PPM significa "partes por millón". Ug significa microgramos. Un microgramo equivale a una millonésima de gramo. Partes por millón es un tipo diferente de medida de densidad, que compara un tipo de molécula con el recuento de todas las moléculas en el mismo volumen. La distinción entre las dos medidas de densidad se puede ilustrar con una conversión de la densidad de dióxido de carbono de una unidad de medida de densidad a la otra. Tenga en cuenta que la conversión no es una simple cuestión de multiplicar por un factor. En cambio, la conversión depende de la temperatura y la presión.
Supongamos que las mediciones de CO2 tomadas en un lugar determinado dan una lectura de 380 PPM.
Supongamos también que el lugar donde se tomó la lectura es a presión y temperatura estándar (SPT). SPT es 0 grados Celsius (o 273 grados Kelvin) y 1 atmósfera (atm) de presión de gas. Una atmósfera de presión equivale aproximadamente a 14,8 libras por pulgada cuadrada (PSI), la presión atmosférica al nivel del mar (más o menos).
Determine en qué consiste el conteo molar, por ejemplo, un litro de aire en esta medición spot, suponiendo razonablemente que el gas se comporta como un gas ideal. Esta suposición le permite usar la ecuación de gas ideal, PV = nRT. Para los no iniciados, P representa la presión, V para el volumen, n para el número de moles (mol, una unidad para contar moléculas), y R es una constante de proporcionalidad. T es para la temperatura absoluta, y por lo tanto se mide en grados Kelvin (K). Si P está en atmósferas (atm) y V está en litros (L), entonces R es igual a 0.08206 L_atm /K_mol.
Continuando con el ejemplo anterior, PV = nRT se convierte en 1 atm_1 L = n (0.08206 L_atm /K * mol) 273K. Las unidades se cancelan para dar n = 0.04464 moles.
Aplique el número de Avagadro a la cuenta molar para encontrar el número de moléculas de aire en el volumen de interés. El número de Avagadro es, en notación científica, 6.022x10 ^ 23 moléculas por mol, donde la referencia ^ se refiere a la exponenciación.
Continuando con el ejemplo de CO2, n = 0.04464 moles se refiere a 0.04464x6.022x10 ^ 23 = 2.688 x10 ^ 22 moléculas.
Multiplique el conteo molecular por la proporción de PPM que es CO2.
380 PPM significa que el 0.0380% de las moléculas en el volumen son CO2. (Simplemente divida 380 por un millón para obtener la proporción.) 0.0380% x2.688x10 ^ 22 es igual a 1.02x10 ^ 19 moléculas de CO2.
Convierta el número de moléculas de CO2 en el número de moles, dividiendo por Número de Avagadro.
Continuando con el ejemplo, 1.02x10 ^ 19 /6.022x10 ^ 23 = 1.69x10 ^ -5 moles de CO2 en un litro de aire.
Convierta la cantidad de moles en gramos.
Continuando con el ejemplo de CO2, el peso molar de CO2 es la suma del peso molar del carbono monoatómico más el doble del peso molar de oxígeno monatómico, que son 12.0 y 16.0 gramos por mol respectivamente (que usted puede encontrar en la mayoría de los gráficos periódicos). Entonces el CO2 tiene un peso molar de 44.0 g /mol. Entonces 1.69x10 ^ -5 moles de CO2 equivalen a 7.45x10 ^ -4 gramos.
Divida por el volumen que especificó anteriormente, convertido en unidades de metros cúbicos.
Continuando con el ejemplo de CO2, el volumen se especificó como 1 litro en el paso 3. Por lo tanto, tiene 7.45x10 ^ -4 gramos por litro. Eso es 0.000745 g /L, o 745 ug por litro (se encuentra multiplicando el 0.000745 por un millón). Hay mil litros por metro cúbico. Entonces la densidad se vuelve 745,000 ug por metro cúbico. Esta es su respuesta final.
Consejo
En resumen, los cálculos fueron PPM x [P /(T * R)] x peso molar x 1000. (V se estableció igual a 1, sin pérdida de generalidad.)
Advertencia
Tenga cuidado al hacer sus propios cálculos de que hubo suposiciones sobre la presión y la temperatura realizadas al inicio de estos cálculos que pueden no aplicarse a su situación.
