science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe Ppm naar Ug /Cubic Meter te converteren

PPM staat voor "parts per million." Ug staat voor microgram. Een microgram is gelijk aan een miljoenste van een gram. Delen per miljoen is een ander soort dichtheidsmaatstaf, waarbij één type molecuul wordt vergeleken met de telling van alle moleculen in hetzelfde volume. Het onderscheid tussen de twee dichtheidsmetingen kan worden geïllustreerd met een conversie van de kooldioxidendichtheid van de ene eenheid van dichtheidsmeting naar de andere. Merk op dat de conversie niet een kwestie is van vermenigvuldiging met één factor. De conversie is in plaats daarvan temperatuur- en drukafhankelijk.

Stel dat CO2-metingen op een bepaalde plek een waarde van 380 PPM opleveren.

Stel ook dat de plaats waar de meting werd gedaan, is bij standaard druk en temperatuur (SPT). SPT is 0 graden Celsius (of 273 graden Kelvin) en 1 atmosfeer (atm) gasdruk. Een drukatmosfeer is gelijk aan ongeveer 14,8 pound per vierkante inch (PSI), de atmosferische druk op zeeniveau (meer of minder).

Bepaal wat het aantal mol is in bijvoorbeeld een liter lucht bij deze meting ter plaatse, waarbij de redelijke veronderstelling wordt gemaakt dat het gas zich gedraagt ​​als een ideaal gas. 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 is voor absolute temperatuur, en daarom gemeten in graden Kelvin (K). Als P in atmospheres (atm) staat en V in liter (L), dan is R gelijk aan 0.08206 L_atm /K_mol.

Verdergaand met het voorbeeld hierboven, wordt PV = nRT 1 atm_1 L = n (0.08206 L_atm /K * mol) 273K. De eenheden worden geannuleerd om n = 0,04464 mol te geven.

Breng Avagadro's aantal op de molaire telling aan om het aantal moleculen lucht in het gewenste volume te vinden. Avagadro's getal is, in de wetenschappelijke notatie, 6.022x10 ^ 23 moleculen per mol, waarbij de caret ^ verwijst naar exponentiation.

Doorgaand met het CO2-voorbeeld, n = 0.04464 moles verwijst naar 0.04464x6.022x10 ^ 23 = 2.688 x10 ^ 22 moleculen.

Vermenigvuldig de moleculaire telling met de PPM-verhouding die CO2 is.

380 PPM betekent dat 0,0380% van de moleculen in het volume CO2 zijn. (Deel 380 met een miljoen om de proportie te krijgen.) 0,0380% x2.688x10 ^ 22 is gelijk aan 1,02x10 ^ 19 CO2-moleculen.

Zet het aantal CO2-moleculen om naar het aantal moedervlekken, door te delen door Avagadro's nummer.

Verdergaand met het voorbeeld, 1.02x10 ^ 19 /6.022x10 ^ 23 = 1.69x10 ^ -5 mol CO2 in een liter lucht.

Zet het aantal moedervlekken om in gram.

Voortgaand op het CO2-voorbeeld, is het molecuulgewicht van CO2 de som van het molecuulgewicht van monatomische koolstof plus tweemaal het molecuulgewicht van monatomaire zuurstof, die respectievelijk 12,0 en 16,0 gram per mol is (wat u kan op de meeste periodieke grafieken worden gevonden). Dus heeft CO2 een molecuulgewicht van 44,0 g /mol. Dus 1,69x10 ^ -5 mol CO2 is gelijk aan 7,45x10 ^ -4 gram.

Splits het volume dat u eerder hebt opgegeven, omgezet in kubieke meters.

Ga door met het CO2-voorbeeld, het volume werd opgegeven als 1 liter terug in stap 3. Dus je hebt 7,45x10 ^ -4 gram per liter. Dat is 0.000745 g /L, of 745 ug per liter (alleen gevonden door 0,000745 met een miljoen te vermenigvuldigen). Er zijn duizend liter per kubieke meter. Dus de dichtheid wordt 745.000 ug per kubieke meter. Dit is je laatste antwoord.

Tip

Samenvattend waren de berekeningen PPM x [P /(T * R)] x molecuulgewicht x 1000. (V was gelijk aan 1, zonder verlies van algemeenheid.)

Waarschuwing

Wees voorzichtig bij het uitvoeren van uw eigen berekeningen dat er aan het begin van deze berekeningen veronderstellingen waren over druk en temperatuur die mogelijk niet van toepassing zijn op uw situatie.