Hoe de PPM uit dampdruk te berekenen?

Vervuilende resultaten gebruiken niet altijd dezelfde eenheden. Rapporten vergelijken wanneer resultaten worden weergegeven in ppm, mg/m³ of ppmv kan een uitdaging zijn. Maar het converteren tussen deze eenheden vereist slechts een paar stappen en een beetje achtergrondkennis.

het acroniemppmbetekent delen per miljoen. Eén deel per miljoen betekent één deeltje van een stof op een miljoen totale deeltjes. Delen per miljoen verwijst naar het aantal deeltjes in een vloeistof, of de vloeistof nu gas of vloeistof is. Het volledige acroniem moet zijnppmv, of delen per miljoen per volume, maar rapporten laten vaak de v vallen om te veranderen van ppmv in ppm.

In bodems betekent delen per miljoen delen per miljoen massa, afgekortppmmof ppm_m. In gassen is delen per miljoen gelijk aan het aantal mol materiaal (één mol van een stof is gelijk aan 6,022x10²³ eenheden van de stof). Wanneer het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer wordt gerapporteerd als 409 ppm, bevat de atmosfeer 409 mol koolstofdioxide in een miljoen mol lucht.

De omgekeerde conversie, van mol naar delen per miljoen (mol naar ppm), betekent dat het aantal mol per miljoen mol stof gelijk is aan delen per miljoen.

Parts per million, een dimensieloze hoeveelheid en meting, beschrijft zeer kleine concentraties van een materiaal in lucht of vloeistoffen. Zelfs kleinere hoeveelheden kunnen worden gerapporteerd als delen per miljard (ppb). Het acroniem ppt mag worden gebruikt, maarpptkan delen per duizend of delen per biljoen betekenen.

​Dampdrukverwijst naar de druk van een damp (gas) boven de vloeibare of vaste fase wanneer de twee in evenwicht zijn in een gesloten container. Evenwicht treedt op wanneer het aantal atomen of moleculen dat verdampt gelijk is aan het aantal atomen of moleculen dat terug condenseert naar de vloeistof of vaste stof.

Dampdruk verandert direct met de temperatuur. Wanneer de temperatuur stijgt, neemt de dampdruk toe en wanneer de temperatuur daalt, neemt de dampdruk af. Dampdruk wordt gemeten met een kwikmanometer.

Wanneer beide zijden van de manometer open zijn, zal een kwikkolom in de U-vormige manometerbuis gelijke hoogte hebben in elk rechtopstaand gedeelte van de buis. Aan één kant van de buis is een gesloten container met het te testen materiaal bevestigd. Naarmate de dampdruk in de gesloten container toeneemt, duwt de druk van de damp de kwikkolom die vervolgens stijgt aan de open zijde van de buis.

Wanneer de dampdruk stabiliseert, geeft het verschil in kwikniveaus aan de twee zijden van de manometer de dampdruk weer, weergegeven in millimeters kwik (mmHg of torr​).

​Gedeeltelijke druk​

Dampspanning wordt gemeten wanneer er slechts één type gas aanwezig is. Onder partiële druk wordt verstaan ​​de druk van één gas in een mengsel van gassen. Wanneer een persoon bijvoorbeeld een ballon opblaast, bevat de ballon verschillende gassen, waaronder koolstofdioxide, zuurstof, stikstof, argon en waterdamp. Elk van deze gassen oefent een partiële druk uit tegen de ballon. De gecombineerde partiële drukken houden de ballon opgeblazen.

Milieurapportage gebruikt verschillende eenheden op basis van het bemonsterde materiaal. Bodemtests rapporteren test als milligram (mg) per kilogram (kg) of delen per miljoen op basis van massa (ppmm, ook geschreven ppm_m). Waterresultaten rapporteren als milligram (mg) per liter (L of l), gebaseerd op de massa van de verontreinigende stof in een hoeveelheid water. Waterverontreiniging kan ook worden gerapporteerd als:mollen(ook geschreven als mol) verontreinigende stof per liter in een hoeveelheid water, weergegeven door M. Luchtresultaten rapporteren de testresultaten als milligram per kubieke meter of delen per miljoen op basis van volume (ppmv, ook geschreven als ppm_v).

Om van millimeter kwik naar delen per miljoen (mmHg naar ppm) te converteren, gebruikt u de formule delen per miljoen (ppm) is gelijk aan de dampdruk gemeten in millimeters kwik (VP in mmHg) gedeeld door atmosferische druk in millimeters kwik (PA in mmHg), vervolgens vermenigvuldigd met één miljoen (10⁶).

Wiskundig gezien is de vergelijking

Als het huidige kooldioxidegehalte in de atmosfeer bijvoorbeeld wordt gemeten als 0,311 mmHg, wordt de berekening in delen per miljoen

Om ppm om te zetten in partiële druk, herschikt u de vergelijking zodat de dampdruk in millimeters kwik gelijk is aan delen per miljoen (ppm) vermenigvuldigd met de atmosferische druk (PA), met het product gedeeld door een miljoen (10⁶). Het atmosferische kooldioxidegehalte van vóór de industriële revolutie was bijvoorbeeld ongeveer 280 ppm. De dampdruk op dat moment kan worden berekend als:

Deze voorbeelden veronderstellen standaarddruk (760 mmHg).

Gasconcentraties kunnen worden gerapporteerd in milligram per kubieke meter (mg/m3) in plaats van delen per miljoen of millimeter kwik. Gebruik de formule delen per miljoen is gelijk aan 24,45 keer de meting in milligram per kubieke meter, en deel deze vervolgens door het grammolecuulgewicht van de stof. Gebruik het periodiek systeem om het grammolecuulgewicht te vinden (zie bronnen).

Kooldioxide heeft bijvoorbeeld een grammolecuulgewicht van één koolstofatoom, 12, plus twee zuurstofatomen, 16x2=32, voor een totaal grammolecuulgewicht van 44 (12+32). Als de kooldioxide in een klaslokaal wordt gemeten op 2500 mg/m³ en de acceptabele kooldioxide is 1.100 ppm of minder, is het klaslokaal veilig voor kinderen? Met behulp van de formule,

1.389 ppm kooldioxide, toont aan dat het kooldioxidegehalte niet veilig is.

Het getal 24,45 in de vergelijking is het volume (liters) van een mol (gram molecuulgewicht) van een gas of damp wanneer de druk één atmosfeer is (760 torr of 760 mm Hg) en 25°C. Om te berekenen op basis van een andere druk en/of temperatuur, voert u de conversiefactor in: volume is gelijk aan ideale gasconstante maal temperatuur in Kelvin (temperatuur Celsius plus 273).