2020-06-12
org.kosen.entty.User@2e43e4d4
김(dkdl85)
- 3
안녕하세요.
제가 논문 보고 실험을 계획하고 있는데, 정말 무식하지만 계산이 맞는건지 한번 봐주세요~
A(2.7 mmol, 92.319 g/mol) + B(0.9 mmol, 117.17 g/mol)
→ C (0.8 mmol, 161.21 g/mol) + D (1.3 mmol, 126.77 g/mol) + E (0.4 mmol, 27.67 g/mol)
괄호 안 mmol 은 반응 몰수 이고, g/mol은 M.W 입니다.
이 경우에 들어간 g을 계산하면,
A (0.25 g) + B (0.11 g) → C (0.13 g) + D (0.16 g) + E (0.01 g) 이고,
C 물질의 수율을 구하면 (0.13 g/(161.21 g/mol X 2.7 mmol)*1000)*100 = 29% 라고 계산하면 될지 계산 한번 확인 부탁드립니다.
감사합니다.
제가 논문 보고 실험을 계획하고 있는데, 정말 무식하지만 계산이 맞는건지 한번 봐주세요~
A(2.7 mmol, 92.319 g/mol) + B(0.9 mmol, 117.17 g/mol)
→ C (0.8 mmol, 161.21 g/mol) + D (1.3 mmol, 126.77 g/mol) + E (0.4 mmol, 27.67 g/mol)
괄호 안 mmol 은 반응 몰수 이고, g/mol은 M.W 입니다.
이 경우에 들어간 g을 계산하면,
A (0.25 g) + B (0.11 g) → C (0.13 g) + D (0.16 g) + E (0.01 g) 이고,
C 물질의 수율을 구하면 (0.13 g/(161.21 g/mol X 2.7 mmol)*1000)*100 = 29% 라고 계산하면 될지 계산 한번 확인 부탁드립니다.
감사합니다.
- 수율
- 단위환산
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 3
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답변
조윤환님의 답변
2020-06-14- 5
수율 계산은 계산의 목적에 따라 방법을 달리할 수 있고, 그에 따라서 결과 값도 달라질 수 있습니다.
이론수율은 말 그대로 이론적으로 가능한 수득량(100% 전환량) 대비 얼마나 얻어졌느냐를 나타냅니다. 물론 몰 기준으로 계산하기 때문에 100%를 초과할 수 없다는 것도 기억하시기 바랍니다.
화학공학에서 말하는 mass balance와 사뭇 다르고, 화학반응에 포인트가 초점이 맞춰져 있어서 이해하기가 조금 어려울 수도 있겠습니다. 이론수율은 이론적으로 가능한 최대 수득량 대비 얼마나 생성물을 얻어냈는지를 파악할 목적으로 계산 합니다.
그런데 이러한 계산을 위해선 기준점이 필요합니다. 소위 limiting reagnet를 확인해야 합니다.
예를들어 A + 2B --> C 반응식이 있다고 가정한다면, 반응물의 몰비는 A : B = 1 : 2 가 됩니다. 때문에 반응시스템에 A 0.5 mole과 B 2 mole이 존재하고 반응수율이 100% 라고 한다고 생성물 C는 0.5mole이 생성되고, 반응물 B가 1 mole 남게 됩니다. 이 경우 limiting reagent는 A가 됩니다. 반대로 과량으로 남는 물질을 excess reagent 라고 합니다.
따라서 수율은 limiting reagent를 기준으로 이론적으로 가능한 100% 수율을 설정하고, 이에 대해 실제 얻은 량을 백분률로 계산해서 얻으면 되는 겁니다.
질문의 화학식에서는 limiting reagent가 어는 것인지 짐작하기 어렵습니다.
B가 limiting reagent 이고, C가 생성물, 그리고 D, E는 부산물로 가정한다면 생성물 C의 생성가능한 이론적량은 0.9mole 이므로 수율은,
0.8 mole/0.9 mole *100 = 88.9% 입니다. -
답변
이재현님의 답변
2020-06-13- 4
수율을 계산 할 떄는 이론상 수율 (yield of theory)로 표시합니다.
예를 들어 A 물질을 기준으로 하면 2.7 mmol을 사용했을 때 C 물질도 2.7 mmol을 얻으면 C의
수율이 100%라 합니다. 위 식에에서 A 2.7 mmol을 사용하여 C 0.8 mmol을 얻었으니 C의 수율은
(0.8/2.7) x 100 = 29.62% 가 되겠읍니다. -
답변
장세호님의 답변
2020-06-15- 3
물질 마다 분자량이 다르기 때문에 질량(무게)으로 수율을 계산하면 많은 오차가 발생하기 때문에 수율 계산은 mol로 합니다. mol은 어느 물질이나 동일한 개념이니까요.
이미 반응물질과 산출물질의 mol을 알고 있으니 계산은 간단합니다.
산출량(mol)을 투입량(mol)으로 나누고 100을 곱하면 수율(%)이 나옵니다.
문제는 어느것을 기준으로 하냐에 따라 수율이 달라질 수 있습니다.
보통 그 물질의 주된 구조를 이루는 반응물질을 s.m(starting material, 출발물질)이라고 하며 이를 기준으로 합니다. 나머지 투입되는 물질은 그 주된 물질의 functional group이 되거나 구조를 변경시키는데 사용되는 보조재 역할을 합니다. 산출물 또한 s.m으로부터 생성된 주된구조를 가진 물질을 product로 합니다. 아주 드문 경우로 s.m과 product를 이와 다르게 설정하기도 합니다만 이는 정말 극소수의 경우에 한합니다.
이미 mol은 다 알고 있으니
A가 s.m이고 C가 product이면 0.8/2.7*100=29.63%
B가 s.m이고 C가 product이면 0.8/0.9*100=88.89% 가 됩니다.
다른 산출물 D or E가 product이면 위와 같이 계산하면 됩니다.
참고로 물질의 mol은 질량/분자량 입니다.
계산하신 것을 보니 A가 s.m이고 C가 product인 것 같네요.
계산은 잘 하셨으나 이미 각각의 mol을 알고 있는데 굳이 질량/분자량으로 계산할 필요는 없어보입니다. 물론 mol을 모른다면 질량/분자량으로 계산해야겠지요.