Innehåll
PPM står för “delar per miljon.” Ug står för mikrogram. Ett mikrogram motsvarar en miljondel gram. Delar per miljon är en annan typ av densitetsmätning, jämför en typ av molekyl med räkningen av alla molekyler i samma volym. Skillnaden mellan de två densitetsmåtten kan illustreras med en omvandling av koldioxiddensiteten från en enhet för densitetsmätning till den andra. Observera att konverteringen inte är en enkel fråga om att multiplicera med en faktor. Konverteringen är istället temperatur- och tryckberoende.
Anta att mätningar av koldioxid som gjorts på en viss plats ger en avläsning på 380 PPM.
Anta också att platsen där avläsningen gjordes är vid standardtryck och temperatur (SPT). SPT är 0 grader Celsius (eller 273 grader Kelvin) och 1 atmosfär (atm) gastryck. En tryckatmosfär är ungefär 14,8 pund per kvadrat tum (PSI), atmosfärstrycket vid havsnivån (mer eller mindre).
Bestäm vad det molära antalet är i, till exempel, en liter luft på denna mätplats, med det rimliga antagandet att gasen uppför sig som en idealisk gas. Med detta antagande kan du använda den ideala gasekvationen, PV = nRT. För de oinitierade står P för tryck, V för volym, n för antalet mol (mol; en enhet för att räkna molekyler), och R är en proportionalitetskonstant. T är för absolut temperatur och mäts därför i grader Kelvin (K). Om P är i atmosfärer (atm) och V är i liter (L), är R lika med 0,08206 L_atm / K_mol.
Fortsatt med exemplet ovan blir PV = nRT 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm / K * mol) 273K. Enheterna avbryter och ger n = 0,04464 mol.
Använd Avagadros antal på det molära antalet för att hitta antalet molekyler av luft i volymen av intresse. Avagadros antal är, i vetenskaplig notering, 6.022x10 ^ 23 molekyler per mol, där caret ^ hänvisar till exponentiering.
Fortsatt med CO2-exemplet hänvisar n = 0,04464 mol till 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,668x10 ^ 22 molekyler.
Multiplicera det molekylära antalet med PPM-andelen som är CO2.
380 PPM betyder 0,0380% av molekylerna i volymen är CO2. (Dela bara 380 med en miljon för att få andelen.) 0,0380% x2,688x10 ^ 22 är lika med 1,02x10 ^ 19 molekyler CO2.
Konvertera antalet koldioxidmolekyler till antalet mol genom att dela med Avagadros antal.
Fortsätter med exemplet, 1,02x10 ^ 19 / 6.022x10 ^ 23 = 1,69x10 ^ -5 mol CO2 i en liter luft.
Konvertera antalet mol i gram.
Fortsatt med CO2-exemplet är den molära vikten av CO2 summan av den molära vikten av monatomiskt kol plus två gånger den molära vikten av monatomiskt syre, som är 12,0 respektive 16,0 gram per mol (som du kan hitta på de flesta periodiska diagram) . Så CO2 har en molvikt på 44,0 g / mol. Så 1,69x10 ^ -5 mol CO2 motsvarar 7,45x10 ^ -4 gram.
Dela med volymen som du angav tidigare, omvandlad till kubikmeter.
Fortsatt med CO2-exemplet specificerades volymen som 1 liter tillbaka i steg 3. Så du har 7,45x10 ^ -4 gram per liter. Det är 0,000745 g / L eller 745 ug per liter (hittas bara genom att multiplicera 0,000745 med en miljon). Det finns tusen liter per kubikmeter. Så densiteten blir 745 000 ug per meterkub. Detta är ditt slutliga svar.