Концентрация газа из ppm в мг/м³ и обратно

Калькулятор ниже выполняет преобразование между объемной концентрацией газа, т.е. отношением объема газа к общему объему и массовой концентрацией, т.е. отношением массы газа к общему объему. Большинство подобных калькуляторов выполняют расчет для стандартных температуры и давления (0°С, 1 атм), данный калькулятор позволяет задать свои значения температуры и давления. Подробное описание расчета и используемые формулы можно посмотреть под калькулятором.

Перевод значения концентрации газа из ppm в мг/м³ и обратно с учетом температуры и давления

Газ

из списка

формула

СписокC2H2 (Ацетилен) C2H3Cl (Винилхлорид) C2H4 (Этилен) C2H6 (Этан) C3H8 (Пропан) C4H10 (Бутан) CH2O (Формальдегид) CH3NH2 (Метиламин) CH3SH (Метантиол/Метилмеркаптан) CH4 (Метан) CO (Оксид углерода) CO2 (Диоксид углерода) Cl2 (Хлор) F2 (Фтор) H2 (Водород) H2O (Вода) H2S (Сероводород) HCl (Хлороводород) HF (Фтороводород) He (Гелий) N2 (Азот) NH3 (Аммиак) NO (Оксид азота) NO2 (Диоксид азота) O2 (Кислород) O3 (Озон) PH3 (Фосфин) SO2 (Оксид серы)

Формула

Концентрация

ppm

• ppm
• мг/м³

Температура

°C

• °C
• °K

Давление

мм.рт.ст.

• атм
• Па
• бар
• мм.рт.ст.

Рассчитать

Концентрация в ppm

 

Концентрация в мг/м³

 

Молярная масса

 

Молярный объем

 

Точность вычисления

Знаков после запятой: 2

 Ссылка  Сохранить  Виджет

Переход от массовой концентрации к объемной концентрации и обратно

Как уже было сказано выше, объемная концентрация газа определяется как отношение объема газа к общему объему, и является безразмерной величиной, для удобства выражаемой в процентах, промилле или миллионных долях, млн⁻¹ (англ. ppm - parts per million). Иногда, чтобы подчеркнуть, что речь идет именно об объемной концентрации, пишут % об., об.% (aнгл. % vol или ppmv - parts per million by volume), хотя IUPAC рекомендует избегать подобных обозначений¹.

Для малых концентраций, например, в случае оценки содержания газов в воздухе, удобнее применять миллионную долю, млн⁻¹ (ppm), или количество частиц газа на миллион частиц воздуха, 1 ppm = 1/1000000 = 0.0001% = 0.001‰. Вместе с этим, часто содержание газов указывают через массовую концентрацию, измеряемую в мг/м³. Например, в мг/м³ указываются ПДК (предельно допустимые концентрации).

Переход от одних единиц к другим основан на законе Авогадро, согласно которому в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же количество молекул. Согласно первому следствию из закона Авогадро, один моль любого газа при одинаковых — изобарных и изотермических — условиях занимает одинаковый объём.

Найти молярный объём для заданных температуры и давлении можно с помощью уравнения Клапейрона:
,
где универсальная газовая постоянная R ≈ 8,314 Дж/(моль·К)

Расчет массовой концентрации через ppm

Зная ppm, мы можем найти, сколько литров газа содержится в одном кубическом метре общего объема. Поделив это число на молярный объем газа (для заданной температуры и давления) мы можем получить количество моль газа в одном кубическом метре общего объема. И наконец, умножив количество моль газа на молярную массу газа мы можем получить массу газа в одном кубическом метре общего объема или массовую концентрацию.

Расчет ppm через массовую концентрацию

Поделив массу газа в кубометре общего объема на молярную массу газа, мы можем получить количество моль газа в кубометре. Умножив количество моль газа на молярный объем газа (для заданной температуры и давления), мы получим объем газа в литрах в кубометре общего объема. Дальше остается только выразить этот объем в миллионных долях, получив, таким образом, значение ppm.