Moler, gram, liter och kemiska beräkningar

[G.Patton]

Inledning

Jag får många likadana frågor om reaktionsutbyten, mängden reagenser, hur man omvandlar en dimension till en annan och märker att folk inte vet hur man räknar dessa enkla men mycket viktiga siffror korrekt. Jag bestämde mig för att beskriva korrekta metoder i det här ämnet. Omdu inte förstår något, tveka inte att fråga och diskutera dina frågor i kommentarsektionen.

Hur förvandlar man gram till milliliter och vice versa?

Gramm (SI-enhetssymbol g) är en massenhet i det internationella enhetssystemet(SI) som är lika med en tusendel av ett kilogram (1/1000). Gram är den absoluta vikten av en volym rent vatten som är lika med kuben av den hundrade delen av en meter [1 cm3], och vid temperaturen för smältande is, den definierande temperaturen (~0 °C) ändrades senare till 4 °C, temperaturen för maximal densitet för vatten.

Omvandlingsfaktorer

• 1 gram (g) = 15,4323583529 korn (gr).
• 1 grain (gr) = 0,06479891 gram.
• 1 avoirdupois ounce (oz) = 28,349523125 gram.
• 1 troy ounce (ozt) = 31,1034768 gram.
• 100 gram (g) = 3,527396195 ounces(oz).
• 1 carat (ct) = 0,2 gram.
• 1 gamma (γ) = 10-6 gram.
• 1 undecimogram = 1 "elfte-gram" = 10-11 gram i det historiska kvadrant-elevte-gram-sekund-systemet (QES-systemet) alias hebdometre-undecimogram-sekund-systemet (HUS-systemet).
• 500 gram (g) = 1 jin i de kinesiska måttenheterna.

Liter (internationell stavning) eller liter (amerikansk engelsk stavning), SI-symboler L och l. Liter är en metrisk volymenhet. Den är lika med 1 kubikdecimeter (dm3), 1000 kubikcentimeter (cm3) eller 0,001 kubikmeter (m3). En kubikdecimeter (eller liter) upptar en volym på 10 cm × 10 cm × 10 cm (se figur) och motsvarar därmed en tusendel av en kubikmeter. Milliliter, SI-symbolen ml eller mL är kubikcentimeter. En kubikcentimeter (eller ml) upptar en volym på 1 cm × 1 cm × 1 cm och är således lika med en tusendels liter (1/1000).

Omräkningsfaktorer

• 1 Imperial quart = 1,1365225 liter.
• 1 U.S. quart = 0,946352946 L.
• 1 Imperial pint = 0,56826125 L.
• 1 U.S. pint = 0,473176473 L.
• 1 Imperial gallon = 4,54609 L.
• 1 US gallon = 3,785411784 L.
• 1 kubikfot = 28,316846592 L.
• 1 kubiktum = 0,016387064 L.
• 1 Imperial fluid ounce = 28,4130625 mL.
• 1 US fluid ounce = 29,5735295625 mL.

Gram kan enkelt omvandlas till milliliter enligt denna formel.

V = m / ρ.

där m - ämnets massa, g; ρ - ämnets densitet, g/ml; V - ämnets volym.

Enligt denna formel kan du omvandla varje ämne till volym och vice versa. Du har t. ex. 20 g kvicksilver (Hg) och vill beräkna dess massa. ρ (kvicksilvrets densitet) är 13,5 g/ml, därav

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

1,48 ml är volymen av 20 g kvicksilver.

Vad är mol?

Molen, symbolen mol, n, är enheten för substansmängd i det internationella enhetssystemet (SI). Mängden substans är ett mått på hur många elementära enheter av en viss substans som finns i ett objekt eller prov (i vilken substans som helst). En mol definieras som att den innehåller exakt 6,02214085774 × 10²³ partiklar (atomer, molekyler, joner, elektroner eller andra objekt). Till exempel innehåller 10 mol vatten (en kemisk förening H2O) och 10 mol kvicksilver (ett kemiskt grundämne Hg) lika stora mängder ämne och kvicksilvret innehåller exakt en atom för varje vattenmolekyl, trots att de två har olika volymer och olika massor. Hur som helst, det är ganska mycket, eller hur? Detta är anledningen till att det ärmer praktiskt att veta hur man konverterar gram till mol istället för gram till antalet atomer.

Vad är molär massa?

Molar massa är en egenskap hos ett ämne, förhållandet mellan massan av ett ämne och dess kvantitet. Numeriskt lika med massan av 1 mol av ett ämne, det vill säga massan av ett ämne innehåller ett antal partiklar som är lika med Avogadros nummer. Molmassan, uttryckt i g/mol, sammanfaller numeriskt med molekylmassan, uttryckt i r.a.m., och den relativa atommassan. Det finns dock en skillnad mellan molmassa och molekylmassa, de är endast numeriskt lika och skiljer sig åt i dimension.

Till exempel är molmassan för syre som grundämne M(O) = 16 g/mol, men som ett enkelt ämne bestående av molekyler O2 = 32 g/mol.

Molmassorna för komplexa molekyler kan bestämmas genom att summera molmassorna för deras beståndsdelar. Till exempel är molekylmassan för vatten H2O.

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

Hur omvandlar man mol till gram och vice versa?

För att korrekt utvärdera antalet mol, n, av ett ämne med en specifik massa, m, (i gram), måste du följa formeln gram till mol.

n = m / M.

där: M - molmassan för detta material. Enheten är vanligtvis g/mol; m - ämnets massa, g; n - ämnets mol, mol.

Du har t.ex. 100 g P2NP, som har en molekylmassa på 163,17 g/mol. Du måste räkna ut hur många mol det är. Enligt formeln ovan.

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

Ettannat exempel: Du måste tillsätta 10 mol natriumborhydrid (NaBH4) med en molekylmassa på 37,83 g/mol till reaktionen och du måste räkna om det till gram:

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

Hur räknar man reagens?

Du har öppnat syntesmanualen och insett att du behöver en mycket mindre eller större syntes. Du är förvirrad av siffror och vet inte hur du ska räkna dem till din skala? Det finns en förklaring.

Om du vill öka en syntesskala och du är säker på att det är möjligt att göra enligt linjärt beroende, behöver du bara multiplicera alla reagensmängder med samma index. Du får mängder av reagenser för din syntesskala och du behöver inte fråga någon expert om detta!

Exempel: du vill utföra amfetaminsyntes via NaBH4/CuCl2 och du måste ta 1000 g P2NP för denna syntes enligt manualen från BB-forum. Du vill utföra 150 g P2NP-syntesbelastning. Din algoritm är.

1. Dela 1000 g av den beskrivna i den manuella mängden huvudprekursor P2NP med 150 g och du får nödvändigt index 6,67.

2. Dividera alla reagensmängder med 6,67 och du kommer att nå ditt mål.

Omdu behöver skala upp denna syntesbelastning från 1000 g P2NP till 2500 g, följ dessa instruktioner.

1. Dividera 2500 g P2NP med 1000 g så får du index 2,5.

2. Multiplicera alla reagenser med 2,5 så når du ditt mål.

Hur räknar man ett reaktionsutbyte?

Du har utfört metamfetaminhydrokloridsyntes från 100 ml P2P och fått 100 g av produkten. Tror du att du har fått 100 % utbyte? Det är fel!

Exempel.

Först och främst måste du räkna massan av P2P, som användes för denna syntes.

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

Räkna sedan hur många mol av en bristreagens (P2P i det här exemplet) som deltar i reaktionen.

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

Ett reagens som saknas är ett reagens som deltar i en reaktion och som har den minsta molmängden. Till exempel, i reaktionen av P2P reduktiv amination till metamfetamin, måste du ta 1 mol P2P och ~ 3,5 mol metylamin. P2P saknar reagens i denna reaktion.

Enligt reaktionsbalansen ger 1 mol P2P 1 mol metamfetaminhydroklorid. Följaktligen ger 0,741 mol P2P 0,741 mol metamfetaminhydroklorid (MH), vilket är

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

där 185,69 g/mol är metamfetaminhydrokloridens molekylmassa.

Kallas även teoretiskt utbyte. Teoretiskt utbyte är den mängd ämne som måste erhållas som reaktionsresultat. Därför kan man räkna ut reaktionsutbytet från detta teoretiska resultat.

Utbyte,% = (m(teori)*100)/m(praktik),
Utbyte (MH) = (100 g * 100) / 137,56 = 72,7 %.

Som du kan se är det verkliga utbytet 72,7 % verkligen annorlunda än 100 % utbyte, som felaktigt beräknades från reaktionsmassan. Det spelar en viktig roll i all ämnesproduktion.

 

[Loki12]

Tack för att du har lagt ner tid på att göra dessa, jag har tillbringat de senaste dagarna med att läsa igenom dem alla tillsammans med hela trådar av synteser som intresserar mig. Vissa skulle betrakta detta som skedmatning på andra forum, men jag tror att du förtjänar några blommor, i dagar då vi inte kan lita på andra vi känner för att lära oss (lite sorglig skit rätt), måste vi fortsätta att utbilda andra och det här kan bara vara det bästa sättet, precis som arbetskraften, kommer vi att bli gamla en dag och någon måste fortsätta att bära facklan.

Kanske kan du göra en om vakuum och hur man beräknar mellan olika mätningar där, liksom de pumpar du rekommenderar, hur starka de ska vara? Jag tror att det skulle vara användbart, jag minns att jag försökte räkna ut det själv i början och hade en fruktansvärd tid och jag är fortfarande inte säker på att jag får all teori bakom det.

 

[G.Patton]

Tack för dina vänliga ord. Jag ska lägga till information om tryckavlastningar i Providing och tillämpning av vakuum i ett laboratorieämne. Tack för dina råd.

 

[IgnazSemmelweis]

Tänkte att det kunde vara bra att skriva om Atom Economy här också:

Vad är atomekonomi?
Atomekonomi är ett mått på hur många av atomerna i reagensen som bildar den önskade produkten. Det är användbart för att utvärdera hur effektiv och resursstark den reaktion du har gjort är.
Effektiva reaktioner har en hög A.E. och mindre effektiva reaktioner har en lägre A.E. Det är värt att kontrollera atomekonomin innan du startar en reaktion för att se till att du får en bra mängd produkt utan att producera mycket avfall.

Varför vill du ha en hög atomekonomi?
Producerar mindre avfall, gör produktionen billigare och mer hållbar

Hur beräknar man atomekonomi?
Hitta molekylmassan (Mr) för alla reagenser och den önskade produkten och dividera sedan produkternas Mr med summan av reagensernas Mrs. Multiplicera det med 100 och du har atomekonomin.
t.ex.) H2O--> H+ + OH-
18 --> 1 + 17
(1/18)*100=5,5% Detta är alltså en ineffektiv reaktion och du bör se om det finns något sätt att göra den mer effektiv (andra reagenser, andra lösningsmedel, andra procedurer etc.)

Hoppas att detta hjälpte!

 

[G.Patton]

Hej, med all min respekt, det ser ut som ett skämt och har inget gemensamt med ekonomi

 

[syntheticdrugs]

@G.Patton Den här artikeln är mycket användbar, tack så mycket för att du skrev den här artikeln

 

[Que!]

Det här är jättebra, tack

 

[infochem]

Bra jobbat.