Kalkulator PPM na Molarność - Darmowy Przelicznik Stężenia

Kalkulator przeliczający PPM na stężenie molowe konwertuje stężenie podane w częściach na milion (PPM) na stężenie molowe, czyli liczbę moli rozpuszczonej substancji na litr roztworu. Wymaga dwóch danych: wartości PPM i masy molowej substancji.

Czym jest PPM?

PPM oznacza części na milion. Jest to sposób wyrażania bardzo małego stężenia: masę rozpuszczonej substancji dzieli się przez masę całego roztworu, a następnie mnoży przez milion.

$\text{PPM} = \frac{\text{masa substancji rozpuszczonej}}{\text{masa roztworu}} \times 10^6$

W przypadku roztworu wodnego jeden litr roztworu ma masę zbliżoną do jednego kilograma, ponieważ woda ma gęstość bliską 1 grama na mililitr. W takich warunkach 1 PPM jest w przybliżeniu równe 1 miligrama substancji rozpuszczonej na litr roztworu (mg/L). Dlatego w raportach dotyczących jakości wody zanieczyszczenia często podaje się w mg/L, a tę wartość określa się zamiennie jako „PPM”.

Czym jest stężenie molowe?

Stężenie molowe jest miarą stężenia używaną w całej chemii. Określa liczbę moli substancji, a nie jej masę. Jeden mol to ustalona liczba cząstek, około 6,022 × 10²³.

$\text{Stężenie molowe (M)} = \frac{\text{mole substancji rozpuszczonej}}{\text{litry roztworu}}$

Stężenie molowe wyraża się w molach na litr (mol/L), co zapisuje się również jako M. Chemicy używają stężenia molowego, ponieważ reakcje chemiczne zależą od liczby obecnych cząsteczek, a nie od liczby gramów.

Wzór na przeliczanie PPM na stężenie molowe

Do przeliczenia wartości PPM na stężenie molowe potrzebna jest masa molowa substancji. Masa molowa to masa jednego mola substancji, wyrażana w gramach na mol (g/mol).

$\text{Stężenie molowe (M)} = \frac{\text{PPM}}{\text{Masa molowa} \times 1000}$

Wzór działa, ponieważ PPM w roztworze wodnym odpowiada miligramom na litr. Dzielenie przez 1000 przelicza miligramy na gramy. Podzielenie otrzymanego wyniku przez masę molową przelicza gramy na litr na mole na litr.

Jeśli przez pomyłkę pominie się 1000, otrzymane stężenie molowe będzie 1000 razy za duże.

Przykład obliczeń

Próbka wody zawiera 500 PPM chlorku sodu (NaCl). Masa molowa NaCl wynosi 58,44 g/mol.

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

Stężenie chlorku sodu w próbce wynosi około 0,008556 M, czyli w przybliżeniu 8,6 milimola na litr.

Kalkulator otwiera się z drugim, wstępnie wypełnionym przykładem: 100 PPM wody o masie molowej 18,01528 g/mol. Daje to 100 / 18 015,28 = 0,005551 mol/L. W poniższej tabeli masę molową wody zaokrąglono do 18,015 g/mol, a dodatkowe cyfry zmieniają wynik o mniej niż jedną część na dziesięć tysięcy.

Typowe masy molowe

Masa molowa związku jest sumą mas atomowych wszystkich atomów występujących w jego wzorze, podanych w układzie okresowym.

Ograniczenia

Powyższy wzór zakłada, że roztwór jest wodny i rozcieńczony, a jego gęstość jest zbliżona do 1 g/mL. Założenie to zaczyna tracić ważność powyżej około 10 000 PPM (1% masowo), gdy rzeczywista gęstość roztworu różni się na tyle od 1 g/mL, że ma to znaczenie. Na przykład woda morska ma gęstość bliską 1,025 g/mL, a nie 1,0.

Wzór ten nie ma również bezpośredniego zastosowania do stężeń gazów, które zwykle podaje się jako stosunek objętości (PPMv), a nie stosunek mas, ani do cieczy niewodnych, takich jak etanol lub aceton, które mają inną gęstość niż woda. W takich przypadkach należy użyć rzeczywistej gęstości roztworu lub mieszaniny gazów, zamiast zakładać, że wynosi ona 1 g/mL.

Najczęściej zadawane pytania

Jak przeliczyć PPM na stężenie molowe? Podziel wartość PPM przez masę molową w g/mol, a następnie podziel przez 1000: stężenie molowe = PPM / (masa molowa × 1000). Na przykład 100 PPM glukozy (180,156 g/mol) daje stężenie molowe wynoszące około 0,000555 M.

Czy 1 PPM to to samo co 1 mg/L? W przypadku rozcieńczonych roztworów wodnych tak, ponieważ woda ma gęstość zbliżoną do 1 g/mL. Nie dotyczy to roztworów stężonych, cieczy niewodnych ani mieszanin gazów.

Jaka jest różnica między PPM a stężeniem molowym? PPM mierzy stężenie masowe: określa, ile miligramów substancji znajduje się w litrze roztworu. Stężenie molowe określa, ile moli, a więc ile cząsteczek, znajduje się w litrze. Dwie substancje o takim samym PPM mogą mieć bardzo różne stężenia molowe, jeśli różnią się masami molowymi.

Czy można przeliczyć stężenie molowe z powrotem na PPM? Tak. Pomnóż stężenie molowe przez masę molową i przez 1000: PPM = stężenie molowe × masa molowa × 1000. Roztwór NaCl o stężeniu 0,01 M (58,44 g/mol) odpowiada 584,4 PPM.

Dlaczego w obliczeniach potrzebna jest masa molowa? Masa molowa łączy masę z liczbą cząsteczek. Ta sama wartość stężenia masowego odpowiada większej liczbie cząsteczek w przypadku substancji lekkiej niż ciężkiej, dlatego masa molowa jest potrzebna do przejścia od PPM opartego na masie do stężenia molowego opartego na liczbie cząsteczek.

Gdzie można znaleźć masę molową substancji? Można ją obliczyć, dodając masy atomowe atomów występujących we wzorze chemicznym, korzystając z wartości podanych w układzie okresowym. Karty charakterystyki dostawców substancji chemicznych oraz bazy danych, takie jak NIST Chemistry WebBook, również podają masy molowe bezpośrednio.