Nu sunt foarte confortabil cu chimia și trebuie să convertesc valorile concentrației $ \ ce {CH4} $ în $ \ pu {ppm} $ în $ \ pu {g / m3} $. Este posibil?
Am cercetat deja puțin și am realizat că pentru apă poți presupune că $ \ pu {1 ppm} $ este egal cu $ \ pu {1 mg / L} = \ pu {1 g / m3} $. Dar, din moment ce măsoară concentrațiile în aer, acest lucru s-ar putea să nu fie corect.
Apreciez cu adevărat orice ajutor. Mulțumesc!
Comentarii
- 1 ppm este ca și cum ai avea o parte, aici 1 moleculă de $ \ ce {CH_4} $ într-un milion de molecule de aer. Dacă presupunem că aerul este gaz ideal, atunci poți folosi ecuația gazului ideal pentru a cunoaște volumul de aer total și apoi scoateți valoarea în $ g / m ^ 3 $ și nu ' nu uitați că $ g $ reprezintă greutatea metanului
- @Physicsapproval Vă mulțumim pentru ajutor! Am estimat volumul folosind Legea gazelor ideale (presupunând 1 mol de $ CH_ {4} $), dar ' nu sunt sigur ce să fac în continuare. Ar trebui să împart volumul menționat la greutatea moleculară de $ CH_ {4} $?
- Am încercat o abordare diferită. Știind că: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ ; mai întâi, am înmulțit valorile ppm pe densitatea (în acest caz) metan ($ 656 g / m ^ {3} $) și le-am înmulțit din nou cu factorul $ (10 ^ {- 6}) $. Aici calculează unitățile: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ times (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. Ce crezi?
- Bine este gazul metan dintr-un amestec, cred că presupunând aer, cum ai calculat densitatea? Din nou, ați folosit legea gazelor ideale aici pentru a găsi densitatea?
Răspuns
Încerc să înțeleg ppm, de asemenea. Din câte am înțeles, există diferite tipuri de ppm, care este practic un raport: poate fi un raport între cantitatea de substanță, mase sau volume.
Presupunând că ppm-ul dvs. este un raport molar pe care l-am făcut acest raționament:
Indicarea cu $ n $ cantitatea de substanță, cu $ M $ masa molară și cu $ V $ volumul, concentrația gazului dvs. este: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ și definirea $ \ mathrm {ppm} $ ca: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
Utilizarea legii gazelor: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ unde $ T $ este temperatura în kelvin și $ p $ presiunea în pascal și, înlocuind, obțineți:
Răspunde
Chiar nu ai nevoie pentru a complica excesiv lucrurile pentru acest răspuns.
Lucrurile cheie demne de știut sunt că într-un gaz ideal (o bună aproximare pentru majoritatea în condiții standard (0 ° C și presiune atmosferică standard)) un mol de gaz va ocupă 22,4 L de volum. Un amestec de gaze nu este diferit și pentru a cunoaște greutatea gazului pe care îl doriți, trebuie doar să înmulțiți masa molară a gazului cu proporția din amestec (ppm este proporția aici).
Deci, fiecare ppm de metan va contribui cu aproximativ 16 / 1.000.000 g la fiecare 22.4L din amestecul gazos. Sau (ajustarea pentru conversia volumului în metri cubi care conțin 1.000 L) 44.7 * 16 / 1.000.000 g / metru cub.
Prin această formulă, un metru cub de metan pur cântărește ~ 715g la STP, astfel încât să puteți lucra cu asta înmulțind cu valoarea ppm.
Devine mai complicat doar dacă aveți nevoie de proporții după masă în amestec: atunci trebuie să cunoașteți masele molare ale tuturor celorlalte componente. Dar, dacă rămâneți cu volume, legile gazelor păstrează lucrurile foarte simple.
PS dacă condițiile dvs. (presiunea sau temperatura sunt diferite), singurul lucru pe care trebuie să-l reglați este volumul unui gaz ideal în aceste condiții (volumul molar este mai aproape de 24,8 L la 25 ° C, de exemplu e).