Περιεχόμενο
Το PPM σημαίνει "μέρη ανά εκατομμύριο". Το Ug αντιπροσωπεύει τα μικρογραμμάρια. Ένα μικρόγραμμα ισοδυναμεί με ένα εκατομμύριο γραμμάριο. Τα μέρη ανά εκατομμύριο είναι ένα διαφορετικό είδος μέτρησης πυκνότητας, συγκρίνοντας έναν τύπο μορίου με τον αριθμό όλων των μορίων στον ίδιο όγκο. Η διάκριση μεταξύ των δύο μέτρων πυκνότητας μπορεί να απεικονιστεί με τη μετατροπή της πυκνότητας του διοξειδίου του άνθρακα από τη μία μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο άλλη. Σημειώστε ότι η μετατροπή δεν είναι απλό θέμα πολλαπλασιασμού κατά έναν παράγοντα. Η μετατροπή εξαρτάται από την θερμοκρασία και την πίεση εξαρτάται.
Υποθέστε ότι οι μετρήσεις του CO2 που λαμβάνεται σε ένα συγκεκριμένο σημείο δίνουν μια ένδειξη 380 ppm.
Ας υποθέσουμε επίσης ότι ο τόπος όπου ελήφθη η ανάγνωση είναι σε κανονική πίεση και θερμοκρασία (SPT). Το SPT είναι 0 βαθμοί Κελσίου (ή 273 βαθμοί Kelvin) και 1 ατμόσφαιρα (atm) πίεσης αερίου. Μια ατμόσφαιρα πίεσης ισούται περίπου με 14,8 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (PSI), την ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας (περισσότερο ή λιγότερο).
Καθορίστε ποιος είναι ο γραμμομοριακός αριθμός, για παράδειγμα, ένα λίτρο αέρα σε αυτό το σημείο μέτρησης, κάνοντας τη λογική υπόθεση ότι το αέριο συμπεριφέρεται σαν ένα ιδανικό αέριο. Αυτή η υπόθεση σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε την ιδανική εξίσωση αερίων, PV = nRT. Για τους μη μυημένους, το Π σημαίνει την πίεση, το V για τον όγκο, το n για τον αριθμό των γραμμομορίων (mol, μια μονάδα μέτρησης μορίων) και το R είναι μια σταθερά αναλογικότητας. Το Τ είναι για απόλυτη θερμοκρασία και συνεπώς μετράται σε βαθμούς Kelvin (K). Εάν το Ρ είναι σε ατμόσφαιρες (atm) και V είναι σε λίτρα (L), τότε R ισούται με 0,08206 L_atm / K_mol.
Συνεχίζοντας με το παραπάνω παράδειγμα, το PV = nRT γίνεται 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm / K * mol) 273Κ. Οι μονάδες ακυρώνουν για να δώσουν n = 0,04464 moles.
Εφαρμόστε τον αριθμό Avagadro στη γραμμομοριακή μέτρηση για να βρείτε τον αριθμό των μορίων του αέρα στον όγκο που μας ενδιαφέρει. Ο αριθμός του Avagadro είναι, σε επιστημονική ένδειξη, 6.022x10 ^ 23 μόρια ανά γραμμομόριο, όπου η καρέτα αναφέρεται σε εκθετήρια.
Συνεχίζοντας με το παράδειγμα CO2, το η = 0,04464 moles αναφέρεται σε μόρια 0.04464x6.022x10 ^ 23 = 2.688x10 ^ 22.
Πολλαπλασιάστε τον μοριακό αριθμό με την αναλογία PPM που είναι το CO2.
Το 380 PPM σημαίνει ότι 0,0380% των μορίων στον όγκο είναι CO2. (Απλά διαιρέστε 380 με ένα εκατομμύριο για να πάρετε το ποσοστό.) 0,0380% x2,688x10 ^ 22 ισούται με 1,02x10 ^ 19 μόρια CO2.
Μετατρέψτε τον αριθμό των μορίων του CO2 στον αριθμό των γραμμομορίων, διαιρώντας τον αριθμό του Avagadro.
Συνεχίζοντας με το παράδειγμα, 1.02x10 ^ 19 / 6.022x10 ^ 23 = 1.69x10 ^ -5 moles CO2 σε ένα λίτρο αέρα.
Μετατρέψτε τον αριθμό γραμμομορίων σε γραμμάρια.
Συνεχίζοντας με το παράδειγμα CO2, το γραμμομοριακό βάρος του CO2 είναι το άθροισμα του γραμμομοριακού βάρους του μονοτονικού άνθρακα συν το διπλάσιο του μοριακού βάρους του μονοατομικού οξυγόνου, που είναι 12,0 και 16,0 γραμμάρια ανά γραμμομόριο αντίστοιχα (τα οποία μπορείτε να βρείτε στα περισσότερα περιοδικά) . Έτσι το CO2 έχει ένα γραμμομοριακό βάρος 44,0 g / mol. Έτσι 1,69x10 ^ -5 γραμμομόρια CO2 ισούται με 7,45x10-4 γραμμάρια.
Διαχωρίστε τον όγκο που καθορίσατε νωρίτερα, μετατρέπεται σε μονάδες κυβικών μέτρων.
Συνεχίζοντας με το παράδειγμα CO2, ο όγκος καθορίστηκε ως 1 λίτρο πίσω στο βήμα 3. Έτσι έχετε 7,45x10 ^ 4 γραμμάρια ανά λίτρο. Αυτό είναι 0,000745 g / L, ή 745 μg ανά λίτρο (που βρέθηκαν μόνο πολλαπλασιάζοντας το 0,000745 με ένα εκατομμύριο). Υπάρχουν χίλια λίτρα ανά κυβικό μέτρο. Έτσι η πυκνότητα γίνεται 745.000 ug ανά τετραγωνικό μέτρο. Αυτή είναι η τελική απάντησή σας.