Moli, grami, litri in kemijski izračuni

[G.Patton]

Uvod

Dobivam veliko enakih vprašanj o izkoristkih reakcij, količini reagentov, kako spremeniti eno dimenzijo v drugo in opažam, da ljudje ne znajo pravilno računati teh preprostih, a zelo pomembnih številk. Odločil sem se, da v tej temi opišem pravilne metode. Če česa ne razumete, ne oklevajte, da vprašate in razpravljate o svojih vprašanjih v razdelku s komentarji.

Kako spremeniti grame v mililitre in obratno?

Gram (simbol enote SI g) je enota mase v mednarodnem sistemu enot(SI), ki je enaka eni tisočinki kilograma (1/1000). Gram je absolutna masa prostornine čiste vode, ki je enaka kocki stotinke metra [1 cm3], pri temperaturi taljenja ledu pa je bila definicijska temperatura (~0 °C) kasneje spremenjena na 4 °C, temperaturo največje gostote vode.

Pretvorbeni faktorji

• 1 gram (g) = 15,4323583529 zrn (gr).
• 1 zrno (gr) = 0,06479891 grama.
• 1 avoirdupoisova unča (oz) = 28,349523125 gramov.
• 1 trojska unča (ozt) = 31,1034768 grama.
• 100 gramov (g) = 3,527396195 unče (oz).
• 1 karat (ct) = 0,2 grama.
• 1 gama (γ) = 10-6 gramov.
• 1 undecimogram = 1 "enajsti gram" = 10-11 gramov v zgodovinskem sistemu kvadrant-enajsti gram-sekunda (sistem QES) oziroma sistemu hebdometer-undecimogram-sekunda (sistem HUS).
• 500 gramov (g) = 1 jin v kitajskih merskih enotah.

Liter (mednarodni pravopis) ali liter (ameriški angleški pravopis), simbola SI L in l. Liter je metrična enota prostornine. Enaka je 1 kubičnemu decimetru (dm3), 1000 kubičnim centimetrom (cm3) ali 0,001 kubičnemu metru (m3). Kubični decimeter (ali liter) zavzema prostornino 10 cm × 10 cm × 10 cm (glej sliko) in je torej enak eni tisočinki kubičnega metra. Mililiter, simbol SI ml ali mL, je kubični centimeter. Kubični centimeter (ali ml) zavzema prostornino 1 cm × 1 cm × 1 cm in je tako enak eni tisočinki litra (1/1000).

Pretvorbeni faktorji

• 1 imperialni kvart = 1,1365225 L.
• 1 ameriški kvart = 0,946352946 L.
• 1 imperialna pinta = 0,56826125 L.
• 1 ameriška pinta = 0,473176473 L.
• 1 imperialna galona = 4,54609 L.
• 1 ameriška galona = 3,785411784 L.
• 1 kubični čevelj = 28,316846592 L.
• 1 kubični palec = 0,016387064 L.
• 1 imperialna tekoča unča = 28,4130625 ml.
• 1 ameriška tekoča unča = 29,5735295625 mL.

Grame lahko preprosto pretvorite v mililitre po tej formuli.

V = m / ρ.

kjer m - masa snovi, g; ρ - gostota snovi, g/ml; V - prostornina snovi.

Po tej formuli lahko vsako snov pretvorite v prostornino in obratno. Na primer, imate 20 g živega srebra (Hg) in želite izračunati njegovo maso.ρ (gostota) živega srebra je 13,5 g/ml, torej

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

1,48 ml Je prostornina 20 g živega srebra.

Kaj je mol?

Mol, simbol mol, n, je enota za količino snovi v mednarodnem sistemu enot (SI). Količina snovi je mera, ki pove, koliko elementarnih enot določene snovi je v predmetu ali vzorcu (v kateri koli snovi). Mol je definiran kot delček, ki vsebuje natanko 6,02214085774 × 10²³ delcev (atomov, molekul, ionov, elektronov ali katerih koli drugih objektov). Na primer 10 mol vode (kemijska spojina H2O) in 10 mol živega srebra (kemijski element Hg) vsebujeta enake količine snovi, živo srebro pa vsebuje natanko en atom za vsako molekulo vode, čeprav imata obe snovi različne prostornine in različne mase. To je precej veliko, kajne? To je razlog, zakaj je bolj priročno vedeti, kako grame pretvoriti v mole namesto gramov v število atomov.

Kaj je molska masa?

Molska masa je lastnost snovi, razmerje med maso snovi in njeno količino. Številčno je enaka masi 1 mola snovi, kar pomeni, da masa snovi vsebuje število delcev, ki je enako Avogadrovemu številu. Molska masa, izražena v g/mol, številčno sovpada z molekulsko maso, izraženo v r.a.m., in relativno atomsko maso. Vendar je med molsko in molekulsko maso razlika, saj sta si le številčno enaki, razlikujeta pa se v dimenziji.

Molska masa kisika kot elementa je na primer M(O) = 16 g/mol, kot preprosta snov, sestavljena iz molekul, pa O2 = 32 g/mol.

Molske mase kompleksnih molekul lahko določimo s seštevanjem molskih mas njihovih sestavnih delov. Na primer, molekulska masa vode H2O je.

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

Kako pretvoriti mole v grame in obratno?

Če želite pravilno oceniti število moljev, n, snovi z določeno maso, m, (v gramih), morate upoštevati formulo za pretvorbo gramov v mole.

n = m / M.

kjer: M - molska masa te snovi. Enota je običajno g/mol; m - masa snovi, g; n - mol snovi, mol.

Za primer, imate 100 g P2NP, ki ima molekulsko maso 163,17 g/mol. Ugotoviti morate, koliko je molov. Vskladu z zgornjo formulo.

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

Drug primer: v reakcijo morate dodati 10 molekul natrijevega borohidrida (NaBH4) z molekulsko maso 37,83 g/mol in ga morate prešteti na grame:

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

Kako prešteti reagente?

Odprli ste priročnik za sintezo in ugotovili, da potrebujete veliko manjši ali večji obseg sinteze. Številke so vas zmedle in ne veste, kako jih prešteti na vašo lestvico? Obstaja razlaga.

Če želite povečati obseg sinteze in ste prepričani, da je to mogoče v skladu z linearno odvisnostjo, morate samo pomnožiti vse količine reagentov z enakim indeksom. Dobili boste količine reagentov za vaš obseg sinteze in o tem vam ni treba vprašati nobenega strokovnjaka!

Primer: želite izvesti sintezo amfetamina s pomočjo NaBH4/CuCl2 in za to sintezo morate v skladu s priročnikom s foruma BB vzeti 1000 g P2NP. Za sintezo želite uporabiti 150 g P2NP. Vaš algoritem je.

1. Delite 1000 g v priročniku opisane količine glavnega prekurzorja P2NP s 150 g in dobili boste potreben indeks 6,67.

2. Delite vse količine reagentov s 6,67 in dosegli boste svoj cilj.

Če morate to sintezno obremenitev povečati s 1000 g P2NP na 2500 g, sledite tem navodilom.

1. Delite 2500 g P2NP s 1000 g in dobili boste indeks 2,5.

2. Pomnožite vse reagente z 2,5 in dosegli boste svoj cilj.

Kako prešteti izkoristek reakcije?

Iz 100 ml P2P ste izvedli sintezo metamfetaminovega hidroklorida in dobili 100 g produkta. Menite, da ste dobili 100-odstotni izkoristek? To je narobe!

Primer.

Najprej morate prešteti maso P2P, ki je bil uporabljen za to sintezo.

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

Nato preštejte, koliko molov pomanjkljivega reagenta (P2P v tem primeru) sodeluje v reakciji.

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

Pomanjkanje reagenta je reagent, ki sodeluje v reakciji in ima najmanjšo količino molov. Na primer, pri reakciji reduktivne aminizacije P2P v metamfetamin je treba vzeti 1 mol P2P in ~3,5 mola metilamina. P2P je v tej reakciji pomanjkljiv reagent.

V skladu z reakcijsko bilanco iz 1 mola P2P dobimo 1 mol metamfetamin hidroklorida. Zato iz 0,741 mola P2P dobimo 0,741 mola metamfetamin hidroklorida (MH), kar je

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

kjer je 185,69 g/mol molekulska masa metamfetamin hidroklorida.

V znan kot teoretični izkoristek. Teoretični izkoristek je količina snovi, ki jo je treba dobiti kot rezultat reakcije. Zato lahko iz tega teoretičnega rezultata izračunate reakcijski izkoristek.

Izplen, % = (m(teorija)*100)/m(praksa),
Izplen (MH) = (100 g * 100) / 137,56 = 72,7 %.

Kot lahko vidite, se dejanski izkoristek 72,7 % res razlikuje od 100 % izkoristka, ki je bil napačno izračunan iz reakcijske mase. Ta ima pomembno vlogo pri proizvodnji katere koli snovi.

 

[Loki12]

Hvala, da ste vložili čas v pripravo teh besedil, zadnjih nekaj dni sem jih vse prebral skupaj s celotnimi nitmi sintez, ki me zanimajo. Nekateri bi menili, da je to hranjenje z žlico na drugih forumih, vendar verjamem, da si zaslužite nekaj cvetov, v dneh, ko ne moremo zaupati drugim, ki jih poznamo, da nas učijo (nekaj žalostnega sranja prav), moramo še naprej izobraževati druge in to je morda najboljši način, tako kot delovna sila, nekega dne se bomo postarali in nekdo bo moral še naprej nositi to baklo.

Morda lahko naredite eno o vakuumu in kako izračunati med različnimi meritvami tam, pa tudi črpalke, ki jih priporočate, kako močne morajo biti? Verjamem, da bi bilo to koristno, spomnim se, da sem na začetku tudi sam poskušal to ugotoviti in sem imel grozne težave, še vedno pa nisem prepričan, da razumem vso teorijo v ozadju.

 

[G.Patton]

Zahvaljujemo se vam za prijazne besede. Dodal bom informacije o demencijah tlaka pri zagotavljanju in uporabi vakuuma v laboratorijski temi. Hvala za nasvet.

 

[IgnazSemmelweis]

Mislil sem, da bi bilo koristno, če bi o atomskem gospodarstvu pisal tudi tukaj:

Kaj je atomsko gospodarstvo?
Atomska ekonomija je merilo, koliko atomov v reagentih tvori želeni produkt. Uporabna je pri ocenjevanju, kako učinkovita in iznajdljiva je reakcija, ki ste jo izvedli.
Učinkovite reakcije bodo imele visok A.E., manj učinkovite reakcije pa nižji A.E. Pred začetkom reakcije je vredno preveriti atomsko ekonomijo, da se prepričate, da boste dobili dobro količino produkta, ne da bi nastalo veliko odpadkov.

Zakaj želite visoko atomsko ekonomijo?
Pri tem nastane manj odpadkov, proizvodnja je cenejša in bolj trajnostna.

Kako izračunati atomsko ekonomijo?
Poiščite molekulsko maso (Mr) vseh reagentov in želenega produkta, nato delite Mr produktov z vsoto Mr reagentov. To pomnožite s 100 in dobili boste atomsko gospodarstvo.
npr.) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5 % Zato je to neučinkovita reakcija in preverite, ali jo lahko izvedete učinkoviteje (drugačni reagenti, drugačna topila, drugačni postopki itd.)

Upam, da vam je to pomagalo!

 

[G.Patton]

Pozdravljeni, z vsem mojim spoštovanjem, to je videti kot šala in nima nič skupnega z gospodarstvom

 

[syntheticdrugs]

@G.Patton Ta članek je zelo uporaben, najlepša hvala za njegov nastanek

 

[Que!]

To je odlično, hvala.

 

[infochem]

dobro delo.