PPM significa “partes por milhão”. Ug significa microgramas. Um micrograma é igual a um milionésimo de um grama. Partes por milhão é um tipo diferente de medida de densidade, comparando um tipo de molécula à contagem de todas as moléculas no mesmo volume. A distinção entre as duas medidas de densidade pode ser ilustrada com uma conversão da densidade de dióxido de carbono de uma unidade de medida de densidade para a outra. Note que a conversão não é uma simples questão de multiplicar por um fator. A conversão é, em vez disso, dependente da temperatura e pressão. Suponha que as medições de CO2 tomadas em um determinado local forneçam uma leitura de 380 PPM. Suponha também que o local onde a leitura foi tirada é a pressão e temperatura padrão (SPT). O SPT é de 0 graus Celsius (ou 273 graus Kelvin) e 1 atmosfera (atm) de pressão de gás. Uma atmosfera de pressão é igual a cerca de 14,8 libras por polegada quadrada (PSI), a pressão atmosférica ao nível do mar (mais ou menos).

Determine qual é a contagem molar em, digamos, um litro de ar nessa medida spot, fazendo a suposição razoável de que o gás se comporta como um gás ideal. Essa suposição permite que você use a equação de gás ideal, PV = nRT. Para os não iniciados, P significa pressão, V para volume, n para o número de moles (mol; uma unidade para contagem de moléculas), e R é uma constante de proporcionalidade. T é para temperatura absoluta e, portanto, medido em graus Kelvin (K). Se P está em atmosferas (atm) e V está em litros (L), então R é igual a 0,08206 L_atm /K_mol.

Continuando com o exemplo acima, PV = nRT se torna 1 atm_1 L = n (0.08206 L_atm /K * mol) 273K. As unidades se cancelam para dar n = 0,04464 moles.

Aplique o número de Avagadro à contagem de molares para encontrar o número de moléculas de ar no volume de interesse. O número de Avagadro é, em notação científica, 6,022x10 ^ 23 moléculas por mole, onde o careta ^ refere-se à exponenciação.

Continuando com o exemplo do CO2, n = 0,04464 moles refere-se a 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,688 x10 ^ 22 moléculas.

Multiplique a contagem molecular pela proporção de PPM que é CO2.

380 PPM significa 0,0380% das moléculas no volume são CO2. (Basta dividir 380 por milhão para obter a proporção.) 0,0380% x2,688x10 ^ 22 é igual a 1,02x10 ^ 19 moléculas de CO2.

Converta o número de moléculas de CO2 no número de moles, dividindo por Número de Avagadro.

Continuando com o exemplo, 1.02x10 ^ 19 /6.022x10 ^ 23 = 1.69x10 ^ -5 moles de CO2 em um litro de ar.

Converta o número de moles em Continua com o exemplo do CO2, o peso molar do CO2 é a soma do peso molar do carbono monoatômico mais duas vezes o peso molar do oxigênio monoatômico, que são 12,0 e 16,0 gramas por mole, respectivamente (que você pode encontrar na maioria dos gráficos periódicos). Então o CO2 tem um peso molar de 44,0 g /mol. Então 1,69x10 ^ -5 moles de CO2 é igual a 7,45x10 ^ -4 gramas.

Divida pelo volume que você especificou anteriormente, convertido em unidades de metros cúbicos.

Continuando com o exemplo de CO2, o volume foi especificado como 1 litro de volta no passo 3. Então você tem 7,45x10 ^ -4 gramas por litro. Isso é 0,000745 g /L, ou 745 ug por litro (encontrado apenas multiplicando os 0,000745 por milhão). Há mil litros por metro cúbico. Assim, a densidade torna-se 745.000 por metro cúbico. Esta é sua resposta final.

Dica

Em suma, os cálculos foram PPM x [P /(T * R)] x peso molar x 1000. (V foi igual a 1, sem perda de generalidade.)

Aviso

Tenha cuidado ao fazer seus próprios cálculos de que havia pressuposições sobre pressão e temperatura feitas no início desses cálculos que podem não se aplicar à sua situação. br>