Moles, gramas, litros e cálculos químicos

G.Patton

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Introdução
Recebo muitas perguntas sobre rendimentos de reações, quantidade de reagentes, como transformar uma dimensão em outra e percebo que as pessoas não sabem contar corretamente esses números simples, mas muito importantes. Decidi descrever os métodos corretos neste tópico. Se não entender alguma coisa, não hesite em perguntar e discutir suas dúvidas na seção 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 grama é o peso absoluto de um volume de água pura igual ao cubo da centésima parte de um metro [1 cm3], e à temperatura do gelo derretido, a temperatura de definição (~0 °C) foi posteriormente alterada para 4 °C, a temperatura de densidade máxima da água.

Fatores 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-elevante-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. Litro é uma unidade métrica de volume. É igual a 1 decímetro cúbico (dm3), 1.000 centímetros cúbicos (cm3) ou 0,001 metro cúbico (m3). Um decímetro cúbico (ou litro) ocupa um volume de 10 cm × 10 cm × 10 cm (veja a figura) e, portanto, é 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, portanto, é igual a um milésimo de um litro (1/1000).

Fatores de conversão
IMZKlTLNGD
  • 1 litroimperial = 1,1365225 L.
  • 1 U.S. quart = 0,946352946 L.
  • 1Imperial pint = 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 dos EUA = 29,5735295625 mL.
As gramas podem ser facilmente transformadas em mililitros de acordo com esta fórmula.
V = m / ρ.
onde m - massa da substância, g; ρ - densidade da substância, g/ml; V - volume da substância.

De acordo com essa fórmula, você pode transformar qualquer substância em volume e vice-versa. Por exemplo, você tem 20 g de mercúrio (Hg) e deseja calcular sua massa. ρ
(Densidade) do mercúrio é 13,5 g/ml, portanto
V(Hg) = 20 g / 13,5 g/ml = 1,48 ml
1,48 ml É o volume de 20 g de mercúrio.

O que é moles?
O mol, 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 estão em um objeto ou amostra (em qualquer substância). O mol é definido como contendo exatamente 6,02214085774 × 10²³ partículas (átomos, moléculas, íons, elétrons ou quaisquer outros objetos). 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 para cada molécula de água, apesar de os dois terem volumes e massas diferentes. De qualquer forma, isso é muito, não é? Esse é o motivo pelo qual é mais conveniente saber como converter gramas em moles em vez de gramas em número de átomos.

O que é massa molar?
A massa molar é uma característica de uma substância, a razão entre a massa de uma substância e sua quantidade. Numericamente igual à massa de 1 mol 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 a massa atômica relativa. No entanto, há uma diferença entre a massa molar e a massa molecular; elas são numericamente iguais apenas e diferem em dimensão.

Por exemplo, a massa molar do oxigênio como elemento M(O) = 16 g/mol, mas como uma substância simples que consiste em moléculas O2 = 32 g/mol.

As massas molares de moléculas complexas podem ser determinadas pela soma das massas molares de 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), você precisa 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, você tem 100 g de P2NP, que tem massa molecular de 163,17 g/mol. Você precisa calcular a quantidade de moles. De acordo com a fórmula acima.
n(P2NP) = 100 g / 163,17 g/mol = 0,6129 moles.

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

Como contar os reagentes?
Você abriu o manual de síntese e percebeu que precisa de uma síntese em escala muito menor ou maior. Você está confuso com os números e não sabe como contá-los em sua escala? Há uma explicação.

Caso queira aumentar a escala de uma síntese e tenha certeza de que isso é possível de acordo com a dependência linear, basta multiplicar todas as quantidades de reagentes pelo mesmo índice. Você obterá as quantidades de reagentes para a sua escala de síntese e não precisará perguntar a nenhum especialista sobre isso!

Exemplo: você deseja realizar a síntese de anfetamina via NaBH4/CuCl2 e precisa usar 1000 g de P2NP para essa síntese, de acordo com o manual do fórum BB. Você deseja realizar uma carga de síntese de 150 g de P2NP. Seu algoritmo é.
1. Divida 1.000 g da quantidade descrita no manual do precursor principal P2NP por 150 g e você obterá o índice necessário de 6,67.
2. Dividatodas as quantidades de reagentes por 6,67 e você alcançará sua meta.


Caso precise aumentar a carga dessa síntese de 1000 g de P2NP para 2500 g, siga estas instruções.
1. Divida2500 g de P2NP por 1000 g e você obterá o índice 2,5.
2. Multiplique todos os reagentes por 2,5 e você alcançará sua meta.


Como contar o rendimento de uma reação?
Você realizou a síntese de cloridrato de metanfetamina a partir de 100 ml de P2P e obteve 100 g do produto. Você acha que obteve 100% de rendimento? Isso está errado!

Exemplo.
T84leYNDH6
Em primeiro lugar, você precisa contar a massa de P2P, que foi usada para essa síntese.
m(P2P) = 100 ml / 1,006 = 99,4g

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

Um reagente de falta é o reagente que participa de uma reação e aquele com a menor quantidade de moles. Por exemplo, na reação de aminação redutora de P2P para metanfetamina, é necessário tomar 1 mol de P2P e ~3,5 moles de metilamina. O P2P é o reagente ausente nessa reação.

De acordo com o equilíbrio da reação, 1 mol de P2P dá 1 mol de cloridrato de metanfetamina. Portanto, 0,741 moles de P2P dão 0,741 moles de cloridrato 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. Portanto, você pode contar o rendimento da reação
apartir desse resultado teórico.
Rendimento, % = (m(teoria)*100)/m(prática),
Rendimento (MH) = (100 g * 100) / 137,56 = 72,7 %.

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

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Passei os últimos dois dias lendo todos eles, além de tópicos inteiros de sínteses que me interessam. Alguns considerariam isso como uma forma de dar de comer em outros fóruns, mas acredito que você mereça algumas flores, nos dias em que não podemos confiar em outras pessoas que conhecemos para nos ensinar (uma merda triste, não é?), temos que continuar educando os outros e essa pode ser a melhor maneira, assim como a força de trabalho, um dia ficaremos velhos e alguém terá que continuar carregando essa tocha.

Talvez você possa fazer um sobre vácuo e como calcular entre as diferentes medições, bem como sobre as bombas que você recomenda e qual deve ser a potência delas? Acredito que isso seria útil. Lembro-me de ter tentado descobrir isso no início e de ter passado momentos terríveis, e ainda não tenho certeza se entendi toda a teoria por trás disso.
 

IgnazSemmelweis

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Achei que poderia ser útil escrever sobre a Economia Atômica aqui também:

O que é Economia Atômica?
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 você fez.
Reações eficientes terão uma E.A. alta e reações menos eficientes terão uma E.A. mais baixa. Vale a pena verificar a Economia de Átomos antes de iniciar qualquer reação para ter certeza de que obterá uma boa quantidade de produto sem produzir muito desperdício.


Por que você quer uma alta Economia de Átomos?
Produz menos resíduos, torna a produção mais barata e mais sustentável

Como calcular a economia de átomos?
Encontre a massa molecular (Mr) de todos os reagentes e do produto desejado e, em seguida, divida a Mr dos produtos pela soma das Mrs dos reagentes. Multiplique esse valor por 100 e você terá a Economia de Átomos.
e.g.) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5% Portanto, essa é uma reação ineficiente e você deve verificar se há alguma maneira de fazê-la com mais eficiência (reagentes diferentes, solventes diferentes, procedimentos diferentes etc.)

Espero que tenha ajudado!
 

G.Patton

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

Que!

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Isso é ótimo, obrigado
 

infochem

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👍 bom trabalho.
 
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