Jag är inte särskilt bekväm med kemi och jag måste konvertera $ \ ce {CH4} $ koncentrationsvärden i $ \ pu {ppm} $ till $ \ pu {g / m3} $. Är det möjligt?
Jag har redan undersökt lite och insett att för vatten kan du anta $ \ pu {1 ppm} $ motsvarar $ \ pu {1 mg / L} = \ pu {1 g / m3} $. Men eftersom jag mäter koncentrationer i luften kanske det inte stämmer.
Jag uppskattar verkligen all hjälp. Tack!
Kommentarer
- 1 ppm är som om du har 1 del, här 1 molekyl $ \ ce {CH_4} $ i en miljon luftmolekyler. Om vi antar att luft är idealgas kan du använda Idealgasekvationen för att känna till volym av total luft och ta sedan ut värdet i $ g / m ^ 3 $ och don ' glöm inte att $ g $ representerar metanets vikt
- @Physicsapproval Tack för din hjälp! Jag har uppskattat volymen med Ideal Gas Law (förutsatt 1 mol $ CH_ {4} $) men jag ' är osäker på vad jag ska göra nästa. Ska jag dela upp volymen per molekylvikt på $ CH_ {4} $?
- Jag har provat ett annat tillvägagångssätt. Att veta att: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ ; först multiplicerade jag ppm-värdena per densiteten av (i detta fall) metan ($ 656 g / m ^ {3} $) och dem multiplicerade igen med faktorn $ (10 ^ {- 6}) $. Här är enhetsberäkningen: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ times (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. Vad tycker du?
- okej är metangasen i en blandning som jag tror antar luft då hur har du beräknat densiteten? Har du återigen använt idealgaslag här för att hitta densitet?
Svar
Jag försöker förstå ppm, för. Så vitt jag har förstått finns det olika typer av ppm, vilket i grunden är ett förhållande: det kan vara ett förhållande mellan mängden ämne, massor eller volymer.
Förutsatt att din ppm är ett molförhållande som jag gjorde detta resonemang:
Indikerar med $ n $ mängden ämne, med $ M $ molmassan och med $ V $ volymen är koncentrationen av din gas: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ och definierar $ \ mathrm {ppm} $ som: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
Använda gaslagen: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ där $ T $ är temperaturen i kelvin och $ p $ trycket i pascal, och ersätter får du:
Svar
Du behöver verkligen inte att överkomplicera saker för det här svaret.
De viktigaste sakerna som är värda att veta är att en mol av gasen i en idealisk gas (en bra uppskattning för de flesta vid standardförhållanden (0 ° C och standardatmosfärstryck)) upptar 22,4 liter volym. En blandning av gaser är inte annorlunda och för att veta vikten av den gas du vill ha behöver du bara multiplicera gasens molmassa med andelen i blandningen (ppm är andelen här).
Så varje ppm metan kommer att bidra med cirka 16/1 000 000 g till varje 22,4 liter gasblandning. Eller (justering för volymomvandlingen till kubikmeter som innehåller 1 000 liter) 44,7 * 16/1 000 000 g / kubikmeter.
Med denna formel skulle en kubikmeter ren metan väga ~ 715 g vid STP så att du bara kan arbeta med det genom att multiplicera med ppm-värdet.
Det blir bara mer komplicerat om du behöver proportioner av massa i blandningen: då måste du känna till molmassorna för alla andra komponenter. Men om du håller fast med volymerna håller gaslagarna saker och ting enkelt.
PS om dina förhållanden (tryck eller temperatur är olika) är det enda du behöver justera volymen en idealisk gas under dessa förhållanden (molvolymen är närmare 24,8 l vid 25 ° C, för exempel e).