vypočítat Atom Economy?
Zjistěte molekulovou hmotnost (Mr) všech činidel a požadovaného produktu a poté vydělte Mr produktů součtem Mr činidel. Vynásobte to 100 a získáte Atom Economy.
např.) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5 % Proto je tato reakce neúčinná a měli byste zjistit, zda existuje nějaký způsob, jak ji provést efektivněji (jiná činidla, jiná rozpouštědla, jiné postupy atd.)

Doufám, že to pomohlo!

 

[G.Patton]

Dobrý den, při vší úctě, vypadá to jako vtip a s ekonomií to nemá nic společného.

 

[syntheticdrugs]

@G.Patton Tento článek je velmi užitečný, moc děkuji za napsání tohoto článku.

 

[Que!]

To je skvělé, děkuji

 

[infochem]

Dobrá práce.