Witam,
nie udzielam się na tym forum ale często czytam posty (jestem szczęśliwym posiadaczem 60L akwarium
) i na temat przeliczania stężeń (w szczególności związanych z ppm) postanowiłem się wypowiedzieć, gdyż żaden z postów nie daje poprawnej odpowiedzi.
Najbliżej prawdy jest kolega krrret:
1 ppmTo nie jest to samo
ppm (ang parts per million) - to przyjęty na świecie sposób wyrażania stężenia bardzo rozcieńczonych roztworów związków chemicznych. Stężenie to jest pochodną ułamka molowego i określa ile cząsteczek związku chemicznego przypada na 1 milion cząsteczek rozpuszczalnika.
następnie zwrócił uwagę na jeden bardzo istotny szczegół:
Jedna cząsteczka związku chemicznego to nie 1 mg, a milion cząsteczek rozpuszczalnika to nie litr.
ale o co w tym stwierdzeniu tak naprawdę chodzi nie wyjaśnił za to podał:
dla NO3 1mg/l to około 0,3ppm
dla PO4 1mg/l to około 0,1ppm
co jest częściowo zgodne z prawdą ale nie do końca.
Więc jak przeliczyć te stężenia? Oto formuła:
c=1mgNO3/1litr wody - ważne by tak czytać to stężenie. Ilość PPM zależy bowiem od masy molowej substancji oraz masy molowej i ważne gęstości rozpuszczalnika!
Mol jest jednostką liczności materii i zawiera ok 6,02*10^23 drobin, czyli atomów pierwiastka lub cząsteczek związku ewentualnie jonów czy rodników.
Masa molowa to masa 1 mola wyrażona w gramach
substancji.
Masę molową każdego związku chemicznego można łatwo obliczyć jeśli tylko znamy ilość poszczególnych pierwiastków wchodzących w jego skład i znamy ich masy atomowe (odczytane z układu okresowego pierwiasków)
H=1
N=14
O=16
P=31
Zatem masa molowa jonów:
MNO3 = 14+3*16=62 g/mol
MPO4 = 31 +4*16=95 g/mol
i bardzo ważna cząsteczka H2O
MH2O = 2*1 + 16=18 g/mol
Mając te straszne obliczenia za sobą
i pamiętając że 1litr wody w temp 21°C to ok 1000g/l (gęstość podaje w gramach celowo gdyż nasza masa molowa jest też w g/mol. Chodzi o zgodność jednostek) możemy przystąpić do przeliczania naszego stężenia:
Wychodzimy od stężenia mg/litr. Zamieniamy wszystko na gramy. Uwaga! Nie moglibyśmy zamienić objętości rozpuszczalnika na jego masę w gramach bez znajomości jego gęstości. To na wypadek jak by ktoś chciał przeliczać sobie ppm w innych niż woda rozpuszczalnikach.
mamy:
cNO3 = 1mg/l = 0,001g NO3/1000g H2O
(1)teraz przechodzimy do definicji, którą przytoczył kolega krrret
1PPM = 1cz zw / 1mln cz rozpuszczalnika
(2)Obliczam masę jednego milona cząsteczek H2O wykorzystując masę molową 1 cz. H2O, którą obliczyliśmy wcześniej.
M1MH2O = MH2O * 10^6 = 18 *10^6 g
(3)pamiętając, że wiemy jaka ilość naszej substancji przypada na 1000 g rozpuszczalnika (patrz równanie 1) chciałbym się dowiedzieć jaka ilość tej substancji przypadnie na masę rozpuszczalnika równą masie jego miliona cząsteczek (z definicji PPM). W tym celu układamproporcję. (Tak chyba najprościej.)
0,001g NO3 odpowiada 1000g H2O
x g NO3 odpowiada 18*10^6g H2O
z tego
x g NO3 = (0,001 *18*10^6)/1000 = 18g
(4)Teraz kilka słów o tym wyniku:
1.Proszę pamiętać, że jest to ilość substancji odpowiadająca masie 1mln cżąsteczek wody wyliczona ze stężenia 1mg/l, które było dane.
2.Nie jest to masa molowa H2O i nie może być traktowana równoważnie. Inaczej nie można przeskoczyć w obliczenioach od razu do tego punktu.
3.Pod pewnymi warunkami można przeskoczyć do tego punktu, oto one:
a)stężenie początkowe musi być w mg/l. Jeżeli mamy kg/l to musimy zamienić na mg/l.
b)gęstość cieczy to 1000g/l
c)mając stężenie podane w mg/ml ale inne od 1 np:5mg/ml mnożymy wartość tego stężenia przez 18 i mamy masę substancji przypadającej na masę 1mln cząsteczek wody.
4.To obliczenie chodź wygląda głupio jest potrzebne, gdyż teraz wiemy, że stwierdzenie:
1ppm = 1mg/l dla cząsteczek o masie molowej około 17g/mol.
jest nie precyzyjne. Dla cząsteczek o masie ok 18g/mol 1ppm = 1mg/l !
Skoro wiemy jakiej masy substancji szukamy to teraz możemy sprawdźić ile to będzie tych cząstek w tych 18g. A może żadnej? A może 0,5?
1czNO3 odpowiada 62 g co wynika z masy molowej jonu NO3
x cz NO3 odpowiada 18 g
xczNO3 = (1*18 )/62 = 0,29 cz czyli naszych ppm. Kolega Krrret podał 0,3 czyli w porządku.
sprawdzmy PO4
xczPO4 = (1*18 )/95 = 0,19 co już się nie zgadza z 0,1 podawanym przez Krrret
dla pozostałych jonów nie sprawdzałem. Pozostawiam to wam
. Pozdrawiam
p.s. panowie przepraszam, ale w ustalanie, że 1ppm = 1mg/l a 100s=1min to ja się nie bawię i wy też tego nie róbcie, bo to bardzo trudne. To tak jak by ustalać, że 2x2=10. Po co zaśmiecać sobie tym pamięć skoro każdy kto nie wiedział, raz przeczyta i już pamięta, że to 4.