Przeliczenie jednostek mol/dm3 na PPM

Dyskusje dotyczące szerokiego spektrum zagadnień z dziedziny chemii, a w szczególności jej podstaw, zmierzających do zrozumienia prostych relacji chemicznych
szymiq6
Posty: 1
Rejestracja: 14 wrz 2013, o 16:56

Przeliczenie jednostek mol/dm3 na PPM

Post autor: szymiq6 » 14 wrz 2013, o 17:13

Witam wszystkich forumowiczów.
Od razu na wstępie chciałbym napisać, iż nie jestem chemikiem, ani też nie mam dużo do czynienia z chemią. Jestem z zawodu elektronikiem i przyszło mi się zderzyć z pewnym zagadnieniem.

Otóż projektując system do badania koncentracji związków atmosfery, oparty na urządzeniu optoelektronicznym potrzebuję napisać program, który będzie realizował konwersję jednostek z mol/dm3 na PPM oraz odwrotnie. Chodzi o badanie stężeń NO2, SO2, O3, CO i Benzenu. Nie wiem jak się do tego zabrać, czy będę musiał znać również stężenie pozostałych związków w badanym obszarze, aby dokonać konwersji?

Przeszukałem internet, gdzie znalazłem metody konwersji ze stężenia molowego na procentowe, natomiast nie takie jak potrzebuję. Nie chcę zagłębiać się mocniej w to zagadnienie, ucząc się podstaw konwersji chemicznych itp, ponieważ nigdy nie byłem dobry z chemii, ani też nie mam zbytnio czasu, aby rozbijać ten temat na czynniki pierwsze i analizując jak to się robi. Wolałbym, aby ktoś obeznany mnie nakierował

Pozdrawiam
Szymon

Adax82
Moderator
Posty: 1519
Rejestracja: 2 lis 2013, o 19:42

Re: Przeliczenie jednostek mol/dm3 na PPM

Post autor: Adax82 » 4 lis 2013, o 14:40

Choć długo po czasie to odpowiadam, bo może ktoś jeszcze zechce zaznajomić się z tym problemem.
Akurat co do gazów to zasadniczo używa się jednostki vpm ( volume per million ) a nie ppm ( part per million ). vpm zajmuje się objętościami zaś ppm masami. Jest tak dlatego gazy w przeciwieństwie do ciał stałych i cieczy są rozciągliwe z uwagi na działanie ciśnienia czy temperatury czy obu na raz.
Przykład:
W próbce czystego technicznie tlenu znajduje się zanieczyszczenie azotem, którego ilość w tym tlenie zmierzono jako 10 vpm. Oblicz udział molowy azotu w tym tlenie i oblicz stężenie ppm azotu.
Dla ustalenia uwagi przyjmijmy warunki normale ciśnienia i temperatury oraz objętość Vm = 22,4 dm3.
Stężenie 10 vpm oznacza, że na milion cząsteczek mieszaniny jest w niej 10 cząsteczek azotu, zatem tlenu jest 1000000 – 10 = 999990, liczonych objętościowo. Zatem tlen zajmuje objętość Vt = 999990/1000000 * 22,4 = 22,399776 dm3 zaś azot zajmuje objętość Va = 0,000224 dm3 ( sprawdź, że suma Vt + Va = 22,4 dm3 ). Z uwagi, że w warunkach normalnych 1 mol każdego gazu zajmuje objętość 22,4 dm3 to powyżej poczynione obliczenia prowadzą do rachunku, że w badanej mieszaninie jest n1 = 0,99999 mola tlenu oraz n2 = 0,00001 mola azotu. Udział molowy tlenu w tej mieszaninie wynosi Ut = 0,99999/1 = 0,99999 zaś udział molowy azotu wynosi Ua = 0,00001/1 = 0,00001, zaś suma obu udziałów Ut + Ua = 1 ( co oczywiste )
Przechodzimy na masy:
1 mol tlenu cząsteczkowego równa się 32 gramy, 1 mol azotu cząsteczkowego równa się 28 gramów. Mając ilości moli każdego z gazów obliczymy:
Mt = 32*0,99999 = 31,99968 gram, zaś Ma = 28*0,00001 = 0,00028 gram
Mamy zatem mieszaninę o masie M = 31,99968 + 0,00028 = 31,99996 gram
Łatwo obliczymy, że udział masowy azotu w tej mieszaninie wynosi:
Uma = 0,00028/31,99996 = 0,0000087 co jest 8,7 na 1000000 czyli 8,7 ppm
Widać tu także, że vpm i ppm nie korelują ze sobą ( jakkolwiek są z związku ze sobą ): dla tej mieszaniny 10 vpm oznacza 8,7 ppm

p.s. To co napisałem jest prawdziwe dla innych warunków niż normalne oraz dla objętości innej niż 22,4 dm3 – po prostu uprościłem obliczenia
I jeszcze ciekawostka: stężenie alkoholu konsumpcyjnego odnosi się do objętości a nie mas, zatem wódka 40 % zawiera 0,4 objętości czystego alkoholu i 0,6 objętości wody,

ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post