PPM-ből mólosságba átváltó kalkulátor - Ingyenes koncentráció átalakító

A PPM–moláris koncentráció kalkulátor a millió részenkénti (PPM) koncentrációt moláris koncentrációvá alakítja, amely az oldott anyag literenkénti anyagmennyisége mólban kifejezve. Két adatot kell megadni: a PPM-értéket és az anyag moláris tömegét.

Mi az a PPM?

A PPM a „parts per million” (milliomodrész) rövidítése. Nagyon kis koncentráció kifejezésére szolgál: az oldott anyag tömegét elosztják a teljes oldat tömegével, majd megszorozzák egymillióval.

$\text{PPM} = \frac{\text{az oldott anyag tömege}}{\text{az oldat tömege}} \times 10^6$

Vízalapú oldat esetén egy liter oldat tömege megközelítőleg egy kilogramm, mivel a víz sűrűsége közel 1 gramm milliliterenként. Ebben az esetben 1 PPM megközelítőleg 1 milligramm oldott anyagnak felel meg egy liter oldatban (mg/l). Ezért tüntetik fel a vízminőségi jelentések a szennyező anyagokat gyakran mg/l-ben, és nevezik ezt az értéket felváltva „PPM”-nek.

Mi a moláris koncentráció?

A moláris koncentráció a kémiában széles körben használt koncentrációmérték. Az anyag móljainak számát méri, nem a tömegét. Egy mól rögzített számú részecskét jelent, körülbelül 6,022 × 10²³ darabot.

$\text{Moláris koncentráció (M)} = \frac{\text{az oldott anyag móljai}}{\text{az oldat litereinek száma}}$

A moláris koncentráció mól/liter (mol/l) mértékegységben adható meg, jele M. A vegyészek azért használják, mert a kémiai reakciókban a jelen lévő molekulák száma számít, nem a grammok száma.

PPM-ből moláris koncentrációt számító képlet

A PPM-érték moláris koncentrációvá alakításához szükség van az anyag moláris tömegére. A moláris tömeg egy anyag egy móljának tömege, gramm/mólban (g/mol) megadva.

$\text{Moláris koncentráció (M)} = \frac{\text{PPM}}{\text{Moláris tömeg} \times 1000}$

A képlet azért működik, mert vizes oldatban a PPM milligramm/liternek felel meg. Az 1000-rel való osztás a milligrammot grammra váltja át. Az így kapott eredmény moláris tömeggel való osztása a gramm/liter értéket mól/liter értékké alakítja.

Ha tévedésből kihagyják az 1000 értéket, a moláris koncentráció 1000-szer túl nagy lesz.

Számítási példa

Egy vízminta 500 PPM nátrium-kloridot (NaCl) tartalmaz. A NaCl moláris tömege 58,44 g/mol.

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

A mintában a nátrium-klorid koncentrációja körülbelül 0,008556 M, vagyis nagyjából 8,6 millimól literenként.

A kalkulátor egy második, előre kitöltött példával nyílik meg: 100 PPM víz, amelynek moláris tömege 18,01528 g/mol. Az eredmény 100 / 18 015,28 = 0,005551 mol/l. Az alábbi táblázat a víz moláris tömegét 18,015 g/mol értékre kerekíti, a további számjegyek pedig tízezerből kevesebb mint egy résznyivel módosítják az eredményt.

Gyakori moláris tömegek

Egy vegyület moláris tömege a képletében szereplő összes atom atomtömegének összege; az atomtömegek a periódusos rendszerben találhatók meg.

Korlátok

A fenti képlet feltételezi, hogy az oldat vízalapú és híg, sűrűsége pedig közel 1 g/ml. Ez a feltételezés nagyjából 10 000 PPM (tömegszázalékban 1%) fölött kezd érvényét veszíteni, mivel ekkor az oldat tényleges sűrűsége már eléggé eltér 1 g/ml-től ahhoz, hogy számítson. A tengervíz sűrűsége például körülbelül 1,025 g/ml, nem pedig 1,0.

A képlet közvetlenül gázkoncentrációkra sem alkalmazható, mivel ezeket általában térfogatarányként (PPMv), nem pedig tömegarányként adják meg. Ugyanez vonatkozik az olyan nem vizes folyadékokra, mint az etanol vagy az aceton, amelyek sűrűsége eltér a vízétől. Ilyen esetekben az oldat vagy a gázkeverék tényleges sűrűségét kell használni ahelyett, hogy azt 1 g/ml értékűnek feltételeznénk.

Gyakran ismételt kérdések

Hogyan alakítható át a PPM moláris koncentrációvá? Ossza el a PPM-értéket a g/mol-ban megadott moláris tömeggel, majd ossza el 1000-rel: moláris koncentráció = PPM / (moláris tömeg × 1000). Például 100 PPM glükóz (180,156 g/mol) esetén a moláris koncentráció körülbelül 0,000555 M.

Az 1 PPM ugyanaz, mint 1 mg/l? Híg, vízalapú oldatok esetén igen, mert a víz sűrűsége közel 1 g/ml. Ez nem érvényes tömény oldatokra, nem vizes folyadékokra vagy gázkeverékekre.

Mi a különbség a PPM és a moláris koncentráció között? A PPM tömegkoncentrációt mér: azt, hogy egy liter oldat hány milligramm anyagot tartalmaz. A moláris koncentráció azt méri, hogy egy literben hány mól, ezáltal hány molekula található. Azonos PPM mellett két anyagnak nagyon eltérő lehet a moláris koncentrációja, ha moláris tömegük különbözik.

Visszaalakítható a moláris koncentráció PPM-re? Igen. Szorozza meg a moláris koncentrációt a moláris tömeggel és 1000-rel: PPM = moláris koncentráció × moláris tömeg × 1000. Egy 0,01 M NaCl-oldat (58,44 g/mol) értéke 584,4 PPM.

Miért van szükség a számításhoz a moláris tömegre? A moláris tömeg kapcsolja össze a tömeget a molekulák számával. Azonos tömegkoncentráció könnyű anyag esetén több molekulának, nehéz anyag esetén pedig kevesebb molekulának felel meg, ezért a tömeg alapú PPM molekula alapú moláris koncentrációvá alakításához szükség van a moláris tömegre.

Hol található meg egy anyag moláris tömege? Kiszámítható a kémiai képletben szereplő atomok atomtömegének összeadásával, a periódusos rendszer adatai alapján. A vegyipari beszállítók adatlapjai és az olyan referenciadatbázisok, mint a NIST Chemistry WebBook, közvetlenül is feltüntetik a moláris tömegeket.