Калькулятор перевода ЧМН в молярность - Бесплатный конвертер концентраций

Калькулятор перевода PPM в молярность преобразует концентрацию, заданную в миллионных долях (PPM), в молярность — число молей растворённого вещества на литр раствора. Для работы ему нужны два значения: величина PPM и молярная масса вещества.

Что такое PPM?

PPM означает «частей на миллион». Это способ выражения очень малой концентрации: масса растворённого вещества, делённая на массу всего раствора и умноженная на миллион.

$\text{PPM} = \frac{\text{масса растворённого вещества}}{\text{масса раствора}} \times 10^6$

Для раствора на водной основе масса одного литра раствора близка к одному килограмму, поскольку плотность воды составляет примерно 1 грамм на миллилитр. При этом условии 1 PPM приблизительно равна 1 миллиграмма растворённого вещества на литр раствора (мг/л). Поэтому в отчётах о качестве воды загрязняющие вещества часто указывают в мг/л и называют это значение «PPM» взаимозаменяемо.

Что такое молярность?

Молярность — это мера концентрации, используемая во всех разделах химии. Она учитывает количество вещества в молях, а не его массу. Один моль — это фиксированное число частиц, примерно 6,022 × 10²³ частиц.

$\text{Молярность (M)} = \frac{\text{количество молей растворённого вещества}}{\text{литры раствора}}$

Молярность выражают в молях на литр (моль/л), также обозначаемых как M. Химики используют молярность, поскольку химические реакции зависят от числа присутствующих молекул, а не от числа граммов.

Формула перевода PPM в молярность

Для перевода значения PPM в молярность необходима молярная масса вещества. Молярная масса — это масса одного моля вещества, измеряемая в граммах на моль (г/моль).

$\text{Молярность (M)} = \frac{\text{PPM}}{\text{Молярная масса} \times 1000}$

Формула работает потому, что для водного раствора PPM равна миллиграммам на литр. Деление на 1000 переводит миллиграммы в граммы. Деление полученного результата на молярную массу переводит граммы на литр в моли на литр.

Если по ошибке не учесть 1000, молярность получится завышенной в 1000 раз.

Пример расчёта

Образец воды содержит 500 PPM хлорида натрия (NaCl). Молярная масса NaCl составляет 58,44 г/моль.

$\text{Молярность} = \frac{500}{58.44 \times 1000} = \frac{500}{58{,}440} \approx 0.008556 \text{ моль/л}$

Концентрация хлорида натрия в образце составляет приблизительно 0,008556 M, или около 8,6 миллимоля на литр.

При открытии калькулятора уже заполнен второй пример: 100 PPM воды с молярной массой 18,01528 г/моль. Получается 100 / 18 015,28 = 0,005551 mol/л. В таблице ниже для воды используется округлённое значение 18,015 г/моль, а дополнительные цифры изменяют ответ менее чем на одну десятитысячную.

Распространённые значения молярной массы

Молярная масса соединения — это сумма атомных масс всех атомов в его формуле, которые можно найти в периодической таблице.

Ограничения

Приведённая выше формула предполагает, что раствор имеет водную основу и является разбавленным, а его плотность близка к 1 г/мл. Это допущение начинает нарушаться при концентрации выше примерно 10 000 PPM (1 % по массе), когда истинная плотность раствора достаточно отличается от 1 г/мл, чтобы это имело значение. Например, плотность морской воды близка к 1,025 г/мл, а не к 1,0.

Формула также неприменима напрямую к концентрациям газов, которые обычно задаются как объёмное соотношение (PPMv), а не массовое соотношение, и к неводным жидкостям, таким как этанол или ацетон, плотность которых отличается от плотности воды. В этих случаях вместо допущения о плотности 1 г/мл следует использовать фактическую плотность раствора или газовой смеси.

Часто задаваемые вопросы

Как перевести PPM в молярность? Разделите значение PPM на молярную массу в г/моль, затем разделите на 1000: молярность = PPM / (молярная масса × 1000). Например, 100 PPM глюкозы (180,156 г/моль) соответствует молярности около 0,000555 M.

Равно ли 1 PPM 1 mg/л? Для разбавленных растворов на водной основе — да, поскольку плотность воды близка к 1 г/мл. Это не относится к концентрированным растворам, неводным жидкостям или газовым смесям.

В чём разница между PPM и молярностью? PPM измеряет массовую концентрацию: сколько миллиграммов вещества содержится в литре раствора. Молярность измеряет, сколько молей и, следовательно, сколько молекул содержится в литре. Два вещества с одинаковым значением PPM могут иметь очень разную молярность, если их молярные массы различаются.

Можно ли перевести молярность обратно в PPM? Да. Умножьте молярность на молярную массу и на 1000: PPM = молярность × молярная масса × 1000. Раствор NaCl с концентрацией 0,01 M (58,44 г/моль) соответствует 584,4 PPM.

Почему для расчёта нужна молярная масса? Молярная масса связывает массу с числом молекул. Одна и та же массовая концентрация соответствует большему числу молекул у лёгкого вещества, чем у тяжёлого, поэтому для перехода от массовой концентрации PPM к молярности, основанной на числе молекул, нужна молярная масса.

Где найти молярную массу вещества? Её можно рассчитать, сложив атомные массы атомов в химической формуле и используя значения из периодической таблицы. В технических паспортах поставщиков химических веществ и справочных базах, таких как NIST Chemistry WebBook, молярные массы также приводятся напрямую.