PPM zu Molarität Rechner - Kostenloser Konzentrationsumrechner

Ein PPM-zu-Molaritäts-Rechner wandelt eine in Teilen pro Million (PPM) angegebene Konzentration in die Molarität um, also die Anzahl der Mol gelöster Substanz pro Liter Lösung. Er benötigt zwei Eingaben: den PPM-Wert und die molare Masse der Substanz.

Was ist PPM?

PPM steht für Teile pro Million. Damit wird eine sehr geringe Konzentration ausgedrückt: die Masse einer gelösten Substanz geteilt durch die Masse der gesamten Lösung, multipliziert mit einer Million.

$\text{PPM} = \frac{\text{Masse des gelösten Stoffes}}{\text{Masse der Lösung}} \times 10^6$

Bei einer wässrigen Lösung hat ein Liter Lösung eine Masse von etwa einem Kilogramm, da Wasser eine Dichte von ungefähr 1 Gramm pro Milliliter besitzt. Unter dieser Bedingung entspricht 1 PPM ungefähr 1 Milligramm gelöstem Stoff pro Liter Lösung (mg/L). Deshalb geben Berichte zur Wasserqualität Schadstoffe häufig in mg/L an und bezeichnen den Wert gleichbedeutend als „PPM“.

Was ist die Molarität?

Die Molarität ist ein in der Chemie allgemein verwendetes Maß für die Konzentration. Sie gibt die Stoffmenge einer Substanz in Mol und nicht ihre Masse an. Ein Mol entspricht einer festgelegten Anzahl von Teilchen, etwa 6,022 × 10²³ Teilchen.

$\text{Molarität (M)} = \frac{\text{Mol gelösten Stoffes}}{\text{Liter Lösung}}$

Die Molarität wird in Mol pro Liter (mol/L) angegeben und auch als M geschrieben. Chemiker verwenden die Molarität, weil chemische Reaktionen davon abhängen, wie viele Moleküle vorhanden sind, nicht davon, wie viele Gramm vorliegen.

Formel zur Umrechnung von PPM in Molarität

Um einen PPM-Wert in die Molarität umzurechnen, wird die molare Masse der Substanz benötigt. Die molare Masse ist die Masse eines Mols eines Stoffes, gemessen in Gramm pro Mol (g/mol).

$\text{Molarität (M)} = \frac{\text{PPM}}{\text{Molare Masse} \times 1000}$

Die Formel funktioniert, weil PPM in einer wässrigen Lösung Milligramm pro Liter entspricht. Die Division durch 1000 rechnet Milligramm in Gramm um. Die Division dieses Ergebnisses durch die molare Masse rechnet Gramm pro Liter in Mol pro Liter um.

Wird 1000 versehentlich weggelassen, fällt die berechnete Molarität 1000-mal zu groß aus.

Beispielrechnung

Eine Wasserprobe enthält 500 PPM Natriumchlorid (NaCl). Die molare Masse von NaCl beträgt 58,44 g/Mol.

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

Die Probe hat eine Natriumchloridkonzentration von etwa 0,008556 M, also ungefähr 8,6 Millimol pro Liter.

Der Rechner wird mit einem zweiten, bereits ausgefüllten Beispiel geöffnet: 100 PPM Wasser bei einer molaren Masse von 18,01528 g/Mol. Das ergibt 100 / 18.015,28 = 0,005551 mol/L. In der folgenden Tabelle wird für Wasser auf 18,015 g/Mol gerundet; die zusätzlichen Stellen verändern das Ergebnis um weniger als einen Teil von zehntausend.

Häufige molare Massen

Die molare Masse einer Verbindung ist die Summe der Atommassen aller Atome in ihrer Formel, die dem Periodensystem entnommen werden.

Einschränkungen

Die obige Formel setzt voraus, dass die Lösung wässrig und verdünnt ist und eine Dichte nahe 1 g/mL besitzt. Diese Annahme wird ab ungefähr 10.000 PPM (1 % Massenanteil) zunehmend ungenau, da die tatsächliche Dichte der Lösung dann so stark von 1 g/mL abweicht, dass dies ins Gewicht fällt. Meerwasser hat beispielsweise eine Dichte von etwa 1,025 g/mL statt 1,0.

Die Formel gilt außerdem nicht direkt für Gaskonzentrationen, die gewöhnlich als Volumenverhältnis (PPMv) statt als Massenverhältnis angegeben werden, oder für nichtwässrige Flüssigkeiten wie Ethanol oder Aceton, deren Dichte von der Dichte des Wassers abweicht. In diesen Fällen muss anstelle der Annahme 1 g/mL die tatsächliche Dichte der Lösung oder des Gasgemischs verwendet werden.

Häufig gestellte Fragen

Wie rechnet man PPM in Molarität um? Teilen Sie den PPM-Wert durch die molare Masse in g/mol und teilen Sie anschließend durch 1000: Molarität = PPM / (molare Masse × 1000). Beispielsweise ergeben 100 PPM Glucose (180,156 g/Mol) eine Molarität von etwa 0,000555 M.

Entspricht 1 PPM 1 mg/L? Bei verdünnten wässrigen Lösungen lautet die Antwort ja, da Wasser eine Dichte nahe 1 g/mL besitzt. Dies gilt nicht für konzentrierte Lösungen, nichtwässrige Flüssigkeiten oder Gasgemische.

Was ist der Unterschied zwischen PPM und Molarität? PPM misst die Massenkonzentration, also wie viele Milligramm einer Substanz in einem Liter Lösung enthalten sind. Die Molarität misst, wie viele Mol und damit wie viele Moleküle in einem Liter enthalten sind. Zwei Substanzen mit demselben PPM-Wert können sehr unterschiedliche Molaritäten haben, wenn sich ihre molaren Massen unterscheiden.

Kann man Molarität wieder in PPM umrechnen? Ja. Multiplizieren Sie die Molarität mit der molaren Masse und mit 1000: PPM = Molarität × molare Masse × 1000. Eine 0,01 M-Lösung von NaCl (58,44 g/Mol) entspricht 584,4 PPM.

Warum benötigt die Berechnung die molare Masse? Die molare Masse stellt die Verbindung zwischen Masse und Anzahl der Moleküle her. Dieselbe Massenkonzentration entspricht bei einer leichten Substanz einer größeren Molekülzahl als bei einer schweren Substanz. Daher wird die molare Masse benötigt, um von massenbezogenem PPM zur auf der Teilchenzahl basierenden Molarität zu gelangen.

Wo findet man die molare Masse einer Substanz? Sie kann berechnet werden, indem man die Atommassen der Atome in der chemischen Formel addiert und dabei Werte aus dem Periodensystem verwendet. Datenblätter von Chemikalienlieferanten und Referenzdatenbanken wie das NIST Chemistry WebBook führen molare Massen ebenfalls direkt auf.