Моли, граммы, литры и химические расчеты

[G.Patton]

Введение

Я получаю много одинаковых вопросов о выходе реакций, количестве реагентов, о том, как перевести одно измерение в другое, и замечаю, что люди не знают, как правильно считать эти простые, но очень важные числа. Я решил описать правильные методы в этой теме. Если вам что-то непонятно, не стесняйтесь спрашивать и обсуждать свои вопросы в разделе комментариев.

Как перевести граммы в миллилитры и наоборот?

Грамм (символ единицы СИ g) - единица массы в Международной системе единиц(СИ), равная одной тысячной части килограмма (1/1000). Грамм - это абсолютная масса объема чистой воды, равного кубу сотой части метра [1 см3], при температуре таяния льда, определяющая температура (~0 °C) позже была изменена на 4 °C, температуру максимальной плотности воды.

Коэффициенты пересчета

• 1 грамм (г) = 15,4323583529 зерен (гр).
• 1 зерно (гр) = 0,06479891 грамма.
• 1 авоирдупуа унция (oz) = 28,349523125 грамм.
• 1 тройская унция (ozt) = 31,1034768 грамма.
• 100 грамм (г) = 3,527396195 унций (oz).
• 1 карат (ct) = 0,2 грамма.
• 1 гамма (γ) = 10-6 грамм.
• 1 ундецимограмм = 1 "одиннадцатый грамм" = 10-11 грамм в исторической квадрант-одиннадцатиграммовой-секундной системе (QES-система), она же гебдометр-ундецимограммовая-секундная система (HUS-система).
• 500 грамм (г) = 1 цзинь в китайских единицах измерения.

Литр (международное написание) или литр (американское написание), символы СИ L и l. Литр - метрическая единица объема. Он равен 1 кубическому дециметру (дм3), 1000 кубическим сантиметрам (см3) или 0,001 кубическому метру (м3). Кубический дециметр (или литр) занимает объем 10 см × 10 см × 10 см (см. рисунок) и, таким образом, равен одной тысячной части кубического метра. Миллилитр, символ СИ ml или mL - кубический сантиметр. Кубический сантиметр (или мл) занимает объем 1 см × 1 см × 1 см и, таким образом, равен одной тысячной части литра (1/1000).

Коэффициенты пересчета

• 1 имперская кварта = 1,1365225 л.
• 1 американская кварта = 0,946352946 л.
• 1 имперская пинта = 0,56826125 л.
• 1 американская пинта = 0,473176473 л.
• 1 имперский галлон = 4,54609 л.
• 1 американский галлон = 3,785411784 л.
• 1 кубический фут = 28,316846592 л.
• 1 кубический дюйм = 0,016387064 л.
• 1 имперская жидкая унция = 28,4130625 мл.
• 1 американская жидкая унция = 29,5735295625 мл.

Граммы можно легко перевести в миллилитры по следующей формуле.

V = m / ρ.

где m - масса вещества, г; ρ - плотность вещества, г/мл; V - объем вещества.

С помощью этой формулы можно перевести любое вещество в объем и наоборот. Например, у вас есть 20 г ртути (Hg), и вы хотите вычислить ее массу. ρ (плотность) ртути равна 13,5 г/мл, следовательно

V(Hg) = 20 г / 13,5 г/мл = 1,48 мл

1,48 мл - это объем 20 г ртути.

Что такое моль?

Моль, символ mol, n, - это единица количества вещества в Международной системе единиц (СИ). Количество вещества - это мера того, сколько элементарных единиц данного вещества содержится в объекте или образце (в любом веществе). Моль определяется как содержащий ровно 6,02214085774 × 10²³ частиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других объектов). Например, 10 молей воды (химическое соединение H2O) и 10 молей ртути (химический элемент Hg) содержат одинаковые количества вещества, а ртуть содержит ровно один атом на каждую молекулу воды, несмотря на то, что они имеют разные объемы и разные массы. В любом случае, это довольно много, не так ли? Именно поэтому удобнее знать, как переводить граммы в моли, а не граммы в количество атомов.

Что такое молярная масса?

Молярная масса - это характеристика вещества, отношение массы вещества к его количеству. Численно равна массе 1 моль вещества, то есть масса вещества содержит число частиц, равное числу Авогадро. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно совпадает с молекулярной массой, выраженной в р.а.м., и относительной атомной массой. Однако между молярной и молекулярной массо й есть разница, они равны только численно и отличаются размерностью.

Например, молярная масса кислорода как элемента M(O) = 16 г/моль, а как простого вещества, состоящего из молекул O2 = 32 г/моль.

Молярные массы сложных молекул можно определить путем суммирования молярных масс составляющих их элементов. Например, молекулярная масса воды H2O составляет.

M(H2O) = 2 x M(H) + M(O) = 2 x 1 г/моль + 16 г/моль = 18 г/моль.

Как перевести моли в граммы и наоборот?

Чтобы правильно оценить количество молей, n, вещества определенной массы, m, (в граммах), нужно следовать формуле перевода граммов в моли.

n = m / M.

где: M - молярная масса данного вещества. Единицей измерения обычно является г/моль; m - масса вещества, г; n - моль вещества, моль.

Например, у вас есть 100 г P2NP, молекулярная масса которого составляет 163,17 г/моль. Вам необходимо определить, сколько молей в нем содержится. Согласно приведенной выше формуле.

n(P2NP) = 100 г / 163,17 г/моль = 0,6129 молей.

Другой пример: в реакцию нужно добавить 10 молей борогидрида натрия (NaBH4) с молекулярной массой 37,83 г/моль, и вам нужно пересчитать это в граммы:

m(NaBH4) = 10 моль x 37,83 г/моль = 378,3 г.

Как пересчитать реагенты?

Вы открыли руководство по синтезу и поняли, что вам нужен гораздо меньший или больший масштаб синтеза. Вы запутались в цифрах и не знаете, как пересчитать их на ваши весы? Есть объяснение.

Если вы хотите увеличить масштаб синтеза и уверены, что это можно сделать по линейной зависимости, вам нужно просто умножить все количества реагентов на один и тот же индекс. Вы получите количество реагентов для вашего масштаба синтеза, и вам не нужно спрашивать об этом эксперта!

Пример: вы хотите провести синтез амфетамина через NaBH4/CuCl2 и для этого синтеза вам нужно взять 1000 г P2NP по инструкции с форума BB. Вы хотите осуществить загрузку 150 г P2NP для синтеза. Ваш алгоритм следующий.

1. Разделите 1000 г описанного в инструкции количества основного прекурсора P2NP на 150 г и получите необходимый показатель 6,67.

2. Разделите все количества реагентов на 6,67 и вы достигнете цели.

Если вам необходимо увеличить загрузку синтеза с 1000 г P2NP до 2500 г, следуйте следующим инструкциям.

1. Разделите 2500 г P2NP на 1000 г и получите индекс 2,5.

2. Умножьте все реагенты на 2,5 и вы достигнете своей цели.

Как подсчитать выход реакции?

Вы провели синтез гидрохлорида метамфетамина из 100 мл P2P и получили 100 г продукта. Вы думаете, что получили 100% выход? Это неверно!

Пример.

Прежде всего, необходимо подсчитать массу P2P, который использовался для этого синтеза.

m(P2P) = 100 мл / 1,006 = 99,4 г.

Затем подсчитайте, сколько молей недостающего реагента (в данном примере P2P) участвует в реакции.

n(P2P) = 99,4 г / 134,178 г/моль = 0,741 моль.

Недостающий реагент - это реагент, который участвует в реакции и имеет наименьшее количество молей. Например, в реакции восстановительного аминирования P2P до метамфетамина необходимо взять 1 моль P2P и ~3,5 моль метиламина. P2P является недостающим реагентом в этой реакции.

Согласно балансу реакции, 1 моль P2P дает 1 моль гидрохлорида метамфетамина. Следовательно, 0,741 моль P2P дает 0,741 моль гидрохлорида метамфетамина (MH), что составляет

m(MH) = 0,741 моль x 185,69 г/моль = 137,56 г.

где 185,69 г/моль - молекулярная масса гидрохлорида метамфетамина.

Известен как теоретический выход. Теоретический выход - это количество вещества, которое должно получиться в результате реакции. Поэтому выход реакции можно вычислить по этому теоретическому результату.

Выход, % = (m(теория)*100)/m(практика),
Выход (MH) = (100 г * 100) / 137,56 = 72,7 %.

Как видите, реальный выход 72,7 % действительно отличается от 100 %-го выхода, который ошибочно рассчитывался по реакционной массе. Это играет важную роль в производстве любого вещества.

 

[Loki12]

Спасибо, что потратили время на их создание, я провел последние пару дней, читая их все вместе с целыми темами о синтезах, которые меня заинтересовали. Некоторые сочтут это кормлением с ложечки на других форумах, но я считаю, что вы заслуживаете немного цветов, в дни, когда мы не можем доверять другим людям, которых мы знаем, чтобы научить нас (грустное дерьмо, право), мы должны продолжать обучать других, и это может быть лучшим способом, как и рабочая сила, мы состаримся однажды, и кто-то должен будет продолжать нести этот факел.

Может быть, вы можете сделать статью о вакууме и о том, как рассчитать различные измерения, а также о насосах, которые вы рекомендуете, и о том, насколько сильными они должны быть? Думаю, это было бы полезно, я помню, как сам пытался разобраться в этом в самом начале, и у меня было ужасное время, и я до сих пор не уверен, что понял всю теорию, стоящую за этим.

 

[G.Patton]

Спасибо за добрые слова. Я добавлю информацию о понижении давления при обеспечении и применении вакуума в лабораторной тематике. Спасибо за совет.

 

[IgnazSemmelweis]

Я подумал, что будет полезно написать об атомной экономике и здесь:

Что такое атомная экономика?
Атомная экономика - это показатель того, сколько атомов в реагентах образуют желаемый продукт. Она полезна для оценки эффективности и ресурсоемкости проведенной вами реакции.
Эффективные реакции будут иметь высокую А.Э., а менее эффективные - низкую А.Э. Стоит проверить Атомную экономику перед началом любой реакции, чтобы убедиться, что вы получите хорошее количество продукта, не производя много отходов.

Зачем нужна высокая экономика атомов?
Производит меньше отходов, делает производство дешевле, более устойчивым.

Как рассчитать экономию атомов?
Найдите молекулярную массу (Mr) всех реагентов и желаемого продукта, затем разделите Mr продукта на сумму Mrs реагентов. Умножьте это на 100 и получите экономию атомов.
Например) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5% Поэтому это неэффективная реакция, и вы должны посмотреть, есть ли способ сделать ее более эффективной (другие реагенты, другие растворители, другие процедуры и т.д.)

Надеюсь, это помогло!

 

[G.Patton]

Здравствуйте, при всем моем уважении, это выглядит как шутка и не имеет ничего общего с экономикой

 

[syntheticdrugs]

@G.Patton Эта статья очень полезна, большое спасибо за ее написание.

 

[Que!]

Это замечательно, спасибо

 

[infochem]

хорошая работа.