Ich bin mit Chemie nicht sehr vertraut und muss die Konzentrationswerte von $ \ ce {CH4} $ in $ \ pu {ppm} $ in $ konvertieren \ pu {g / m3} $. Ist das möglich?
Ich habe bereits ein wenig recherchiert und festgestellt, dass für Wasser $ \ pu {1 ppm} $ gleich $ \ pu {1 mg sein kann / L} = \ pu {1 g / m3} $. Aber da ich Konzentrationen in der Luft messe, ist dies möglicherweise nicht korrekt.
Ich freue mich über jede Hilfe. Danke!
Kommentare
- 1 ppm entspricht 1 Teil, hier 1 Molekül $ \ ce {CH_4} $ in einer Million Luftmolekülen. Wenn wir davon ausgehen, dass Luft ein ideales Gas ist, können Sie die ideale Gasgleichung verwenden, um das zu kennen Volumen der Gesamtluft und dann Wert in $ g / m ^ 3 $ herausnehmen und ' nicht vergessen, dass $ g $ das Gewicht von Methan darstellt
- @Physicsapproval Vielen Dank für Ihre Hilfe! Ich habe das Volumen anhand des Idealgasgesetzes geschätzt (unter der Annahme von 1 Mol $ CH_ {4} $), bin mir jedoch nicht sicher, was ich als Nächstes tun soll '. Sollte ich das Volumen durch das Molekulargewicht von $ CH_ {4} $ teilen?
- Ich habe einen anderen Ansatz versucht. Ich weiß, dass: $ 1 ppm = 1 \ frac {\ mu g} {g} $ Zuerst multiplizierte ich die ppm-Werte mit der Dichte von (in diesem Fall) Methan ($ 656 g / m ^ {3} $) und sie multiplizierten sie erneut mit dem Faktor $ (10 ^ {- 6}) $. Hier s die Einheitenberechnung: $ \ frac {\ mu g} {g} \ times \ frac {g} {m ^ {3}} = \ frac {\ mu g} {m ^ {3 }} \ times (10 ^ {- 6}) = \ frac {g} {m ^ {3}} $. Was denkst du?
- Okay, ist das Methangas in einem Gemisch, von dem ich glaube, dass es Luft annimmt? Wie haben Sie dann die Dichte berechnet? Haben Sie hier wieder das ideale Gasgesetz verwendet, um die Dichte zu ermitteln?
Antwort
Ich versuche, ppm zu verstehen. auch. Soweit ich verstanden habe, gibt es verschiedene Arten von ppm, was im Grunde genommen ein Verhältnis ist: Es kann ein Verhältnis der Menge an Substanz, Masse oder Volumen sein.
Angenommen, Ihre ppm sind ein Molverhältnis, das ich gemacht habe Diese Argumentation:
Angabe mit $ n $ der Substanzmenge mit $ M $ die Molmasse und mit $ V $ dem Volumen beträgt die Konzentration Ihres Gases: $$ c = \ frac {n_ \ mathrm {gas} \ cdot M} {V}, $$ und Definieren des $ \ mathrm {ppm} $ als: $$ \ mathrm {ppm} = \ frac {n_ \ mathrm {gas}} {n_ \ mathrm {total}} \ cdot 10 ^ 6. $$
Verwenden des Gasgesetzes: $$ n_ \ mathrm {tot} = \ frac {p \ cdot V} {R \ cdot T}, $$ wobei $ T $ ist die Temperatur in Kelvin und $ p $ der Druck in Pascal, und durch Ersetzen erhalten Sie:
Antwort
Das brauchen Sie wirklich nicht um die Dinge für diese Antwort zu komplizieren.
Die wichtigsten Dinge, die es zu wissen gilt, sind, dass in einem idealen Gas (eine gute Annäherung für die meisten unter Standardbedingungen (0 ° C und normaler atmosphärischer Druck)) ein Mol des Gases benötigt wird 22,4 l Volumen einnehmen. Ein Gasgemisch ist nicht anders und um das Gewicht des gewünschten Gases zu kennen, müssen Sie nur die Molmasse des Gases mit dem Anteil im Gemisch multiplizieren (ppm ist hier das Verhältnis).
Jeder ppm Methan trägt also etwa 16 / 1.000.000 g zu jeweils 22,4 l des Gasgemisches bei. Oder (angepasst an die Volumenumrechnung in Kubikmeter, die 1.000 l enthalten) 44,7 * 16 / 1.000.000 g / Kubikmeter.
Nach dieser Formel würde ein Kubikmeter reines Methan bei STP ~ 715 g wiegen, sodass Sie damit arbeiten können, indem Sie mit dem ppm-Wert multiplizieren.
Es wird nur komplizierter, wenn Sie Proportionen benötigen nach Masse in der Mischung: Dann müssen Sie die Molmassen aller anderen Komponenten kennen. Wenn Sie sich jedoch an die Volumina halten, halten die Gasgesetze die Dinge wirklich einfach.
PS Wenn Ihre Bedingungen (Druck oder Temperatur unterschiedlich sind), müssen Sie nur das Volumen einstellen, das unter diesen Bedingungen ein ideales Gas ist (das Molvolumen liegt beispielsweise bei 25 ° C näher bei 24,8 l) e).