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Ppm significa "parti per milione". Ug significa microgrammi. Un microgrammo è un milionesimo di grammo. Parti per milione è un diverso tipo di misurazione della densità, che confronta un tipo di molecola con il conteggio di tutte le molecole dello stesso volume. La distinzione tra le due unità di misura della densità può essere illustrata convertendo la densità dell'anidride carbonica da un'unità di misura della densità a un'altra. Nota che la conversione non è solo una semplice questione di moltiplicazione per un fattore; dipende dalla pressione e dalla temperatura.
Passo 1
Supponiamo che le letture di CO2 prese a un certo punto forniscano una lettura di 380 parti per milione.
Passo 2
Supponiamo inoltre che il luogo in cui è stata effettuata la lettura sia nel CNTP. Ciò significa che la temperatura è di 0 ºC (o 273 K) e la pressione del gas è di 1 atm, la pressione atmosferica a livello del mare.
Passaggio 3
Determina la quantità di moli in un litro d'aria in questo punto di misurazione, supponendo che sia un gas ideale. Ciò consente di utilizzare l'equazione per i gas ideali, PV = nRT. Per chi non lo sapesse, P è la pressione, V è il volume, n è il numero di moli, R è una costante di proporzionalità e T è la temperatura assoluta, misurata in Kelvin. Se P è in atmosfere (atm) e V in litri, allora R = 0,08206 Latm / Kmol.
Continuando con l'esempio sopra, PV = nRT diventa 1 atm1 L = n (0,08206 Latm / K / mol) 273K. Le unità si annullano a vicenda per raggiungere n = 0,04464 moli.
Passaggio 4
Applicare il numero di Avogadro nel conteggio molare per scoprire il numero di molecole d'aria nel volume in questione. Il numero di Avogadro è, in notazione scientifica, 6.022x10 ^ 23 molecole per mole, dove il segno di omissione si riferisce all'esponente.
Continuando con l'esempio di CO2, n = 0,04464 moli si riferisce a 0,04464 x 6,022x10 ^ 23 = 2,688x10 ^ 22 molecole.
Passaggio 5
Moltiplica il conteggio molecolare per la proporzione di parti per milione, che è CO2.
Trecentottanta parti per milione significa che lo 0,0380% delle molecole nel volume sono CO2 (basta dividere 380 per un milione per ottenere il rapporto). 0,0380% x 2,688x10 ^ 22 è uguale a 1,02x10 ^ 19 molecole di CO2.
Passaggio 6
Converti il numero di molecole di CO2 nel numero di moli, dividendolo per il numero di Avogadro.
Continuando con l'esempio, 1,02x10 ^ 19 / 6,022x10 ^ 23 = 1,69x10 ^ -5 moli di CO2 in un litro d'aria.
Passaggio 7
Converti il numero di moli in grammi.
Continuando con l'esempio della CO2, il suo peso molare è la somma del peso del carbonio atomico con il doppio del peso atomico dell'ossigeno, che sono rispettivamente 12 e 16 g (questi pesi possono essere trovati in qualsiasi tavola periodica). Quindi la CO2 ha un peso molare di 44 g / mol. Quindi 1,69x10 ^ -5 moli di CO2 è 7,45x10 ^ - 4 g.
Passaggio 8
Dividi per il volume specificato in precedenza, convertito in unità di metri cubi.
Continuando con l'esempio di CO2, il volume è stato specificato come un litro nel passaggio 3. Quindi la densità è 7,45x10 ^ -4 grammi per litro, o 0,000745 g / L, o 745 ug / L (trovato moltiplicando il peso per milione). Ogni metro cubo è composto da mille litri. Quindi, la densità è 745.000 ug / m³. Questa è la tua risposta finale.