Ik “ben niet erg op mijn gemak met scheikunde en ik moet $ \ ce {CH4} $ concentratiewaarden in $ \ pu {ppm} $ converteren naar $ \ pu {g / m3} $. Is dat mogelijk?
Ik heb al een beetje onderzoek gedaan en realiseerde me dat je voor water kunt aannemen dat $ \ pu {1 ppm} $ gelijk is aan $ \ pu {1 mg / L} = \ pu {1 g / m3} $. Maar aangezien ik “concentraties in de lucht meet, is dit misschien niet correct.
Ik waardeer alle hulp echt. Bedankt!
Reacties
- 1 ppm is alsof je 1 deel hebt, hier 1 molecuul $ \ ce {CH_4} $ in een miljoen moleculen lucht. Als we aannemen dat lucht het ideale gas is, kun je de Ideale gasvergelijking gebruiken om de volume van de totale lucht en vervolgens de waarde in $ g / m ^ 3 $ nemen en ' niet vergeten dat $ g $ het gewicht van methaan vertegenwoordigt
- @Physicsapproval Bedankt voor je hulp! Ik heb het volume geschat met behulp van de Ideale Gaswet (uitgaande van 1 mol van $ CH_ {4} $) maar ik ' weet niet zeker wat ik nu moet doen. Moet ik het genoemde volume delen door het molecuulgewicht van $ CH_ {4} $?
- Ik heb een andere benadering geprobeerd. Wetende dat: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ ; eerst heb ik de ppm-waarden vermenigvuldigd met de dichtheid van (in dit geval) methaan ($ 656 g / m ^ {3} $) en weer vermenigvuldigd met de factor $ (10 ^ {- 6}) $. Hier s de eenhedenberekening: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ keer (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. Wat denk je?
- oké is het methaangas in een mengsel waarvan ik geloof dat het uitgaat van lucht, hoe heb je dan de dichtheid berekend? Heb je hier opnieuw de ideale gaswet gebruikt om de dichtheid te vinden?
Antwoord
Ik probeer ppm te begrijpen, te. Voor zover ik heb begrepen, zijn er verschillende soorten ppm, wat in feite een verhouding is: het kan een verhouding zijn tussen de hoeveelheid stof, massa of volumes.
Ervan uitgaande dat uw ppm een molaire verhouding is, deed ik dat deze redenering:
Met $ n $ de hoeveelheid stof aangeven, met $ M $ de molaire massa en met $ V $ het volume, is de concentratie van je gas: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ en het definiëren van de $ \ mathrm {ppm} $ als: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
De gaswet gebruiken: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ waarbij $ T $ is de temperatuur in Kelvin en $ p $ de druk in pascal, en als je dit vervangt, krijg je:
Antwoord
Je hebt echt niet nodig om dingen voor dit antwoord te ingewikkeld te maken.
De belangrijkste dingen die je moet weten, is dat in een ideaal gas (een goede benadering voor de meeste bij standaardomstandigheden (0 ° C en standaard atmosferische druk)) één mol van het gas bezetten 22,4 L volume. Een mengsel van gassen is niet anders en om het gewicht van het gewenste gas te weten, hoeft u alleen maar de molaire massa van het gas te vermenigvuldigen met de verhouding in het mengsel (ppm is hier de verhouding).
Dus elke ppm methaan draagt ongeveer 16 / 1.000.000 g bij aan elke 22,4 liter van het gasmengsel. Of (correctie voor de volumeconversie naar kubieke meters die 1000 liter bevatten) 44,7 * 16 / 1.000.000 g / kubieke meter.
Volgens deze formule zou een kubieke meter puur methaan ~ 715 g wegen bij STP, dus je zou daar gewoon mee kunnen werken door te vermenigvuldigen met de ppm-waarde.
Het wordt alleen ingewikkelder als je verhoudingen nodig hebt per massa in het mengsel: dan moet je de molaire massa van alle andere componenten weten. Maar als je je aan volumes houdt, houden gaswetten het heel eenvoudig.
PS als uw omstandigheden (druk of temperatuur anders zijn), hoeft u alleen het volume aan te passen, een ideaal gas onder die omstandigheden (het molaire volume is dichter bij 24,8 L bij 25 ° C, bijvoorbeeld e).