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PPM signifie «parties par million». Ug signifie microgrammes. Un microgramme équivaut à un millionième de gramme. Parties par million est un type de mesure de densité différent, comparant un type de molécule au nombre de molécules dans le même volume. La distinction entre les deux mesures de densité peut être illustrée par une conversion de la densité de dioxyde de carbone d'une unité de mesure de densité à l'autre. Notez que la conversion n’est pas une simple question de multiplication par un facteur. La conversion dépend plutôt de la température et de la pression.
Supposons que les mesures de CO2 prises à un certain endroit donnent une lecture de 380 ppm.
Supposons également que l'endroit où la lecture a été prise est à pression et température standard (SPT). SPT correspond à 0 ° C (ou 273 ° Kelvin) et à 1 atmosphère (atm) de pression de gaz. Une atmosphère de pression est égale à environ 14,8 livres par pouce carré (PSI), la pression atmosphérique au niveau de la mer (plus ou moins).
Déterminez quel est le nombre de molaires dans, disons, un litre d'air à cet endroit de mesure, en supposant raisonnablement que le gaz se comporte comme un gaz idéal. Cette hypothèse vous permet d'utiliser l'équation du gaz idéal, PV = nRT. Pour les non-initiés, P représente la pression, V le volume, n le nombre de moles (mol; unité de comptage des molécules) et R est une constante de proportionnalité. T correspond à la température absolue et est donc mesuré en degrés Kelvin (K). Si P est dans des atmosphères (atm) et V est en litres (L), alors R est égal à 0,08206 L_atm / K_mol.
En reprenant l'exemple ci-dessus, PV = nRT devient 1 atm_1 L = n (0,08206 L_atm / K * mol) 273K. Les unités s’annulent pour donner n = 0,04464 mole.
Appliquez le nombre d’Avagadro au compte molaire pour trouver le nombre de molécules d’air dans le volume qui vous intéresse. Le nombre d’Avagadro est, en notation scientifique, 6,022 x 10 23 molécules par mole, où le signe ^ fait référence à l’exponentiation.
En reprenant l'exemple CO2, n = 0,04464 mole désigne 0,04464x6,022x10 ^ 23 = 2,688x10 ^ 22 molécules.
Multipliez le compte moléculaire par la proportion de PPM correspondant au CO2.
380 ppm signifient que 0,0380% des molécules dans le volume sont du CO2. (Divisez simplement 380 par un million pour obtenir la proportion.) 0,0380% x2,688x10 ^ 22 est égal à 1,02x10 ^ 19 molécules de CO2.
Convertissez le nombre de molécules de CO2 en nombre de moles, en le divisant par le nombre d’Avagadro.
Continuant avec l'exemple, 1,02x10 ^ 19 / 6.022x10 ^ 23 = 1,69x10 ^ -5 moles de CO2 dans un litre d'air.
Convertissez le nombre de moles en grammes.
En reprenant l'exemple du CO2, le poids molaire de CO2 correspond à la somme du poids molaire du carbone monoatomique et du double du poids molaire de l'oxygène monoatomique, qui sont respectivement de 12,0 et 16,0 grammes par mole (que vous pouvez trouver dans la plupart des diagrammes périodiques). . Le CO2 a donc un poids molaire de 44,0 g / mol. Donc 1,69x10 ^ -5 moles de CO2 équivaut à 7,45x10 ^ -4 grammes.
Divisez par le volume que vous avez spécifié précédemment, converti en unités de mètres cubes.
En reprenant l'exemple CO2, le volume a été défini à 1 litre à l'étape 3. Vous avez donc 7,45 x 10 ^ -4 grammes par litre. C’est 0,000745 g / L, soit 745 µg par litre (obtenu en multipliant simplement le 0,000745 par un million). Il y a mille litres par mètre cube. Donc, la densité devient 745 000 ug par mètre cube. Ceci est votre réponse finale.