Los resultados de contaminantes no siempre utilizan las mismas unidades. Comparación de informes cuando los resultados se muestran en ppm, mg / m3 o ppmv puede ser un desafío. Pero la conversión entre estas unidades requiere solo unos pocos pasos y un poco de conocimiento previo.
Definición del término: PPM
El acrónimoppmsignifica partes por millón. Una parte por millón significa una partícula de una sustancia entre un millón de partículas totales. Partes por millón se refiere al número de partículas en un fluido, ya sea que el fluido sea gaseoso o líquido. El acrónimo completo debe serppmv, o partes por millón por volumen, pero los informes con frecuencia reducen la v para cambiar de ppmv a ppm.
En suelos, partes por millón significa partes por millón en masa, abreviadoppmmo ppmmetro. En gases, partes por millón es igual a la cantidad de moles de material (un mol de una sustancia equivale a 6.022x1023 unidades de la sustancia). Cuando se informa que el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera es de 409 ppm, la atmósfera contiene 409 moles de dióxido de carbono en un millón de moles de aire.
La conversión inversa, de moles a partes por millón (mol a ppm), significa que el número de moles por millón de moles de sustancia es igual a partes por millón.
Partes por millón, una medida y una cantidad adimensional, describe concentraciones muy pequeñas de un material en el aire o en los líquidos. Incluso cantidades más pequeñas se pueden informar como partes por mil millones (ppb). Se puede utilizar el acrónimo ppt peropptpuede significar partes por mil o partes por billón.
Definición del término: presión de vapor
Presión de vaporse refiere a la presión de un vapor (gas) por encima de su fase líquida o sólida cuando los dos están en equilibrio en un recipiente cerrado. El equilibrio ocurre cuando el número de átomos o moléculas que se evaporan es igual al número de átomos o moléculas que se condensan de nuevo al líquido o al sólido.
La presión de vapor cambia directamente con la temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la presión de vapor aumenta y cuando la temperatura disminuye, la presión de vapor disminuye. La presión de vapor se mide con un manómetro de mercurio.
Cuando ambos lados del manómetro están abiertos, una columna de mercurio en el tubo del manómetro en forma de U tendrá la misma altura en cada sección vertical del tubo. Un recipiente cerrado que contiene el material que se está probando se adjunta a un lado del tubo. A medida que aumenta la presión de vapor en el recipiente cerrado, la presión del vapor empuja la columna de mercurio que luego se eleva por el lado abierto del tubo.
Cuando la presión de vapor se estabiliza, la diferencia en los niveles de mercurio en los dos lados del manómetro muestra la presión de vapor, expresada en milímetros de mercurio (mmHg o torr).
Presión parcial
La presión de vapor se mide cuando solo está presente un tipo de gas. Presión parcial significa la presión de un gas en una mezcla de gases. Por ejemplo, cuando una persona infla un globo, el globo contiene varios gases diferentes, incluidos dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, argón y vapor de agua. Cada uno de estos gases aplica una presión parcial contra el globo. Las presiones parciales combinadas mantienen el globo inflado.
Unidades de informes típicas
Los informes ambientales utilizan diferentes unidades basadas en el material muestreado. Las pruebas de suelo informan la prueba como miligramos (mg) por kilogramo (kg) o partes por millón según la masa (ppmm, también escrito ppmmetro). Los resultados del agua se expresan en miligramos (mg) por litro (L o l), basados en la masa de contaminante en un volumen de agua. La contaminación del agua también se puede informar comolunares(también escrito como mol) de contaminante por litro en un volumen de agua, representado por M. Los resultados del aire informan los resultados de la prueba como miligramos por metro cúbico o partes por millón según el volumen (ppmv, también escrito como ppmv).
Cálculo de concentración de gas: mmHg a ppm
Para convertir de milímetros de mercurio a partes por millón (mmHg a ppm), use la fórmula partes por millón (ppm) es igual a la presión de vapor medido en milímetros de mercurio (VP en mmHg) dividido por la presión atmosférica en milímetros de mercurio (PA en mmHg), luego multiplicar por uno millones (106).
Matemáticamente, la ecuación es
ppm = \ frac {VP} {PA} \ times 10 ^ 6
Por ejemplo, si el nivel actual de dióxido de carbono atmosférico se mide como 0,311 mmHg, el cálculo de partes por millón se convierte en
ppm = \ frac {0.311} {760} \ times 10 ^ 6 = 409 \ text {ppm}
Para convertir ppm a presión parcial, reorganice la ecuación de modo que la presión de vapor en milímetros de mercurio sea igual a partes por millón (ppm) multiplicado por la presión atmosférica (PA), con el producto dividido por un millón (106). Por ejemplo, el nivel de dióxido de carbono atmosférico anterior a la Revolución Industrial era de aproximadamente 280 ppm. La presión de vapor en ese momento se puede calcular como
VP = \ frac {ppm \ times PA} {10 ^ 6} = \ frac {280 \ times 760} {10 ^ 6} = 0.213 \ text {mmHg}
Estos ejemplos suponen una presión estándar (760 mmHg).
Cálculo de concentración de gas: ppm a mg / m3
Las concentraciones de gas pueden expresarse en miligramos por metro cúbico (mg / m3) en lugar de partes por millón o milímetros de mercurio. Use la fórmula partes por millón es igual a 24,45 veces la medida en miligramos por metro cúbico, luego divida por el peso molecular en gramos de la sustancia. Usa la tabla periódica para encontrar el peso molecular en gramos (ver Recursos).
Por ejemplo, el dióxido de carbono tiene un peso molecular en gramos de un átomo de carbono, 12, más dos átomos de oxígeno, 16x2 = 32, para un peso molecular total en gramos de 44 (12 + 32). Si el dióxido de carbono en un aula se mide a 2500 mg / m3 y el dióxido de carbono aceptable es de 1,100 ppm o menos, ¿el salón de clases es seguro para los niños? Usando la fórmula,
ppm = \ frac {24.45 \ times 2500} {44 = 1,389 \ text {ppm}
1,389 ppm de dióxido de carbono, muestra que el nivel de dióxido de carbono no es seguro.
El número 24.45 en la ecuación es el volumen (litros) de un mol (peso molecular en gramos) de un gas o vapor cuando la presión es una atmósfera (760 torr o 760 mm Hg) y 25 ° C. Para calcular en función de una presión y / o temperatura diferente, inserte el factor de conversión: el volumen es igual a la constante del gas ideal multiplicada por la temperatura en Kelvin (temperatura Celsius más 273).