Kako izračunati PPM iz parnega tlaka

Vsebina

• Določitev izraza: PPM
• Določitev izraza: parni tlak
• Tipične enote za poročanje
• Izračun koncentracije plina: mmHg v ppm
• Izračun koncentracije plina: ppm do mg / m3

Rezultati onesnaževanja ne uporabljajo vedno istih enot. Primerjava poročil, ko so rezultati prikazani v ppm, mg / m³ ali ppmv je lahko izziv. Toda za pretvorbo med temi enotami je potrebnih le nekaj korakov in malo osnovnega znanja.

Določitev izraza: PPM

Akronim ppm pomeni dele na milijon. En del na milijon pomeni en del snovi v milijonu skupnih delcev. Del na milijon se nanaša na število delcev v tekočini, ne glede na to, ali je tekočina plin ali tekočina. Celotna kratica bi morala biti ppmvali delov na milijon po prostornini, vendar poročila pogosto spustijo v, da se spremeni iz ppmv v ppm.

V tleh deli na milijon pomenijo deleže na milijon mase, okrajšano ppmm ali ppm_m. V plinih je deleži na milijon enako številu molov materiala (en mol snovi je 6.022x10²³ enote snovi). Ko je raven ogljikovega dioksida v atmosferi 409 ppm, vsebuje 409 molov ogljikovega dioksida v milijonu molov zraka.

Obratna pretvorba iz molov v dele na milijon (mol v ppm) pomeni, da je število molov na milijon molov snovi enako na dele na milijon.

Del na milijon, brezdimenzijska količina in meritev, opisuje zelo majhne koncentracije materiala v zraku ali tekočinah. Še manjše količine se lahko poročajo kot deli na milijardo (ppb). Uporablja se lahko akronim ppt, vendar ppt lahko pomenijo dele na tisoč ali dele na trilijone.

Določitev izraza: parni tlak

Parni tlak se nanaša na tlak pare (plina) nad njeno tekočo ali trdno fazo, ko sta oba v ravnovesju v zaprti posodi. Ravnotežje se pojavi, ko je število izhlapevanja atomov ali molekul enako število atomov ali molekul, ki se kondenzirajo nazaj na tekočino ali trdno snov.

Parni tlak se neposredno spreminja s temperaturo. Ko se temperatura poveča, se parni tlak poveča in ko se temperatura zniža, se zniža parni tlak. Parni tlak se meri z živosrebrnim manometrom.

Ko sta odprti obe strani manometra, bo imel stolpec živega srebra v cevi manometra v obliki črke U enako višino na vsakem pokončnem delu cevi. Na eno stran cevi je pritrjena zaprta posoda z materialom, ki se preskuša. Ko se parni tlak v zaprti posodi povečuje, tlak iz hlapov potisne stolpec živega srebra, ki se nato dvigne na odprti strani cevi.

Ko se parni tlak stabilizira, se razlika v vrednostih živega srebra na obeh straneh manometra pokaže parni tlak, ki je naveden v milimetrih živega srebra (mmHg ali torr).

Delni tlak

Parni tlak se meri, kadar je prisotna samo ena vrsta plina. Delni tlak pomeni tlak enega plina v mešanici plinov. Na primer, ko človek napihne balon, vsebuje več različnih plinov, vključno z ogljikovim dioksidom, kisikom, dušikom, argonom in vodno paro. Vsak od teh plinov izvaja delni pritisk na balon. Kombinirani parcialni pritiski ohranjajo napihnjenost balona.

Tipične enote za poročanje

Okoljsko poročanje uporablja različne enote na podlagi vzorčenega materiala. Testi v tleh poročajo o preizkusu kot miligrami (mg) na kilogram (kg) ali dele na milijon glede na maso (v ppmm, zapisano tudi v ppm_m). Rezultati vode poročajo kot miligrami (mg) na liter (L ali l) glede na maso onesnaževala v količini vode. O onesnaževanju vode se lahko poroča tudi kot moli (zapisano tudi kot mol) onesnaževala na liter v prostornini vode, ki ga predstavlja M. Air rezultati poročajo o rezultatih preskusov kot miligrami na kubični meter ali dele na milijon glede na prostornino (ppmv, zapisan tudi kot ppm_v).

Izračun koncentracije plina: mmHg v ppm

Za pretvorbo iz milimetrov živega srebra v dele na milijon (mmHg v ppm) uporabite formulo dele na milijon (ppm), enak parni tlak, izmerjen v milimetrih živega srebra (VP v mmHg), deljen z atmosferskim tlakom v milimetrih živega srebra (PA v mmHg), nato pomnožite z milijonom (10⁶).

Matematično je enačba ppmv = (VP ÷ PA) x10⁶. Če na primer merimo trenutno raven ogljikovega dioksida v atmosferi 0,311 mmHg, izračun delov na milijon postane ppm = (0,311 ÷ 760) x10⁶ ali 409 ppm.

Za pretvorbo ppm v delni tlak preuredite enačbo tako, da je parni tlak v milimetrih živega srebra enak dele na milijon (ppm), pomnožen z atmosferskim tlakom (PA), z izdelkom, razdeljenim na milijon (10⁶). Na primer, raven ogljikovega dioksida v industriji je bila približno 280 ppm. Takrat parni tlak lahko izračunamo kot PV = (ppmxPA) ÷ 10⁶ ali VP = (280x760) ÷ 10⁶= 212,800 ÷ 106 = 0,2128 ali 0,213 mm Hg.

Ti primeri predpostavljajo standardni tlak (760 mmHg).

Izračun koncentracije plina: ppm do mg / m3

O koncentracijah plina je mogoče poročati v miligramih na kubični meter (mg / m3) namesto delov na milijon ali milimetrov živega srebra. Uporabite dele formule na milijon, kar je 24,45-kratno od meritve v miligramih na kubični meter, nato jih razdelite z gram molekularno maso snovi. Z periodično tabelo poiščite gram molekularno maso (glejte Viri).

Na primer, ogljikov dioksid ima gram molekularne mase enega atoma ogljika, 12, plus dva atoma kisika, 16x2 = 32, za skupno gramsko molekulsko maso 44 (12 + 32). Če ogljikov dioksid v razredu izmerimo 2500 mg / m³ in sprejemljiv ogljikov dioksid 1100 ppm ali manj, ali je učilnica varna za otroke? Z uporabo formule ppm = (24,45x2,500) ÷ 44 = 61,125 ÷ 44 = 1,389 ppm ogljikovega dioksida kaže, da raven ogljikovega dioksida ni varna.

Število 24,45 v enačbi je prostornina (litrov) mol (gram molekulske mase) plina ali hlapov, kadar je tlak ena atmosfera (760 torr ali 760 mm Hg) in 25 ° C. Če želite izračunati na podlagi drugačnega tlaka in / ali temperature, vstavite prostornino pretvorbe, ki je enaka idealni stalni vrednosti plina v Kelvinu (temperatura Celzija plus 273).