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
Przeliczenie jednostek mol/dm3 na PPM
Re: Przeliczenie jednostek mol/dm3 na PPM
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,
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,
-
- Podobne tematy
- Odpowiedzi
- Odsłony
- Ostatni post
-
-
przeliczenie transmisji na absorbancję
autor: martynamonika » 17 paź 2014, o 15:59 » w Fizyka i astronomia - 5 Odpowiedzi
- 1717 Odsłony
-
Ostatni post autor: martynamonika
19 paź 2014, o 21:36
-
-
- 2 Odpowiedzi
- 3138 Odsłony
-
Ostatni post autor: Hipstęł
23 kwie 2014, o 15:34
-
- 0 Odpowiedzi
- 1733 Odsłony
-
Ostatni post autor: gajus21
15 mar 2015, o 09:42
-
- 3 Odpowiedzi
- 4781 Odsłony
-
Ostatni post autor: Adax82
5 maja 2014, o 18:24
-
-
oblicz liczbę jednostek aktywności enzymatycznej w X mikrolitrach próby nałożonej na żel
autor: kinga342 » 3 lis 2018, o 13:15 » w Chemia w szkole i na studiach - 0 Odpowiedzi
- 3489 Odsłony
-
Ostatni post autor: kinga342
3 lis 2018, o 13:15
-
Kto jest online
Użytkownicy przeglądający to forum: Google Adsense [Bot] i 8 gości