Chemie mi moc nevyhovuje a potřebuji převést hodnoty koncentrace $ \ ce {CH4} $ v $ \ pu {ppm} $ na $ \ pu {g / m3} $. Je to možné?
Už jsem trochu zkoumal a uvědomil jsem si, že pro vodu můžete předpokládat $ \ pu {1 ppm} $ se rovná $ \ pu {1 mg / L} = \ pu {1 g / m3} $. Ale protože měřím koncentrace ve vzduchu, nemusí to být správné.
Opravdu si vážím jakékoli pomoci. Díky!
Komentáře
- 1 ppm je jako kdybyste měli 1 díl, zde 1 molekula $ \ ce {CH_4} $ v milionu molekul vzduchu. Pokud předpokládáme, že vzduch je ideálním plynem, můžete použít rovnici ideálního plynu pro znalost objem celkového vzduchu a poté vyjměte hodnotu v $ g / m ^ 3 $ a nezapomeňte ' nezapomenout, že $ g $ představuje hmotnost metanu
- @Physicsapproval Děkuji za vaši pomoc! Odhadl jsem objem pomocí zákona o ideálním plynu (za předpokladu 1 mol $ CH_ {4} $), ale ' si nejsem jistý, co dělat dál. Měl bych tento objem rozdělit na molekulovou hmotnost $ CH_ {4} $?
- Zkusil jsem jiný přístup. S vědomím, že: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ ; nejprve jsem vynásobil hodnoty ppm na hustotu (v tomto případě) metanu (656 g / m ^ {3} $) a znovu se vynásobily faktorem $ (10 ^ {- 6}) $. Zde s výpočet jednotek: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ times (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. Co si o tom myslíš?
- Dobře, je metanový plyn ve směsi, věřím, že za předpokladu vzduchu, jak jsi vypočítal hustotu? Opět jste zde použili zákon o ideálním plynu k nalezení hustoty?
Odpověď
Snažím se porozumět ppm, také. Pokud jsem pochopil, existují různé druhy ppm, což je v zásadě poměr: může to být poměr množství látky, hmotnosti nebo objemu.
Za předpokladu, že váš ppm je molární poměr, který jsem udělal tato úvaha:
Označení $ n $ množství látky, s $ M $ molární hmotnost a $ V $ objemu, koncentrace vašeho plynu je: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ a definování $ \ mathrm {ppm} $ jako: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
Použití zákona o plynu: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ kde $ T $ je teplota v kelvinech a $ p $ tlak v pascalu a dosazením získáte:
Odpovědět
Opravdu nepotřebujete překomplikovat věci pro tuto odpověď.
Klíčové věci, které stojí za to vědět, je, že v ideálním plynu (dobrá aproximace pro většinu za standardních podmínek (0 ° C a standardní atmosférický tlak)) bude jeden mol plynu zabírají 22,4 l objemu. Směs plynů se nijak neliší. Chcete-li znát požadovanou hmotnost plynu, stačí znásobit molární hmotnost plynu poměrem ve směsi (zde je poměr ppm).
Takže každý ppm metanu přispěje asi 16/1 000 000 g na každých 22,4 l plynné směsi. Nebo (po přepočtu na objemový převod na metry krychlové, které obsahují 1 000 litrů) 44,7 * 16/1 000 000 g / metr krychlový.
Podle tohoto vzorce by kubický metr čistého metanu vážil při STP ~ 715 g, takže s ním můžete jednoduše pracovat vynásobením hodnotou ppm.
Složitější je to jen v případě, že potřebujete proporce hmota ve směsi: pak musíte znát molární hmotnosti všech ostatních složek. Pokud se však držíte objemů, zákony o plynu udržují věci opravdu jednoduché.
PS pokud se vaše podmínky (tlak nebo teplota liší), musíte upravit pouze objem ideálního plynu za těchto podmínek (molární objem se blíží 24,8 l při 25 ° C, například e).