PPM sta per "parti per milione". Ug sta per microgrammi. Un microgrammo equivale a un milionesimo di grammo. Parti per milione è un diverso tipo di misura della densità, che confronta un tipo di molecola con il conteggio di tutte le molecole nello stesso volume. La distinzione tra le due misure di densità può essere illustrata con una conversione della densità dell'anidride carbonica da un'unità di misura della densità all'altra. Nota che la conversione non è una semplice questione di moltiplicazione per un fattore. La conversione è invece dipendente dalla temperatura e dalla pressione.
Supponiamo inoltre che il luogo in cui è stata effettuata la lettura sia a pressione e temperatura standard (SPT). SPT è 0 gradi Celsius (o 273 gradi Kelvin) e 1 atmosfera (atm) di pressione del gas. Un'atmosfera di pressione equivale a circa 14,8 libbre per pollice quadrato (PSI), la pressione atmosferica a livello del mare (più o meno).
Determina qual è il conteggio molare, ad esempio, in un litro d'aria in questo punto di misurazione, facendo la ragionevole supposizione che il gas si comporti come un gas ideale. Questa ipotesi consente di utilizzare l'equazione dei gas ideali, PV=nRT. Per chi non lo sapesse, P sta per pressione, V per volume, n per numero di moli (mol; un'unità per contare le molecole) e R è una costante di proporzionalità. T è per la temperatura assoluta, e quindi misurata in gradi Kelvin (K). Se P è in atmosfere (atm) e V è in litri (L), allora R è uguale a 0,08206 L_atm/K_mol.
Continuando con l'esempio sopra, PV=nRT diventa 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm/K*mol) 273K. Le unità si annullano per dare n=0.04464 moli.
Applicare il numero di Avagadro al conteggio molare per trovare il numero di molecole d'aria nel volume di interesse. Il numero di Avagadro è, in notazione scientifica, 6.022x10^23 molecole per mole, dove il caret ^ si riferisce all'elevamento a potenza.
Continuando con l'esempio della CO2, n=0.04464 moli si riferisce a 0.04464x6.022x10^23 = 2.688x10^22 molecole.
Continuando con l'esempio della CO2, il peso molare della CO2 è la somma del peso molare del carbonio monoatomico più il doppio del peso molare dell'ossigeno monoatomico, che sono rispettivamente 12,0 e 16,0 grammi per mole (che puoi trovare sulla maggior parte dei grafico). Quindi la CO2 ha un peso molare di 44,0 g/mol. Quindi 1,69x10^-5 moli di CO2 equivalgono a 7,45x10^-4 grammi.
Continuando con l'esempio della CO2, il volume è stato specificato come 1 litro al punto 3. Quindi hai 7,45x10^-4 grammi per litro. Questo è 0,000745 g/L, o 745 ug per litro (trovato semplicemente moltiplicando lo 0,000745 per un milione). Ci sono mille litri per metro cubo. Quindi la densità diventa 745.000 ug per metro cubo. Questa è la tua risposta finale.
Riferimenti
- Chimica; Raimondo Chang; 1985
Suggerimenti
- In sintesi, i calcoli erano PPM x [P/(T*R)] x peso molare x 1000. (V è stato posto uguale a 1, senza perdita di generalità.)
Avvertenze
- Fai attenzione quando fai i tuoi calcoli che all'inizio di questi calcoli c'erano ipotesi su pressione e temperatura che potrebbero non essere applicabili alla tua situazione.
Circa l'autore
Il background accademico di Paul Dohrman è in fisica ed economia. Ha esperienza professionale come educatore, consulente ipotecario e attuario sinistri. I suoi interessi includono economia dello sviluppo, enti di beneficenza basati sulla tecnologia e angel investing.
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