PPM į Molarumą Skaičiuotuvas - Nemokamas Koncentracijos Keitiklis

PPM į molinę koncentraciją verčianti skaičiuoklė paverčia koncentraciją, nurodytą milijoninėmis dalimis (PPM), į molinę koncentraciją – ištirpusios medžiagos molių skaičių viename tirpalo litre. Jai reikia dviejų įvesties duomenų: PPM vertės ir medžiagos molinės masės.

Kas yra PPM?

PPM reiškia milijonines dalis. Taip išreiškiama labai maža koncentracija: ištirpusios medžiagos masė padalijama iš viso tirpalo masės ir padauginama iš milijono.

$\text{PPM} = \frac{\text{ištirpusios medžiagos masė}}{\text{tirpalo masė}} \times 10^6$

Vandeniniame tirpale vienas litras tirpalo sveria beveik vieną kilogramą, nes vandens tankis yra artimas 1 gramui mililitre. Tokiomis sąlygomis 1 PPM maždaug atitinka 1 miligramą ištirpusios medžiagos viename tirpalo litre (mg/L). Todėl vandens kokybės ataskaitose teršalai dažnai nurodomi mg/L, o šis skaičius pakaitomis vadinamas „PPM“.

Kas yra molinė koncentracija?

Molinė koncentracija – chemijoje plačiai naudojamas koncentracijos matas. Ji nurodo medžiagos molių, o ne jos masės, skaičių. Molis yra apibrėžtas dalelių skaičius – maždaug 6,022 × 10²³ dalelių.

$\text{Molinė koncentracija (M)} = \frac{\text{ištirpusios medžiagos molių skaičius}}{\text{tirpalo litrų skaičius}}$

Molinė koncentracija išreiškiama moliais litre (mol/L), taip pat žymima M. Chemikai ją naudoja todėl, kad cheminės reakcijos priklauso nuo esančių molekulių skaičiaus, o ne nuo gramų skaičiaus.

PPM pavertimo į molinę koncentraciją formulė

Norint PPM vertę perskaičiuoti į molinę koncentraciją, reikia medžiagos molinės masės. Molinė masė – vieno medžiagos molio masė, matuojama gramais moliui (g/mol).

$\text{Molinė koncentracija (M)} = \frac{\text{PPM}}{\text{Molinė masė} \times 1000}$

Formulė veikia todėl, kad PPM vandeniniame tirpale atitinka miligramų skaičių litre. Dalijant iš 1000 miligramai paverčiami gramais. Gautą rezultatą dalijant iš molinės masės, gramai litre paverčiami moliais litre.

Jei 1000 per klaidą praleidžiamas, molinė koncentracija gaunama 1000 kartų per didelė.

Skaičiavimo pavyzdys

Vandens mėginyje yra 500 PPM natrio chlorido (NaCl). NaCl molinė masė yra 58,44 g/mol.

$\text{Molinė koncentracija} = \frac{500}{58.44 \times 1000} = \frac{500}{58{,}440} \approx 0.008556 \text{ mol/l}$

Natrio chlorido koncentracija mėginyje yra maždaug 0,008556 M, arba apytiksliai 8,6 milimolio litre.

Skaičiuoklėje jau įrašytas antras pavyzdys: 100 PPM vandens, kurio molinė masė yra 18,01528 g/mol. Apskaičiavus gaunama 100 / 18 015,28 = 0,005551 mol/L. Toliau pateiktoje lentelėje vandens molinė masė suapvalinta iki 18,015 g/mol, o papildomi skaitmenys pakeičia atsakymą mažiau nei viena dešimttūkstantoji.

Dažniausios molinės masės

Junginio molinė masė yra visų jo formulėje esančių atomų atominių masių suma, nustatoma pagal periodinę lentelę.

Apribojimai

Pirmiau pateikta formulė daro prielaidą, kad tirpalas yra vandeninis ir praskiestas, o jo tankis artimas 1 g/mL. Ši prielaida pradeda nebegalioti, kai koncentracija viršija maždaug 10 000 PPM (1 % masės), nes tikrasis tirpalo tankis pakankamai skiriasi nuo 1 g/mL, kad tai turėtų reikšmės. Pavyzdžiui, jūros vandens tankis yra artimas 1,025 g/mL, o ne 1,0.

Formulė taip pat netaikoma tiesiogiai dujų koncentracijoms, kurios paprastai nurodomos kaip tūrio santykis (PPMv), o ne masės santykis, arba nevandeniniams skysčiams, pavyzdžiui, etanoliui ar acetonui, kurių tankis skiriasi nuo vandens tankio. Tokiais atvejais, užuot darius prielaidą, kad jis lygus 1 g/mL, reikia naudoti tikrąjį tirpalo arba dujų mišinio tankį.

Dažnai užduodami klausimai

Kaip PPM paversti moline koncentracija? Padalykite PPM vertę iš molinės masės, išreikštos g/mol, tada padalykite iš 1000: molinė koncentracija = PPM / (molinė masė × 1000). Pavyzdžiui, 100 PPM gliukozės (180,156 g/mol) atitinka maždaug 0,000555 M molinę koncentraciją.

Ar 1 PPM yra tas pats, kas 1 mg/L? Praskiestiems vandeniniams tirpalams – taip, nes vandens tankis yra artimas 1 g/mL. Tai negalioja koncentruotiems tirpalams, nevandeniniams skysčiams ar dujų mišiniams.

Kuo skiriasi PPM ir molinė koncentracija? PPM matuoja masės koncentraciją – kiek medžiagos miligramų yra viename tirpalo litre. Molinė koncentracija matuoja, kiek molių, taigi ir kiek molekulių, yra viename litre. Dviejų medžiagų, kurių PPM yra vienoda, molinės koncentracijos gali labai skirtis, jei skiriasi jų molinės masės.

Ar molinę koncentraciją galima paversti atgal į PPM? Taip. Padauginkite molinę koncentraciją iš molinės masės ir iš 1000: PPM = molinė koncentracija × molinė masė × 1000. 0,01 M NaCl (58,44 g/mol) tirpalas atitinka 584,4 PPM.

Kodėl skaičiavimui reikia molinės masės? Molinė masė susieja masę su molekulių skaičiumi. Ta pati masės koncentracija reiškia daugiau lengvos medžiagos molekulių nei sunkios medžiagos molekulių, todėl, norint masės vienetais išreikštą PPM perskaičiuoti į molekulėmis pagrįstą molinę koncentraciją, reikia molinės masės.

Kur rasti medžiagos molinę masę? Ją galima apskaičiuoti sudedant cheminėje formulėje esančių atomų atomines mases ir naudojant periodinės lentelės vertes. Chemijos tiekėjų duomenų lapuose ir informacinėse duomenų bazėse, pavyzdžiui, NIST Chemistry WebBook, molinės masės taip pat pateikiamos tiesiogiai.