Non sono molto a mio agio con la chimica e ho bisogno di convertire $ \ ce {CH4} $ valori di concentrazione in $ \ pu {ppm} $ in $ \ pu {g / m3} $. È possibile?
Ho già studiato un po e ho capito che per lacqua si può presumere che $ \ pu {1 ppm} $ sia uguale a $ \ pu {1 mg / L} = \ pu {1 g / m3} $. Ma dal momento che sto misurando le concentrazioni nellaria, questo potrebbe non essere corretto.
Apprezzo davvero qualsiasi aiuto. Grazie!
Commenti
- 1 ppm è come se avessi 1 parte, qui 1 molecola di $ \ ce {CH_4} $ in un milione di molecole daria. Se assumiamo che laria sia un gas ideale, puoi usare lequazione del gas ideale per conoscere il volume di aria totale, quindi prendi il valore in $ g / m ^ 3 $ e non ' t dimenticare $ g $ rappresenta il peso del metano
- @Physicsapproval Grazie per il tuo aiuto! Ho stimato il volume utilizzando la legge dei gas ideali (assumendo 1 mol di $ CH_ {4} $) ma ' non sono sicuro di cosa fare dopo. Devo dividere detto volume per il peso molecolare di $ CH_ {4} $?
- Ho provato un approccio diverso. Sapendo che: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ ; in primo luogo, ho moltiplicato i valori ppm per la densità del (in questo caso) metano ($ 656 g / m ^ {3} $) e li ho moltiplicati di nuovo per il fattore $ (10 ^ {- 6}) $. Qui è il calcolo delle unità: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ times (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. Cosa ne pensi?
- va bene il gas metano in una miscela credo assumendo aria, allora come hai calcolato la densità? Ancora una volta hai usato la legge dei gas ideali qui per trovare la densità?
Risposta
Sto cercando di capire ppm, pure. Per quanto ho capito ci sono diversi tipi di ppm, che è fondamentalmente un rapporto: può essere un rapporto tra quantità di sostanza, masse o volumi.
Supponendo che il tuo ppm sia un rapporto molare, ho fatto questo ragionamento:
indicando con $ n $ la quantità di sostanza, con $ M $ la massa molare e con $ V $ il volume, la concentrazione del tuo gas è: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ e definendo $ \ mathrm {ppm} $ come: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
Utilizzando la legge sui gas: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ dove $ T $ è la temperatura in kelvin e $ p $ la pressione in pascal e, sostituendola, ottieni:
Risposta
Non hai davvero bisogno complicare eccessivamente le cose per questa risposta.
La cosa fondamentale da sapere è che in un gas ideale (una buona approssimazione per la maggior parte in condizioni standard (0 ° C e pressione atmosferica standard)) una mole del gas occupano 22,4 L di volume. Una miscela di gas non è diversa e per conoscere il peso del gas che si desidera è sufficiente moltiplicare la massa molare del gas per la proporzione nella miscela (ppm è la proporzione qui).
Quindi ogni ppm di metano contribuirà per circa 16 / 1.000.000 g a ogni 22,4 L della miscela di gas. Oppure (regolando la conversione del volume in metri cubi che contengono 1.000 L) 44,7 * 16 / 1.000.000 g / metro cubo.
Con questa formula, un metro cubo di metano puro peserebbe ~ 715 g a STP, quindi potresti semplicemente lavorarci moltiplicando per il valore ppm.
Diventa solo più complicato se hai bisogno di proporzioni per massa nella miscela: allora devi conoscere le masse molari di tutti gli altri componenti. Ma, se ti attieni ai volumi, le leggi dei gas rendono le cose davvero semplici.
PS se le tue condizioni (pressione o temperatura sono diverse) lunica cosa che devi regolare è il volume di un gas ideale in quelle condizioni (il volume molare è più vicino a 24,8 L a 25 ° C, per esempio e).