Jeg er ikke veldig komfortabel med kjemi, og jeg må konvertere $ \ ce {CH4} $ konsentrasjonsverdier i $ \ pu {ppm} $ til $ \ pu {g / m3} $. Er det mulig?
Jeg har allerede undersøkt litt og innsett at for vann kan du anta $ \ pu {1 ppm} $ tilsvarer $ \ pu {1 mg / L} = \ pu {1 g / m3} $. Men siden jeg måler konsentrasjoner i luften, er dette kanskje ikke riktig.
Jeg setter stor pris på hjelp. Takk!
Kommentarer
- 1 ppm er som om du har 1 del, her 1 molekyl $ \ ce {CH_4} $ i en million luftmolekyler. Hvis vi antar at luften er ideell gass, kan du bruke den ideelle gassligningen for å vite hva volum av total luft og deretter ta ut verdien i $ g / m ^ 3 $ og ikke ' t glem at $ g $ representerer vekten av metan
- @Physicsapproval Takk for hjelpen! Jeg har estimert volumet ved hjelp av Ideal Gas Law (forutsatt 1 mol $ CH_ {4} $), men jeg ' er usikker på hva jeg skal gjøre videre. Bør jeg dele volumet per molekylvekt på $ CH_ {4} $?
- Jeg har prøvd en annen tilnærming. Å vite at: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ ; først multipliserte jeg ppm-verdiene per tettheten av (i dette tilfellet) metan ($ 656 g / m ^ {3} $) og dem ganget igjen med faktoren $ (10 ^ {- 6}) $. Her er enhetsberegningen: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ times (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. Hva synes du?
- ok, er metangassen i en blanding som jeg tror antar luft, hvordan har du beregnet tettheten? Har du igjen brukt ideell gasslov her for å finne tetthet?
Svar
Jeg prøver å forstå ppm, også. Så vidt jeg har forstått er det forskjellige typer ppm, som i utgangspunktet er et forhold: det kan være et forhold mellom mengden stoff, masser eller volumer.
Forutsatt at ppm er et molforhold jeg gjorde dette resonnementet:
Angir med $ n $ mengden stoff, med $ M $ molar massen og med $ V $ volumet, er konsentrasjonen av gassen din: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ og definerer $ \ mathrm {ppm} $ som: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
Bruk av gassloven: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ hvor $ T $ er temperaturen i kelvin og $ p $ trykket i pascal, og ved å erstatte får du:
Svar
Du trenger virkelig ikke å overkomplisere ting for dette svaret.
De viktigste tingene det er verdt å vite er at i en ideell gass (en god tilnærming for de fleste ved standardforhold (0 ° C og standard atmosfærisk trykk)) vil en mol av gassen opptar 22,4 liter volum. En blanding av gasser er ikke annerledes, og for å vite vekten av gassen du trenger, trenger du bare å multiplisere molarmassen til gassen med andelen i blandingen (ppm er andelen her).
Så hver ppm metan vil bidra med ca 16 / 1.000.000 g til hver 22.4L av gassblandingen. Eller (justering for volumkonvertering til kubikkmeter som inneholder 1000 L) 44,7 * 16 / 1.000.000 g / kubikkmeter.
Med denne formelen vil en kubikkmeter ren metan veie ~ 715 g ved STP, slik at du bare kan jobbe med det ved å multiplisere med ppm-verdien.
Det blir bare mer komplisert hvis du trenger proporsjoner av masse i blandingen: da må du kjenne molarmassene til alle de andre komponentene. Men hvis du holder deg med volumer, holder gasslover ting veldig enkle.
PS hvis forholdene dine (trykk eller temperatur er forskjellige), er det eneste du trenger å justere volumet en ideell gass under disse forholdene (molarvolumet er nærmere 24,8 l ved 25 ° C, for eksempel e).