Moles, gramas, litros e cálculos químicos

G.Patton

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Introdução
Recebo muitas perguntas sobre rendimentos de reacções, quantidade de reagentes, como transformar uma dimensão noutra e noto que as pessoas não sabem contar corretamente estes números simples mas muito importantes. Decidi descrever os métodos correctos neste tópico. Se não perceberes alguma coisa, não hesites em perguntar e discutir as tuas questões na secção de comentários.

Como transformar gramas em mililitros e vice-versa?
O grama (símbolo da unidade SI g) é uma unidade de massa no SistemaInternacional de Unidades(SI) igual a um milésimo de um quilograma (1/1000). O gramaé o peso absoluto de um volume de água pura igual ao cubo da centésima parte de um metro [1 cm3], e à temperatura de fusão do gelo, a temperatura de definição (~0 °C) foi posteriormente alterada para 4 °C, a temperatura de densidade máxima da água.

Factores de conversão
  • 1 grama (g) = 15,4323583529 grãos (gr).
  • 1 grão (gr) = 0,06479891 gramas.
  • 1 onça avoirdupois (oz) = 28,349523125 gramas.
  • 1 onça troy (ozt) = 31,1034768 gramas.
  • 100 gramas (g) = 3,527396195 onças (oz).
  • 1 quilate (ct) = 0,2 gramas.
  • 1 gama (γ) = 10-6 gramas.
  • 1 undecimograma = 1 "décimo primeiro-grama" = 10-11 gramas no sistema histórico quadrante-elevado-grama-segundo (sistema QES) também conhecido como sistema hebdometro-undecimograma-segundo (sistema HUS).
  • 500 gramas (g) = 1 jin nas unidades de medida chinesas.
O litro (ortografia internacional) ou litro (ortografia do inglês americano), símbolos SI L e l. O litro é uma unidade métrica de volume. É igual a 1 decímetro cúbico (dm3), 1000 centímetros cúbicos (cm3) ou 0,001 metro cúbico (m3). Um decímetro cúbico (ou litro) ocupa um volume de 10 cm × 10 cm × 10 cm (ver figura) e é, portanto, igual a um milésimo de um metro cúbico. Mililitro, símbolo SI ml ou mL é o centímetro cúbico. Um centímetro cúbico (ou ml) ocupa um volume de 1 cm × 1 cm × 1 cm e é, portanto, igual a um milésimo de um litro (1/1000).

Factores de conversão
IMZKlTLNGD
  • 1 litroimperial = 1,1365225 L.
  • 1 U.S. quart = 0,946352946 L.
  • 1 litroimperial = 0,56826125 L.
  • 1 U.S. pint = 0,473176473 L.
  • 1galão imperial = 4,54609 L.
  • 1 galão americano =3,785411784 L.
  • 1 pé cúbico = 28,316846592 L.
  • 1 polegada cúbica = 0,016387064 L.
  • 1 onça fluida imperial = 28,4130625 mL.
  • 1 onça fluida americana = 29,5735295625 mL.
As gramas podem ser facilmente transformadas em mililitros de acordo com esta fórmula.
V = m / ρ.
em que m - massa da substância, g; ρ - densidade da substância, g/ml; V - volume da substância.

De acordo com esta fórmula, é possível transformar qualquer substância em volume e vice-versa. Por exemplo, temos 20 g de mercúrio (Hg) e queremos calcular a sua massa. ρ
(Densidade) do mercúrio é 13,5 g/ml, pelo que
V(Hg) = 20 g / 13,5 g/ml = 1,48 ml
1,48 ml É o volume de 20 g de mercúrio.

O que são moles?
A mole, símbolo mol, n, é a unidade de quantidade de substância no Sistema Internacional de Unidades (SI). A quantidade de substância é uma medida de quantas entidades elementares de uma determinada substância se encontram num objeto ou amostra (em qualquer substância). A mole é definida como contendo exatamente 6,02214085774 × 10²³ partículas (átomos, moléculas, iões, electrões ou quaisquer outros objectos). Por exemplo, 10 moles de água (um composto químico H2O) e 10 moles de mercúrio (um elemento químico Hg), contêm quantidades iguais de substância e o mercúrio contém exatamente um átomo por cada molécula de água, apesar de os dois terem volumes diferentes e massas diferentes. De qualquer forma, é bastante, não é? Esta é a razão pela qual é mais conveniente saber como converter gramas em moles em vez de gramas em número de átomos.

O que é a massa molar?
A massa molar é uma caraterística de uma substância, a razão entre a massa de uma substância e a sua quantidade. Numericamente igual à massa de 1 mole de uma substância, ou seja, a massa de uma substância contém um número de partículas igual ao número de Avogadro. A massa molar, expressa em g/mol, coincide numericamente com a massa molecular, expressa em r.a.m., e com a massa atómica relativa. No entanto, existe uma diferença entre a massa molar e a massa molecular, sendo apenas numericamente iguais e diferindo em dimensão.

Por exemplo, a massa molar do oxigénio como elemento M(O) = 16 g/mol, mas como substância simples constituída por moléculas O2 = 32 g/mol.

As massas molares de moléculas complexas podem ser determinadas através da soma das massas molares dos seus elementos constituintes. Por exemplo, a massa molecular da água H2O é.
M(H2O) = 2 x M(H) + M(O) = 2 x 1 g/mol + 16 g/mol = 18 g/mol.

Como transformar moles em gramas e vice-versa?
Para avaliar corretamente o número de moles, n, de uma substância com uma massa específica, m, (em gramas), é necessário seguir a fórmula de gramas para moles.
n = m / M.
onde: M - a massa molar desse material. A unidade é normalmente g/mol; m - massa da substância, g; n - moles da substância, mol.

Por exemplo, tem 100 g de P2NP, que tem 163,17 g/mol de massa molecular. É necessário calcular a quantidade de moles. De acordo com a fórmula acima.
n(P2NP) = 100 g / 163,17 g/mol = 0,6129 moles.

Outro exemplo: tem de adicionar 10 moles de borohidreto de sódio (NaBH4) com 37,83 g/mol de massa molecular à reação e tem de o contar em gramas:
m(NaBH4) = 10 moles x 37,83 g/mol = 378,3 g.

Como contar os reagentes?
Abriu o manual de síntese e apercebeu-se de que precisa de uma síntese muito menor ou em maior escala. Está confuso com os números e não sabe como contá-los à sua escala? Há uma explicação.

Se quiser aumentar a escala de uma síntese e tiver a certeza de que é possível fazê-lo de acordo com a dependência linear, basta multiplicar todas as quantidades de reagentes pelo mesmo índice. Obterá as quantidades de reagentes para a sua escala de síntese e não precisa de perguntar a nenhum perito sobre isto!

Exemplo: quer realizar a síntese de anfetaminas através de NaBH4/CuCl2 e tem de utilizar 1000 g de P2NP para esta síntese, de acordo com o manual do fórum BB. Pretende efetuar uma carga de síntese de 150 g de P2NP. O seu algoritmo é.
1. Divida 1000 g da quantidade descrita no manual do precursor principal P2NP por 150 g e obterá o índice necessário 6,67.
2. Dividatodas as quantidades de reagentes por 6,67 e alcançará o seu objetivo.


Caso seja necessário aumentar a carga desta síntese de 1000 g de P2NP para 2500 g, siga estas instruções.
1. Divida2500 g de P2NP por 1000 g e obterá o índice 2,5.
2. Multiplique todos os reagentes por 2,5 e alcançará o seu objetivo.


Como contar o rendimento de uma reação?
Efectuou a síntese de cloridrato de metanfetamina a partir de 100 ml de P2P e obteve 100 g de produto. Pensa que obteve um rendimento de 100%? Está errado!

Exemplo.
T84leYNDH6
Em primeiro lugar, é necessário contar a massa de P2P, que foi utilizada para esta síntese.
m(P2P) = 100 ml / 1,006 = 99,4g

Em seguida, conte quantos moles de um reagente de falta (P2P, neste exemplo) participam na reação.
n(P2P) = 99,4 g / 134,178 g/mole = 0,741 moles.

Um reagente em falta é um reagente que participa numa reação e que tem a menor quantidade de moles. Por exemplo, na reação de aminação redutora do P2P em metanfetamina, é necessário 1 mole de P2P e ~3,5 moles de metilamina. O P2P é o reagente em falta nesta reação.

De acordo com o equilíbrio da reação, 1 mole de P2P dá 1 mole de cloridrato de metanfetamina. Assim, 0,741 moles de P2P dão 0,741 moles de clor
idrato de metanfetamina (MH), que é
m(MH) = 0,741 moles x 185,69 g/mole = 137,56 g.
em que 185,69 g/mole é a massa molecular do cloridrato de metanfetamina.

Em conhecido como rendimento teórico. O rendimento teórico é a quantidade de substância que deve ser obtida como resultado da reação. Por conseguinte, é possível contar o rendimento da reação
apartir deste resultado teórico.
Rendimento, % = (m(teoria)*100)/m(prática),
Rendimento (MH) = (100 g * 100) / 137,56 = 72,7 %.

Como pode ver, o rendimento real de 72,7 % é realmente diferente do rendimento de 100 %, que foi erradamente calculado a partir da massa da reação. Este rendimento desempenha um papel importante na produção de qualquer substância.
 
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Loki12

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Passei os últimos dias a ler todos os textos, bem como as sínteses que me interessam. Há quem considere que isto é dar de comer à colher noutros fóruns, mas acho que merecem algumas flores, nos dias em que não podemos confiar em quem nos ensina (uma merda triste, não é?), temos de continuar a educar os outros e esta pode ser a melhor maneira, tal como a força de trabalho, um dia envelheceremos e alguém terá de continuar a carregar a tocha.

Talvez possas fazer um sobre o vácuo e como calcular entre as diferentes medidas, bem como sobre as bombas que recomendas e a sua potência? Penso que isso seria útil, lembro-me de ter tentado perceber isso no início e de ter passado um mau bocado, e ainda não sei se entendi toda a teoria por detrás disso.
 

IgnazSemmelweis

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Pensei que poderia ser útil escrever aqui também sobre a Economia Atómica:

O que é a Economia Atómica?
A economia de átomos é uma medida de quantos átomos dos reagentes formam o produto desejado. É útil para avaliar a eficiência e os recursos da reação que efectuou.
As reacções eficientes terão uma E.A. elevada e as reacções menos eficientes terão uma E.A. mais baixa. Vale a pena verificar a Economia de Átomos antes de iniciar qualquer reação para ter a certeza de que obterá uma boa quantidade de produto sem produzir muito desperdício.


Porque é que se quer uma Economia de Átomos elevada?
Produz menos resíduos, torna a produção mais barata, mais sustentável

Como calcular a economia de átomos?
Encontre a massa molecular (Mr) de todos os reagentes e do produto desejado, depois divida a Mr dos produtos pela soma das Mrs dos reagentes. Multiplique esse valor por 100 e terá a Economia de Átomos.
e.g.) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5% Portanto, esta é uma reação ineficiente, e deve ver se existe alguma forma de a fazer mais eficientemente (reagentes diferentes, solventes diferentes, procedimentos diferentes, etc.)

Espero que isto tenha ajudado!
 

G.Patton

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Olá, com todo o meu respeito, parece uma piada e não tem nada em comum com a economia :)
 

Que!

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Isto é ótimo, obrigado
 

infochem

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👍 bom trabalho.
 
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