Калкулатор за преобразуване на PPM към молярност - Безплатен конвертор на концентрация

Калкулаторът за преобразуване от PPM в моларна концентрация превръща концентрация, дадена в части на милион (PPM), в моларна концентрация — броя молове разтворено вещество на литър разтвор. Необходими са два входни параметъра: стойността на PPM и моларната маса на веществото.

Какво е PPM?

PPM означава части на милион. Това е начин за изразяване на много малка концентрация: масата на разтвореното вещество, разделена на масата на целия разтвор и умножена по един милион.

$\text{PPM} = \frac{\text{маса на разтвореното вещество}}{\text{маса на разтвора}} \times 10^6$

При разтвор на водна основа един литър разтвор има маса, близка до един килограм, тъй като плътността на водата е близка до 1 грам на милилитър. При това условие 1 PPM приблизително се равнява на 1 милиграм разтворено вещество на литър разтвор (mg/L). Затова в докладите за качеството на водата замърсителите често се посочват в mg/L, като числото се нарича взаимозаменяемо „PPM“.

Какво е моларност?

Моларната концентрация е мярка за концентрация, използвана във всички области на химията. Тя отчита моловете на веществото, а не неговата маса. Един мол е фиксиран брой частици — приблизително 6,022 × 10²³ частици.

$\text{Моларност (M)} = \frac{\text{молове разтворено вещество}}{\text{литра разтвор}}$

Моларната концентрация се изразява в молове на литър (mol/L), което се обозначава и с M. Химиците използват моларната концентрация, защото химичните реакции зависят от броя на наличните молекули, а не от броя грамове.

Формула за преобразуване от PPM в моларна концентрация

За преобразуване на стойност в PPM в моларна концентрация е необходима моларната маса на веществото. Моларната маса е масата на един мол от дадено вещество, измерена в грамове на мол (g/mol).

$\text{Моларност (M)} = \frac{\text{PPM}}{\text{Моларна маса} \times 1000}$

Формулата работи, защото PPM във воден разтвор се равнява на милиграми на литър. Делението на 1000 превръща милиграмите в грамове. След това делението на моларната маса превръща грамовете на литър в молове на литър.

Ако 1000 бъде пропуснато по погрешка, получената моларна концентрация ще бъде 1000 пъти по-голяма.

Решен пример

Проба от вода съдържа 500 PPM натриев хлорид (NaCl). Моларната маса на NaCl е 58,44 g/mol.

$\text{Моларност} = \frac{500}{58.44 \times 1000} = \frac{500}{58{,}440} \approx 0.008556 \text{ mol/L}$

Концентрацията на натриевия хлорид в пробата е приблизително 0,008556 M, или около 8,6 милимола на литър.

Калкулаторът се отваря с предварително попълнен втори пример: 100 PPM вода при моларна маса 18,01528 g/mol. Получава се 100 / 18 015,28 = 0,005551 mol/L. В таблицата по-долу моларната маса на водата е закръглена на 18,015 g/mol, а допълнителните цифри променят резултата с по-малко от една десетохилядна.

Често срещани моларни маси

Моларната маса на съединение е сборът от атомните маси на всички атоми във формулата му, посочени в периодичната таблица.

Ограничения

Горната формула предполага, че разтворът е на водна основа и разреден, с плътност, близка до 1 g/mL. Това предположение започва да се нарушава над приблизително 10 000 PPM (1% по маса), когато действителната плътност на разтвора се различава достатъчно от 1 g/mL, за да има значение. Например морската вода има плътност близка до 1,025 g/mL, а не до 1,0.

Формулата не се прилага пряко и към концентрации на газове, които обикновено се дават като съотношение на обеми (PPMv), а не като съотношение на маси, нито към неводни течности като етанол или ацетон, чиято плътност се различава от тази на водата. В тези случаи трябва да се използва действителната плътност на разтвора или газовата смес, вместо да се приема, че тя е равна на 1 g/mL.

Често задавани въпроси

Как се преобразува PPM в моларна концентрация? Разделете стойността на PPM на моларната маса в g/mol, след което разделете на 1000: Моларна концентрация = PPM / (Моларна маса × 1000). Например 100 PPM глюкоза (180,156 g/mol) дава моларна концентрация приблизително 0,000555 M.

Същото ли е 1 PPM като 1 мг/L? При разредени разтвори на водна основа — да, защото плътността на водата е близка до 1 g/mL. Това не важи за концентрирани разтвори, неводни течности или газови смеси.

Каква е разликата между PPM и моларната концентрация? PPM измерва масовата концентрация: колко милиграма от дадено вещество се съдържат в един литър разтвор. Моларната концентрация измерва колко мола и следователно колко молекули се съдържат в един литър. Две вещества с една и съща стойност на PPM могат да имат много различни моларни концентрации, ако моларните им маси се различават.

Може ли моларната концентрация да се преобразува обратно в PPM? Да. Умножете моларната концентрация по моларната маса и по 1000: PPM = Моларна концентрация × Моларна маса × 1000. Разтвор с концентрация 0,01 M на NaCl (58,44 g/mol) се равнява на 584,4 PPM.

Защо при изчислението е необходима моларната маса? Моларната маса свързва масата с броя на молекулите. Една и съща масова концентрация съответства на повече молекули при леко вещество, отколкото при тежко, затова моларната маса е необходима за преминаване от PPM, основани на масата, към моларна концентрация, основана на броя молекули.

Къде може да се намери моларната маса на дадено вещество? Тя може да се изчисли чрез събиране на атомните маси на атомите в химичната формула, като се използват стойностите от периодичната таблица. Информационните листове на доставчиците на химикали и справочните бази данни, като NIST Chemistry WebBook, също посочват моларните маси директно.