Bagaimana Menghitung PPM Daripada Tekanan Wap

Kandungan

• Menetapkan Jangka Masa: PPM
• Menetapkan Terma: Tekanan Wap
• Unit Pelaporan Biasa
• Pengiraan Kepekatan Gas: mmHg hingga ppm
• Pengiraan Kepekatan Gas: ppm hingga mg / m3

Keputusan pencemar tidak selalu menggunakan unit yang sama. Membandingkan laporan apabila keputusan ditunjukkan dalam ppm, mg / m³ atau ppmv boleh mencabar. Tetapi menukar antara unit-unit ini memerlukan hanya beberapa langkah dan pengetahuan latar belakang yang sedikit.

Menetapkan Jangka Masa: PPM

Akronim ppm bermakna bahagian per juta. Satu bahagian per juta bermakna satu zarah bahan di antara sejuta zarah keseluruhan. Bahagian per juta merujuk kepada bilangan zarah dalam bendalir, sama ada cecair adalah gas atau cecair. Akronim penuh hendaklah ppmv, atau bahagian per juta mengikut jumlah, tetapi laporan sering menurunkan v untuk berubah dari ppmv ke ppm.

Dalam tanah, bahagian per juta bermakna bahagian per juta oleh massa, disingkat ppmm atau ppm_m. Dalam gas, bahagian per juta sama dengan jumlah tahi bahan (satu mol bahan yang sama dengan 6.022x10²³ unit bahan). Apabila tahap karbon dioksida di atmosfer dilaporkan sebagai 409 ppm, atmosfera mengandungi 409 mol karbon dioksida dalam satu juta tahi udara.

Penukaran balik, dari tahi lalat ke bahagian per juta (mol hingga ppm), bermakna bilangan tahi lalat per juta tahi bahan sama dengan bahagian per juta.

Bahagian per juta, kuantiti dan pengukuran tanpa dimensi, menerangkan kepekatan bahan yang sangat kecil di dalam udara atau cecair. Bahkan jumlah yang lebih kecil mungkin dilaporkan sebagai bahagian per bilion (ppb). Ppt akronim boleh digunakan tetapi ppt boleh bermakna bahagian seribu atau bahagian per trilion.

Menetapkan Terma: Tekanan Wap

Tekanan wap merujuk kepada tekanan wap (gas) di atas fasa cecair atau pepejal apabila keduanya berada dalam keseimbangan dalam bekas tertutup. Keseimbangan berlaku apabila bilangan atom atau molekul menguap sama dengan bilangan atom atau molekul yang condensing kembali ke cecair atau pepejal.

Tekanan wap berubah terus dengan suhu. Apabila suhu meningkat, tekanan wap meningkat dan apabila suhu berkurangan, tekanan wap menurun. Tekanan wap diukur menggunakan manometer merkuri.

Apabila kedua-dua belah manometer terbuka, tiang merkuri di tiub manometer berbentuk U akan mempunyai ketinggian yang sama di setiap bahagian tegak tiub. Bekas tertutup yang mengandungi bahan yang diuji dilekatkan pada satu sisi tiub. Apabila tekanan wap dalam bekas tertutup bertambah, tekanan dari wap menolak tiang merkuri yang kemudiannya naik pada bahagian terbuka tiub.

Apabila tekanan wap stabil, perbezaan dalam paras merkuri pada kedua-dua belah manometer menunjukkan tekanan wap, yang dilaporkan dalam milimeter merkuri (mmHg atau torr).

Tekanan separa

Tekanan wap diukur apabila hanya satu jenis gas yang hadir. Tekanan separa bermaksud tekanan satu gas dalam campuran gas. Contohnya, apabila seseorang meletupkan belon, belon mengandungi beberapa gas yang berbeza termasuk karbon dioksida, oksigen, nitrogen, argon dan wap air. Setiap gas ini menggunakan tekanan separa terhadap belon. Tekanan separa gabungan mengekalkan belon yang dinaikkan.

Unit Pelaporan Biasa

Pelaporan alam sekitar menggunakan unit yang berlainan berdasarkan sampel bahan. Ujian tanah ujian ujian sebagai miligram (mg) per kilogram (kg) atau bahagian per juta berdasarkan massa (ppmm, juga ditulis ppm_m). Hasil air melaporkan sebagai miligram (mg) seliter (L atau l), berdasarkan massa pencemar dalam jumlah air. Pencemaran air juga boleh dilaporkan sebagai tahi lalat (juga ditulis sebagai mol) pencemar per liter dalam jumlah air, diwakili oleh hasil M. Air melaporkan keputusan ujian sebagai miligram per meter padu atau bahagian per juta berdasarkan isipadu (ppmv, juga ditulis sebagai ppm_v).

Pengiraan Kepekatan Gas: mmHg hingga ppm

Untuk menukar dari milimeter merkuri ke bahagian per juta (mmHg hingga ppm), gunakan bahagian formula per juta (ppm) sama dengan tekanan wap yang diukur dalam milimeter merkuri (VP dalam mmHg) dibahagikan dengan tekanan atmosfera dalam milimeter merkuri (PA dalam mmHg), kemudian pulih sebanyak satu juta (10⁶).

Matematik, persamaannya adalah ppmv = (VP ÷ PA) x10⁶. Contohnya, jika paras karbon dioksida semasa atmosfera diukur sebagai 0.311 mmHg, bahagian per juta pengiraan menjadi ppm = (0.311 ÷ 760) x10⁶ atau 409 ppm.

Untuk menukar ppm kepada tekanan separa, susun semula persamaan supaya tekanan wap dalam milimeter merkuri sama dengan bahagian per juta (ppm) didarab dengan tekanan atmosfera (PA), dengan produk yang dibahagikan dengan satu juta (10⁶). Misalnya, Revolusi pra-Perindustrian tahap karbon dioksida atmosfera adalah kira-kira 280 ppm. Tekanan wap pada masa itu boleh dikira sebagai PV = (ppmxPA) ÷ 10⁶ atau VP = (280x760) ÷ 10⁶= 212,800 ÷ 106 = 0.2128 atau 0.213 mmHg.

Contoh-contoh ini menganggap tekanan piawai (760 mmHg).

Pengiraan Kepekatan Gas: ppm hingga mg / m3

Kepekatan gas boleh dilaporkan dalam miligram per meter padu (mg / m3) dan bukannya bahagian per juta atau milimeter merkuri. Gunakan bahagian formula satu juta sama dengan 24.45 kali ukuran dalam miligram setiap meter padu, kemudian bahagikan dengan berat molekul gram bahan tersebut. Gunakan jadual berkala untuk mencari berat molekul gram (lihat Sumber).

Sebagai contoh, karbon dioksida mempunyai berat molekul gram satu atom karbon, 12, ditambah dua atom oksigen, 16x2 = 32, untuk berat molekul total 44 (12 + 32). Jika karbon dioksida di dalam bilik darjah diukur pada 2,500 mg / m³ dan karbon dioksida yang boleh diterima ialah 1,100 ppm atau kurang, apakah bilik darjah selamat untuk kanak-kanak? Menggunakan formula, ppm = (24.45x2,500) ÷ 44 = 61,125 ÷ 44 = 1,389 ppm karbon dioksida, menunjukkan paras karbon dioksida tidak selamat.

Nombor 24.45 dalam persamaan ialah isipadu (liter) mole (berat molekul gram) gas atau wap apabila tekanan adalah satu atmosfera (760 torr atau 760 mm Hg) dan 25 ° C. Untuk mengira berdasarkan tekanan dan / atau suhu yang berbeza, masukkan jumlah faktor penukaran sama dengan suhu kali pemalar gas ideal di Kelvin (suhu Celsius ditambah 273).