PPM significa “partes por milhão”. Ug significa microgramas. Um micrograma equivale a um milionésimo de um grama. Partes por milhão é um tipo diferente de medida de densidade, comparando um tipo de molécula com a contagem de todas as moléculas no mesmo volume. A distinção entre as duas medidas de densidade pode ser ilustrada com uma conversão da densidade do dióxido de carbono de uma unidade de medida de densidade para a outra. Observe que a conversão não é uma simples questão de multiplicar por um fator. Em vez disso, a conversão depende da temperatura e da pressão.
Suponha também que o local onde a leitura foi feita está na pressão e temperatura padrão (SPT). SPT é 0 graus Celsius (ou 273 graus Kelvin) e 1 atmosfera (atm) de pressão do gás. Uma atmosfera de pressão equivale a cerca de 14,8 libras por polegada quadrada (PSI), a pressão atmosférica ao nível do mar (mais ou menos).
Determine qual é a contagem molar em, digamos, um litro de ar neste ponto de medição, fazendo a suposição razoável de que o gás se comporta como um gás ideal. Essa suposição permite que você use a equação do gás ideal, PV = nRT. Para os não iniciados, P representa a pressão, V o volume, n o número de moles (mol; uma unidade para contagem de moléculas) e R é uma constante de proporcionalidade. T é para temperatura absoluta e, portanto, medida em graus Kelvin (K). Se P está em atmosferas (atm) e V está em litros (L), então R é igual a 0,08206 L_atm / K_mol.
Continuando com o exemplo acima, PV = nRT torna-se 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm / K * mol) 273K. As unidades se cancelam para dar n = 0,04464 moles.
Aplique o número de Avagadro à contagem molar para encontrar o número de moléculas de ar no volume de interesse. O número de Avagadro é, em notação científica, 6,022x10 ^ 23 moléculas por mol, onde o circunflexo ^ se refere à exponenciação.
Continuando com o exemplo de CO2, n = 0,04464 moles refere-se a 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,688x10 ^ 22 moléculas.
Continuando com o exemplo de CO2, o peso molar de CO2 é a soma do peso molar do carbono monoatômico mais o dobro do peso molar de oxigênio monoatômico, que são 12,0 e 16,0 gramas por mol, respectivamente (que você pode encontrar na maioria dos gráfico). Portanto, o CO2 tem um peso molar de 44,0 g / mol. Portanto, 1,69x10 ^ -5 moles de CO2 é igual a 7,45x10 ^ -4 gramas.
Continuando com o exemplo de CO2, o volume foi especificado como 1 litro na etapa 3. Portanto, você tem 7,45x10 ^ -4 gramas por litro. Isso é 0,000745 g / L, ou 745 ug por litro (encontrado apenas multiplicando 0,000745 por um milhão). São mil litros por metro cúbico. Portanto, a densidade torna-se 745.000 ug por metro cúbico. Esta é sua resposta final.
Referências
- Química; Raymond Chang; 1985
Pontas
- Em suma, os cálculos foram PPM x [P / (T * R)] x peso molar x 1000. (V foi definido igual a 1, sem perda de generalidade.)
Avisos
- Tenha cuidado ao fazer seus próprios cálculos, pois havia suposições sobre pressão e temperatura feitas no início desses cálculos que podem não se aplicar à sua situação.
Sobre o autor
A formação acadêmica de Paul Dohrman é em física e economia. Ele tem experiência profissional como educador, consultor de hipotecas e atuário de sinistros. Seus interesses incluem economia do desenvolvimento, instituições de caridade baseadas em tecnologia e investimentos anjos.
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