Sådan beregnes PPM fra damptryk

Indhold

• Definition af udtrykket: PPM
• Definition af udtrykket: Damptryk
• Typiske rapporteringsenheder
• Beregning af gaskoncentration: mmHg til ppm
• Beregning af gaskoncentration: ppm til mg / m3

Forurenende resultater bruger ikke altid de samme enheder. Sammenligning af rapporter, når resultaterne vises i ppm, mg / m³ eller ppmv kan være udfordrende. Men konvertering mellem disse enheder kræver kun et par trin og lidt baggrundsviden.

Definition af udtrykket: PPM

Forkortelsen ppm betyder dele pr. million. En del pr. Million betyder en partikel af et stof blandt en million partikler. Dele pr. Million henviser til antallet af partikler i en væske, uanset om væsken er gas eller væske. Det fulde forkortelse skal være ppmv, eller dele pr. million volumen, men rapporter slipper ofte v for at skifte fra ppmv til ppm.

I jord betyder dele pr. Million dele per million efter masse, forkortet ppmm eller ppm_m. I gasser er dele pr. Million lig med antallet af mol materiale (en mol af et stof er lig med 6.022x10²³ enheder af stoffet). Når kuldioxidniveauet i atmosfæren rapporteres som 409 ppm, indeholder atmosfæren 409 mol kuldioxid i en million mol luft.

Den omvendte konvertering, fra mol til dele pr. Million (mol til ppm), betyder, at antallet af mol pr. Million mol stof er lig med dele pr. Million.

Dele pr. Million, en dimensieløs mængde og måling, beskriver meget små koncentrationer af et materiale i luft eller væsker. Selv mindre mængder kan rapporteres som dele pr. Milliard (ppb). Forkortelsen ppt kan bruges, men ppt kan betyde dele pr. tusinde eller dele pr. billion.

Definition af udtrykket: Damptryk

Damptryk henviser til trykket af en damp (gas) over dens flydende eller faste fase, når de to er i ligevægt i en lukket beholder. Balance opstår, når antallet af fordamper atomer eller molekyler er lig med antallet af atomer eller molekyler, der kondenserer tilbage til væsken eller faststoffet.

Damptrykket ændres direkte med temperaturen. Når temperaturen stiger, stiger damptrykket, og når temperaturen falder, falder damptrykket. Damptrykket måles ved hjælp af et kviksølvmanometer.

Når begge sider af manometret er åbent, vil en søjle af kviksølv i det U-formede manometerrør have samme højde i hver lodrette sektion af røret. En lukket beholder, der indeholder det materiale, der testes, er fastgjort til den ene side af røret. Når damptrykket i den lukkede beholder stiger, skubber trykket fra dampen søjlen med kviksølv, der derefter stiger på den åbne side af røret.

Når damptrykket stabiliserer, viser forskellen i kviksølvniveauer på manometerets to sider damptrykket, rapporteret i millimeter kviksølv (mmHg eller torr).

Delvist tryk

Damptryk måles, når der kun er en type gas til stede. Delvist tryk betyder trykket af en gas i en blanding af gasser. For eksempel, når en person sprænger en ballon, indeholder ballonen flere forskellige gasser, herunder carbondioxid, ilt, nitrogen, argon og vanddamp. Hver af disse gasser påfører et delvist tryk mod ballonen. De kombinerede deltryk holder ballonen oppustet.

Typiske rapporteringsenheder

Miljørapportering bruger forskellige enheder baseret på det prøvetagede materiale. Jordtest rapporterer test som milligram (mg) pr. Kg (kg) eller dele pr. Million baseret på masse (ppmm, også skrevet ppm_m). Vandresultater rapporteres som milligram (mg) pr. Liter (L eller l), baseret på forureningsmasse i et volumen vand. Vandforurening kan også rapporteres som mol (også skrevet som mol) forurenende stof pr. liter i et volumen vand repræsenteret af M. Luftresultater rapporterer testresultaterne som milligram pr. kubikmeter eller dele pr. million baseret på volumen (ppmv, også skrevet som ppm_v).

Beregning af gaskoncentration: mmHg til ppm

For at konvertere fra millimeter kviksølv til dele pr. Million (mmHg til ppm) skal du bruge formeldelene pr. Million (ppm) svarer til damptrykket målt i millimeter kviksølv (VP i mmHg) divideret med atmosfærisk tryk i millimeter kviksølv (PA i mmHg), gang derefter med en million (10⁶).

Matematisk er ligningen ppmv = (VP ÷ PA) x10⁶. For eksempel, hvis det aktuelle atmosfæriske kuldioxidniveau måles som 0,311 mmHg, bliver beregningen af ​​dele pr. Million ppm = (0,311 ÷ 760) x10⁶ eller 409 ppm.

For at omdanne ppm til partielt tryk skal du omarrangere ligningen, så damptrykket i millimeter kviksølv er lig med dele pr. Million (ppm) ganget med atmosfæretrykket (PA), med produktet divideret med en million (10⁶). For eksempel var niveauet for den industrielle revolution i atmosfærisk kuldioxid ca. 280 ppm. Damptrykket på det tidspunkt kan beregnes som PV = (ppmxPA) ÷ 10⁶ eller VP = (280x760) ÷ 10⁶= 212.800 ÷ 106 = 0,2128 eller 0,213 mmHg.

Disse eksempler antager standardtryk (760 mmHg).

Beregning af gaskoncentration: ppm til mg / m3

Gaskoncentrationer kan rapporteres i milligram pr. Kubikmeter (mg / m3) snarere end dele pr. million eller millimeter kviksølv. Brug formeldelene pr. Million svarer til 24,45 gange målingen i milligram pr. Kubikmeter, og divider derefter med stoffets gram molekylvægt. Brug den periodiske tabel til at finde gram molekylvægt (se Ressourcer).

For eksempel har carbondioxid en gram molekylvægt på et carbonatom, 12 plus to oxygenatomer, 16x2 = 32, for en total gram molekylvægt på 44 (12 + 32). Hvis kuldioxid i et klasseværelse måles til 2.500 mg / m³ og det accepterede kuldioxid er 1.100 ppm eller mindre, er klasseværelset sikkert for børn? Brug af formlen, ppm = (24.45x2.500) ÷ 44 = 61,125 ÷ 44 = 1.389 ppm kuldioxid, viser, at kuldioxidniveauet ikke er sikkert.

Tallet 24.45 i ligningen er volumen (liter) af en mol (gram molekylvægt) af en gas eller damp, når trykket er en atmosfære (760 torr eller 760 mm Hg) og 25 ° C. For at beregne baseret på et andet tryk og / eller temperatur indsættes konverteringsfaktorvolumen lig med den ideelle gaskonstant gange temperaturen i Kelvin (Celsius temperatur plus 273).