No me siento muy cómodo con la química y necesito convertir $ \ ce {CH4} $ valores de concentración en $ \ pu {ppm} $ a $ \ pu {g / m3} $. ¿Es eso posible?
Ya investigué un poco y me di cuenta de que para el agua se puede asumir que $ \ pu {1 ppm} $ es igual a $ \ pu {1 mg / L} = \ pu {1 g / m3} $. Pero como estoy midiendo concentraciones en el aire, esto podría no ser correcto.
Realmente agradezco cualquier ayuda. ¡Gracias!
Comentarios
- 1 ppm es como si tuvieras 1 parte, aquí 1 molécula de $ \ ce {CH_4} $ en un millón de moléculas de aire. Si asumimos que el aire es un gas ideal, entonces puedes usar la ecuación del gas ideal para conocer el volumen de aire total y luego saque el valor en $ g / m ^ 3 $ y no ' t olvide que los $ g $ representan el peso del metano
- @Physicsapproval ¡Gracias por su ayuda! He estimado el volumen usando la Ley de los gases ideales (asumiendo 1 mol de $ CH_ {4} $) pero ' no estoy seguro de qué hacer a continuación. ¿Debo dividir dicho volumen por el peso molecular de $ CH_ {4} $?
- He probado un enfoque diferente. Sabiendo que: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ ; primero, multipliqué los valores de ppm por la densidad de (en este caso) metano ($ 656 g / m ^ {3} $) y los multipliqué nuevamente por el factor $ (10 ^ {- 6}) $. Aquí s el cálculo de unidades: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ times (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. ¿Qué piensas?
- Está bien, ¿el gas metano en una mezcla creo que suponiendo aire, entonces cómo has calculado la densidad? Nuevamente, ¿ha utilizado la ley de los gases ideales aquí para encontrar la densidad?
Respuesta
Estoy tratando de entender ppm, también. Hasta donde tengo entendido, existen diferentes tipos de ppm, que es básicamente una proporción: puede ser una proporción de cantidad de sustancia, masas o volúmenes.
Suponiendo que su ppm es una proporción molar que hice este razonamiento:
Indicando con $ n $ la cantidad de sustancia, con $ M $ la masa molar y con $ V $ el volumen, la concentración de tu gas es: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ y definiendo $ \ mathrm {ppm} $ como: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
Usando la ley de los gases: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ donde $ T $ es la temperatura en kelvin y $ p $ la presión en pascal, y sustituyendo, obtienes:
Responder
Realmente no necesitas para complicar demasiado las cosas para esta respuesta.
Las cosas clave que vale la pena saber es que en un gas ideal (una buena aproximación para la mayoría en condiciones estándar (0 ° C y presión atmosférica estándar)) un mol de gas ocupan 22,4 L de volumen. Una mezcla de gases no es diferente y para saber el peso del gas que desea, solo necesita multiplicar la masa molar del gas por la proporción en la mezcla (ppm es la proporción aquí).
Entonces, cada ppm de metano contribuirá con aproximadamente 16 / 1,000,000 g por cada 22.4 L de la mezcla de gases. O (ajustando la conversión de volumen a metros cúbicos que contienen 1,000 L) 44.7 * 16 / 1,000,000 g / metro cúbico.
Con esta fórmula, un metro cúbico de metano puro pesaría ~ 715 g en STP, por lo que podría trabajar con eso multiplicando por el valor de ppm.
Solo se vuelve más complicado si necesita proporciones por masa en la mezcla: entonces tienes que conocer las masas molares de todos los demás componentes. Pero, si te quedas con los volúmenes, las leyes de los gases hacen que las cosas sean realmente simples.
PS si sus condiciones (presión o temperatura son diferentes), lo único que necesita ajustar es el volumen de un gas ideal en esas condiciones (el volumen molar está más cerca de 24,8 L a 25 ° C, por ejemplo e).