Innhold
PPM står for “deler per million.” Ug står for mikrogram. Et mikrogram tilsvarer en milliondel gram. Deler per million er et annet type tetthetsmål, og sammenligner en type molekyl med antallet av alle molekylene i samme volum. Skillet mellom de to tetthetsmålingene kan illustreres med en konvertering av karbondioksid-tettheten fra en enhet for tetthetsmåling til den andre. Merk at konverteringen ikke er en enkel sak å multiplisere med en faktor. Konverteringen er i stedet temperatur- og trykkavhengig.
Anta at målinger av CO2 tatt på et bestemt sted gir en avlesning på 380 PPM.
Anta også at stedet der avlesningen ble tatt er ved standardtrykk og temperatur (SPT). SPT er 0 grader Celsius (eller 273 grader Kelvin) og 1 atmosfære (atm) gasstrykk. En trykkatmosfære tilsvarer ca. 14,8 pund per kvadrat tomme (PSI), det atmosfæriske trykket ved havnivået (mer eller mindre).
Bestem hva moltallet er i, for eksempel, en liter luft på dette målepunktet, og gjør den rimelige antagelsen om at gassen oppfører seg som en ideell gass. Denne antagelsen lar deg bruke den ideelle gassligningen, PV = nRT. For de uinnvidde står P for trykk, V for volum, n for antall mol (mol; en enhet for telling av molekyler), og R er en proporsjonalitetskonstant. T er for absolutt temperatur, og derfor målt i grader Kelvin (K). Hvis P er i atmosfærer (atm) og V er i liter (L), er R lik 0,08206 L_atm / K_mol.
Fortsetter vi med eksemplet ovenfor, blir PV = nRT 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm / K * mol) 273K. Enhetene avbrytes for å gi n = 0,04464 mol.
Bruk Avagadros tall på moltallet for å finne antall molekyler av luft i volumet av interesse. Avagadros antall er i vitenskapelig notasjon 6.022x10 ^ 23 molekyler per mol, der caret ^ refererer til eksponentiering.
Fortsetter med CO2-eksemplet, refererer n = 0,04464 mol til 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,668x10 ^ 22 molekyler.
Multipliser molekyltallet med PPM-andelen som er CO2.
380 PPM betyr 0,0380% av molekylene i volumet er CO2. (Del bare 380 med en million for å få andelen.) 0,0380% x2.688x10 ^ 22 tilsvarer 1.02x10 ^ 19 molekyler CO2.
Konverter antall CO2-molekyler til antall mol ved å dele med Avagadros antall.
Fortsetter med eksemplet, 1,02x10 ^ 19 / 6.022x10 ^ 23 = 1,69x10 ^ -5 mol CO2 i en liter luft.
Konverter antall føflekker til gram.
Fortsetter med CO2-eksemplet, er molvekten av CO2 summen av molvekten av monatomisk karbon pluss to ganger molvekten av monatomisk oksygen, som er henholdsvis 12,0 og 16,0 gram per mol (som du finner på et hvilket som helst periodisk diagram) . Så CO2 har en molvekt på 44,0 g / mol. Så 1,69x10 ^ -5 mol CO2 tilsvarer 7,45x10 ^ -4 gram.
Del med volumet du spesifiserte tidligere, konvertert til enheter på kubikk.
Fortsett med CO2-eksemplet ble volumet spesifisert som 1 liter tilbake i trinn 3. Så du har 7,45x10 ^ -4 gram per liter. Det er 0,000745 g / L, eller 745 ug per liter (funnet bare ved å multiplisere 0,000745 med en million). Det er tusen liter per kubikk. Så tettheten blir 745 000 ug per meter kubikk. Dette er ditt endelige svar.