PPM står för "delar per miljon". Ug står för mikrogram. Ett mikrogram är lika med en miljonste av ett gram. Delar per miljon är en annan typ av densitetsmått, vilket jämför en typ av molekyl med antalet molekyler i samma volym. Skillnaden mellan de två densitetsåtgärderna kan illustreras med en omvandling av koldioxiddensiteten från en enhet av densitetsmätning till den andra. Observera att konverteringen inte är en enkel fråga om att multiplicera med en faktor. Omvandlingen är istället temperatur- och tryckberoende.
Antag att mätningar av CO2 som tagits på en viss plats ger en läsning av 380 PPM.
Anta också att läget där avläsningen togs är vid standard tryck och temperatur (SPT). SPT är 0 grader Celsius (eller 273 grader Kelvin) och 1 atmosfär (Atm) av gastryck. En atmosfär av tryck är ungefär 14,8 pund per kvadrattum (PSI), atmosfärstrycket på havsnivån (mer eller mindre).
Bestäm vad molärtalet är i, säg en liter luft vid denna mätning spot, vilket gör det rimliga antagandet att gasen beter sig som en idealisk gas. Med detta antagande kan du använda den perfekta gasekvationen, PV = nRT. För de oinitierade P står för tryck, V för volym, n för antalet mol (mol; en enhet för att räkna molekyler) och R är en proportionalitetskonstant. T är för absolut temperatur och mätas därför i grader Kelvin (K). Om P är i atmosfären (atm) och V är i liter (L), är R lika med 0,08206 L_atm /K_mol.
Fortsatt med exemplet ovan blir PV = nRT 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm /K * mol) 273K. Enheterna avbryter för att ge n = 0,04464 mol.
Applicera Avagadros nummer till molärtalet för att hitta antalet molekyler av luft i volymen av intresse. Avagadros tal är i vetenskaplig notation 6,022x10 ^ 23 molekyler per mol, där caret ^ avser exponentiering.
Fortsatt med CO2-exemplet hänvisar n = 0,04464 mol till 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,688 x10 ^ 22 molekyler.
Multiplicera molekyltalet med PPM-andelen som är CO2.
380 PPM betyder att 0,0380% av molekylerna i volymen är CO2. (Dela bara 380 av en miljon för att få andelen.) 0,0380% x2,688x10 ^ 22 motsvarar 1,02x10 ^ 19 molekyler CO2.
Konvertera antalet CO2-molekyler till antalet mol, genom att dividera med Avagadros nummer.
Fortsatt med exemplet, 1,02x10 ^ 19 /6,022x10 ^ 23 = 1,69x10 ^ -5 mol CO2 i en liter luft.
Konvertera antalet mol till gram.
Fortsatt med CO2-exemplet är molvikten av CO2 summan av den molära vikten av monatomiskt kol plus två gånger molvikten av monatomiskt syre, som är respektive 12,0 respektive 16,0 gram per mol (vilket du kan hitta mest på vilket periodiskt diagram som helst). Så CO2 har en molvikt på 44,0 g /mol. Således är 1,69x10 ^ -5 mol CO2 lika med 7,45x10 ^ -4 gram.
Dela med den volym du angav tidigare, omvandlad till enheter av kubikmeter.
Fortsatt med CO2-exemplet, Volymen specificerades som 1 liter tillbaka i steg 3. Så har du 7,45 x 10 ^ -4 gram per liter. Det är 0.000745 g /L, eller 745 ug per liter (hittades bara genom att multiplicera 0,000745 med en miljon). Det finns tusen liter per kubikmeter. Så densiteten blir 745 000 ug per meter-kubad. Detta är ditt slutliga svar.
Tips
Sammanfattningsvis var beräkningarna PPM x [P /(T * R)] x molar vikt x 1000. (V satt till 1, utan förlust av allmänt.)
Varning
Var försiktig när du gör egna beräkningar att det fanns antaganden om tryck och temperatur som gjordes i början av dessa beräkningar som kanske inte gäller din situation.
