PPM staat voor "parts per million". Ug staat voor microgram. Een microgram is gelijk aan een miljoenste gram. Parts per million is een ander soort dichtheidsmaat, waarbij één type molecuul wordt vergeleken met het aantal moleculen in hetzelfde volume. Het onderscheid tussen de twee dichtheidsmetingen kan worden geïllustreerd met een conversie van de kooldioxidedichtheid van de ene eenheid van dichtheidsmeting naar de andere. Merk op dat de omrekening niet een kwestie is van vermenigvuldigen met één factor. De omzetting is daarentegen temperatuur- en drukafhankelijk.
Veronderstel ook dat de plaats waar de meting is gedaan bij standaard druk en temperatuur (SPT) is. SPT is 0 graden Celsius (of 273 graden Kelvin) en 1 atmosfeer (atm) gasdruk. Een atmosfeer van druk is gelijk aan ongeveer 14,8 pond per vierkante inch (PSI), de atmosferische druk op zeeniveau (min of meer).
Bepaal wat het aantal molaren is in, laten we zeggen, een liter lucht op deze meetplek, en ga ervan uit dat het gas zich als een ideaal gas gedraagt. Met deze aanname kunt u de ideale gasvergelijking gebruiken, PV=nRT. Voor niet-ingewijden staat P voor druk, V voor volume, n voor het aantal mol (mol; een eenheid voor het tellen van moleculen), en R is een evenredigheidsconstante. T staat voor absolute temperatuur en wordt daarom gemeten in graden Kelvin (K). Als P in atmosfeer (atm) is en V in liter (L), dan is R gelijk aan 0,08206 L_atm/K_mol.
Als we doorgaan met het bovenstaande voorbeeld, wordt PV=nRT 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm/K*mol) 273K. De eenheden heffen elkaar op en geven n=0,04464 mol.
Pas het getal van Avagadro toe op het aantal molaren om het aantal luchtmoleculen in het betreffende volume te vinden. Het getal van Avagadro is, in wetenschappelijke notatie, 6.022x10^23 moleculen per mol, waarbij het caret ^ verwijst naar machtsverheffing.
Verdergaand met het CO2-voorbeeld, verwijst n=0,04464 mol naar 0,04464x6,022x10^23 = 2,688x10^22 moleculen.
Verdergaand met het CO2-voorbeeld, is het molecuulgewicht van CO2 de som van het molecuulgewicht van monoatomaire koolstof plus tweemaal de molair gewicht van monoatomaire zuurstof, respectievelijk 12,0 en 16,0 gram per mol (die u op de meeste periodieke grafiek). CO2 heeft dus een molecuulgewicht van 44,0 g/mol. Dus 1,69x10^-5 mol CO2 is gelijk aan 7,45x10^-4 gram.
Verdergaand met het CO2-voorbeeld, werd het volume gespecificeerd als 1 liter terug in stap 3. Je hebt dus 7,45x10^-4 gram per liter. Dat is 0.000745 g/L, of 745 ug per liter (gevonden door de 0.000745 te vermenigvuldigen met een miljoen). Er zijn duizend liter per kubieke meter. Dus de dichtheid wordt 745.000 ug per vierkante meter. Dit is uw laatste antwoord.
Referenties
- Chemie; Raymond Chang; 1985
Tips
- In totaal waren de berekeningen PPM x [P/(T*R)] x molair gewicht x 1000. (V werd gelijk gesteld aan 1, zonder verlies van algemeenheid.)
Waarschuwingen
- Let er bij het maken van uw eigen berekeningen op dat er aan het begin van deze berekeningen aannames over druk en temperatuur zijn gemaakt die mogelijk niet van toepassing zijn op uw situatie.
Over de auteur
De academische achtergrond van Paul Dohrman ligt in de natuurkunde en economie. Hij heeft professionele ervaring als onderwijzer, hypotheekadviseur en schade-actuaris. Zijn interesses omvatten ontwikkelingseconomie, op technologie gebaseerde liefdadigheidsinstellingen en investeren in engelen.
Fotocredits
Hemera Technologies/PhotoObjects.net/Getty Images