PPM oznacza „części na milion”. Ug oznacza mikrogramy. Mikrogram to jedna milionowa grama. Części na milion to inny rodzaj miary gęstości, porównujący jeden typ cząsteczki do liczby wszystkich cząsteczek w tej samej objętości. Rozróżnienie między dwoma miarami gęstości można zilustrować przekształceniem gęstości dwutlenku węgla z jednej jednostki pomiaru gęstości na drugą. Zauważ, że przeliczenie nie jest prostą sprawą pomnożenia przez jeden czynnik. Konwersja jest natomiast zależna od temperatury i ciśnienia.
Załóżmy również, że miejsce, w którym dokonano odczytu, znajduje się przy standardowym ciśnieniu i temperaturze (SPT). SPT to 0 stopni Celsjusza (lub 273 stopnie Kelvina) i 1 atmosfera (atm) ciśnienia gazu. Atmosfera ciśnienia wynosi około 14,8 funtów na cal kwadratowy (PSI), czyli ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza (mniej więcej).
Określ, jaka jest liczba molowa, powiedzmy, w litrze powietrza w tym miejscu pomiaru, przyjmując rozsądne założenie, że gaz zachowuje się jak gaz doskonały. To założenie pozwala na użycie równania gazu doskonałego PV=nRT. Dla niewtajemniczonych P oznacza ciśnienie, V objętość, n liczbę moli (mol; jednostka do zliczania cząsteczek), a R jest stałą proporcjonalności. T jest temperaturą bezwzględną, a zatem mierzoną w stopniach Kelvina (K). Jeśli P jest w atmosferach (atm), a V jest w litrach (L), to R jest równe 0,08206 L_atm/K_mol.
Kontynuując powyższy przykład, PV=nRT staje się 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm/K*mol) 273K. Jednostki znoszą się, dając n=0,04464 moli.
Zastosuj liczbę Avagadro do liczby molowej, aby znaleźć liczbę cząsteczek powietrza w interesującej nas objętości. Liczba Avagadro to w notacji naukowej 6,022x10^23 cząsteczek na mol, gdzie karetka ^ oznacza potęgowanie.
Kontynuując przykład CO2, n=0,04464 moli odnosi się do 0,04464x6,022x10^23 = 2,688x10^22 cząsteczek.
Kontynuując przykład CO2, masa molowa CO2 jest sumą masy molowej węgla jednoatomowego plus dwukrotność masa molowa tlenu jednoatomowego, która wynosi odpowiednio 12,0 i 16,0 gramów na mol (którą można znaleźć na większości wykres). Zatem CO2 ma masę molową 44,0 g/mol. Zatem 1,69x10^-5 moli CO2 równa się 7,45x10^-4 gramom.
Kontynuując przykład CO2, objętość została określona jako 1 litr w kroku 3. Więc masz 7,45x10^-4 gramów na litr. To 0,000745 g/L, czyli 745 ug na litr (znalezione przez pomnożenie 0,000745 przez milion). Na metr sześcienny jest tysiąc litrów. Tak więc gęstość wynosi 745 000 ug na metr sześcienny. To jest twoja ostateczna odpowiedź.
Bibliografia
- Chemia; Rajmund Chang; 1985
Wskazówki
- W sumie obliczenia były następujące: PPM x [P/(T*R)] x masa molowa x 1000. (V zostało ustawione na 1, bez utraty ogólności.)
Ostrzeżenia
- Podczas wykonywania własnych obliczeń należy zachować ostrożność, ponieważ na początku tych obliczeń przyjęto założenia dotyczące ciśnienia i temperatury, które mogą nie mieć zastosowania w Twojej sytuacji.
o autorze
Wykształcenie akademickie Paula Dohrmana dotyczy fizyki i ekonomii. Posiada doświadczenie zawodowe jako edukator, doradca hipoteczny i aktuariusz ds. wypadków. Jego zainteresowania obejmują ekonomię rozwoju, organizacje charytatywne oparte na technologii oraz inwestowanie w anioły.
Kredyty fotograficzne
Hemera Technologies/PhotoObjects.net/Getty Images