Zawartość
- Definiowanie terminu: PPM
- Definiowanie terminu: prężność pary
- Typowe jednostki sprawozdawcze
- Obliczanie stężenia gazu: mmHg do ppm
- Obliczanie stężenia gazu: ppm do mg / m3
Wyniki zanieczyszczeń nie zawsze używają tych samych jednostek. Porównywanie raportów, gdy wyniki są wyświetlane w ppm, mg / m3 lub ppmv może być trudne. Ale konwersja między tymi jednostkami wymaga zaledwie kilku kroków i odrobiny wiedzy w tle.
Definiowanie terminu: PPM
Akronim ppm oznacza części na milion. Jedna część na milion oznacza jedną cząsteczkę substancji na milion cząstek ogółem. Części na milion odnoszą się do liczby cząstek w płynie, niezależnie od tego, czy płyn jest gazem czy płynem. Pełny akronim powinien być ppmvlub części na milion objętościowo, ale raporty często obniżają wartość v, aby zmienić z ppmv na ppm.
W glebie części na milion oznaczają części na milion według masy, w skrócie ppmm lub ppmm. W gazach części na milion są równe liczbie moli materiału (jeden mol substancji wynosi 6,022x1023 jednostki substancji). Gdy poziom dwutlenku węgla w atmosferze jest zgłaszany jako 409 ppm, atmosfera zawiera 409 moli dwutlenku węgla w milionie moli powietrza.
Odwrotna konwersja, od moli do części na milion (mol na ppm), oznacza, że liczba moli na milion moli substancji jest równa części na milion.
Części na milion, bezwymiarowa ilość i pomiar, opisują bardzo małe stężenia materiału w powietrzu lub cieczach. Nawet mniejsze ilości można zgłaszać jako części na miliard (ppb). Akronim ppt może być użyty, ale ppt może oznaczać części na tysiąc lub części na bilion.
Definiowanie terminu: prężność pary
Ciśnienie pary odnosi się do ciśnienia pary (gazu) powyżej jej fazy ciekłej lub stałej, gdy oba są w równowadze w zamkniętym pojemniku. Równowaga występuje, gdy liczba odparowanych atomów lub cząsteczek jest równa liczbie atomów lub cząsteczek kondensujących się z powrotem w ciecz lub ciało stałe.
Ciśnienie pary zmienia się bezpośrednio z temperaturą. Kiedy temperatura rośnie, ciśnienie pary wzrasta, a gdy temperatura spada, ciśnienie pary spada. Ciśnienie pary mierzy się za pomocą manometru rtęciowego.
Gdy obie strony manometru są otwarte, kolumna rtęci w rurce manometru w kształcie litery U będzie miała jednakową wysokość w każdej pionowej sekcji rurki. Zamknięty pojemnik zawierający badany materiał jest przymocowany do jednej strony rurki. Wraz ze wzrostem ciśnienia pary w zamkniętym pojemniku ciśnienie pary powoduje wypchnięcie kolumny rtęci, która następnie unosi się na otwartej stronie rurki.
Gdy ciśnienie pary ustabilizuje się, różnica poziomów rtęci po obu stronach manometru pokazuje ciśnienie pary wyrażone w milimetrach rtęci (mmHg lub torr).
Ciśnienie cząstkowe
Ciśnienie pary mierzy się, gdy obecny jest tylko jeden rodzaj gazu. Ciśnienie częściowe oznacza ciśnienie jednego gazu w mieszaninie gazów. Na przykład, gdy osoba wysadza balon, balon zawiera kilka różnych gazów, w tym dwutlenek węgla, tlen, azot, argon i parę wodną. Każdy z tych gazów wywiera częściowe ciśnienie na balon. Połączone ciśnienia cząstkowe utrzymują balon nadmuchany.
Typowe jednostki sprawozdawcze
Raportowanie środowiskowe wykorzystuje różne jednostki oparte na próbkowanym materiale. Testy glebowe podają wyniki testu jako miligramy (mg) na kilogram (kg) lub części na milion w oparciu o masę (ppmm, również zapisane ppmm). Wyniki dotyczące wody podawane są w miligramach (mg) na litr (L lub l) w oparciu o masę zanieczyszczenia w objętości wody. Zanieczyszczenie wody można również zgłosić jako mole (również zapisany jako mol) zanieczyszczenia na litr w objętości wody, reprezentowanej przez M. Wyniki z powietrza podają wyniki badań jako miligramy na metr sześcienny lub części na milion w oparciu o objętość (ppmv, również zapisany jako ppmprzeciwko).
Obliczanie stężenia gazu: mmHg do ppm
Aby przeliczyć z milimetrów rtęci na części na milion (mmHg na ppm), użyj wzoru części na milion (ppm) równa się prężności pary mierzonej w milimetrach rtęci (VP w mmHg) podzielonej przez ciśnienie atmosferyczne w milimetrach rtęci (PA w mmHg), a następnie pomnożyć przez milion (106).
Matematycznie równanie to ppmv = (VP ÷ PA) x106. Na przykład, jeśli aktualny poziom dwutlenku węgla w atmosferze jest mierzony jako 0,311 mmHg, obliczenie części na milion staje się ppm = (0,311 ÷ 760) x106 lub 409 ppm.
Aby przekonwertować ppm na ciśnienie cząstkowe, należy zmienić układ równania, aby ciśnienie pary w milimetrach rtęci było równe części na milion (ppm) pomnożonej przez ciśnienie atmosferyczne (PA), przy iloczynie produktu podzielonym przez jeden milion (106). Na przykład poziom dwutlenku węgla w atmosferze przed rewolucją przemysłową wynosił około 280 ppm. Ciśnienie pary w tym czasie można obliczyć jako PV = (ppmxPA) ÷ 106 lub VP = (280 x 760) ÷ 106= 212,800 ÷ 106 = 0,2128 lub 0,213 mmHg.
Przykłady te zakładają standardowe ciśnienie (760 mmHg).
Obliczanie stężenia gazu: ppm do mg / m3
Stężenia gazu można zgłaszać w miligramach na metr sześcienny (mg / m3) zamiast części na milion lub milimetry rtęci. Użyj wzoru na milion części równy 24,45-krotności pomiaru w miligramach na metr sześcienny, a następnie podziel przez gramową masę cząsteczkową substancji. Skorzystaj z układu okresowego, aby znaleźć gramową masę cząsteczkową (patrz Zasoby).
Na przykład, dwutlenek węgla ma gram masę cząsteczkową jednego atomu węgla, 12 plus dwa atomy tlenu, 16x2 = 32, dla całkowitej masy cząsteczkowej gram 44 (12 + 32). Jeśli dwutlenek węgla w klasie jest mierzony przy 2500 mg / m3 a dopuszczalny dwutlenek węgla wynosi 1100 ppm lub mniej, czy klasa jest bezpieczna dla dzieci? Stosując wzór, ppm = (24,45 x 2500) ÷ 44 = 61125 ÷ 44 = 1389 ppm dwutlenku węgla, pokazuje, że poziom dwutlenku węgla nie jest bezpieczny.
Liczba 24,45 w równaniu to objętość (litry) mola (gram masy cząsteczkowej) gazu lub pary, gdy ciśnienie wynosi jedną atmosferę (760 torów lub 760 mm Hg) i 25 ° C. Aby obliczyć na podstawie innego ciśnienia i / lub temperatury, wstaw objętość współczynnika konwersji równą idealnej stałej gazowej razy temperatura w stopniach Kelvina (temperatura Celsjusza plus 273).