Máy tính PPM sang Nồng độ Mol - Bộ chuyển đổi Nồng độ Miễn phí

Công cụ tính chuyển đổi PPM sang nồng độ mol chuyển đổi nồng độ tính bằng phần triệu (PPM) thành nồng độ mol, tức số mol chất tan trong mỗi lít dung dịch. Công cụ cần hai đầu vào: giá trị PPM và khối lượng mol của chất.

PPM là gì?

PPM là viết tắt của phần triệu. Đây là cách biểu thị một nồng độ rất nhỏ: khối lượng chất tan chia cho khối lượng của toàn bộ dung dịch, rồi nhân với một triệu.

$\text{PPM} = \frac{\text{khối lượng chất tan}}{\text{khối lượng dung dịch}} \times 10^6$

Đối với dung dịch nước, một lít dung dịch có khối lượng gần một kilôgam, vì nước có khối lượng riêng gần 1 gam trên mililit. Trong điều kiện đó, 1 PPM xấp xỉ bằng 1 miligam chất tan trên một lít dung dịch (mg/L). Vì vậy, các báo cáo chất lượng nước thường liệt kê chất gây ô nhiễm theo đơn vị mg/L và gọi số liệu này là "PPM" một cách tương đương.

Nồng độ mol là gì?

Nồng độ mol là một đại lượng nồng độ được sử dụng trong toàn bộ lĩnh vực hóa học. Nó đếm số mol của một chất, không phải khối lượng của chất đó. Một mol là một số lượng hạt cố định, khoảng 6,022 × 10²³ hạt.

$\text{Nồng độ mol (M)} = \frac{\text{số mol chất tan}}{\text{lít dung dịch}}$

Nồng độ mol được biểu thị bằng đơn vị mol trên lít (mol/L), cũng được viết là M. Các nhà hóa học sử dụng nồng độ mol vì phản ứng hóa học phụ thuộc vào số lượng phân tử hiện diện, không phải số gam.

Công thức chuyển PPM sang nồng độ mol

Để chuyển một giá trị PPM sang nồng độ mol, cần biết khối lượng mol của chất. Khối lượng mol là khối lượng của một mol chất, được đo bằng gam trên mol (g/mol).

$\text{Nồng độ mol (M)} = \frac{\text{PPM}}{\text{Khối lượng mol} \times 1000}$

Công thức này đúng vì PPM trong dung dịch nước bằng miligam trên lít. Chia cho 1000 để đổi miligam sang gam. Chia kết quả đó cho khối lượng mol để đổi gam trên lít thành mol trên lít.

Nếu vô tình bỏ qua 1000, nồng độ mol sẽ lớn hơn 1000 lần.

Ví dụ minh họa

Một mẫu nước chứa 500 PPM natri clorua (NaCl). Khối lượng mol của NaCl là 58,44 g/mol.

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

Mẫu có nồng độ natri clorua khoảng 0,008556 M, tương đương khoảng 8,6 milimol trên lít.

Công cụ tính mở ra với một ví dụ thứ hai đã được điền sẵn: 100 PPM nước, với khối lượng mol là 18,01528 g/mol. Kết quả là 100 / 18.015,28 = 0,005551 mol/L. Bảng dưới đây làm tròn khối lượng mol của nước thành 18,015 g/mol; các chữ số bổ sung làm thay đổi kết quả chưa đến một phần mười nghìn.

Các khối lượng mol thường gặp

Khối lượng mol của một hợp chất là tổng khối lượng nguyên tử của mọi nguyên tử trong công thức hóa học, được tra trong bảng tuần hoàn.

Hạn chế

Công thức trên giả định dung dịch có nền nước và loãng, với khối lượng riêng gần 1 g/mL. Giả định này bắt đầu không còn chính xác ở trên khoảng 10.000 PPM (1% theo khối lượng), khi khối lượng riêng thực của dung dịch khác 1 g/mL đủ lớn để ảnh hưởng đến kết quả. Chẳng hạn, nước biển có khối lượng riêng gần 1,025 g/mL thay vì 1,0.

Công thức này cũng không áp dụng trực tiếp cho nồng độ khí, thường được biểu thị dưới dạng tỷ số thể tích (PPMv) thay vì tỷ số khối lượng, hoặc cho các chất lỏng không phải nước như etanol hay axeton, vốn có khối lượng riêng khác nước. Trong những trường hợp đó, phải sử dụng khối lượng riêng thực của dung dịch hoặc hỗn hợp khí thay vì giả định nó bằng 1 g/mL.

Các câu hỏi thường gặp

Làm thế nào để chuyển PPM sang nồng độ mol? Chia giá trị PPM cho khối lượng mol tính bằng g/mol, sau đó chia cho 1000: Nồng độ mol = PPM / (Khối lượng mol × 1000). Ví dụ, 100 PPM glucose (180,156 g/mol) cho nồng độ mol khoảng 0,000555 M.

1 PPM có giống 1 mg/L không? Đối với các dung dịch nước loãng, câu trả lời là có, vì nước có khối lượng riêng gần 1 g/mL. Điều này không đúng với dung dịch đậm đặc, chất lỏng không phải nước hoặc hỗn hợp khí.

PPM khác nồng độ mol như thế nào? PPM đo nồng độ khối lượng: lượng chất, tính bằng miligam, có trong một lít dung dịch. Nồng độ mol đo số mol, và do đó là số phân tử, trong một lít. Hai chất có cùng PPM có thể có nồng độ mol rất khác nhau nếu khối lượng mol của chúng khác nhau.

Có thể chuyển ngược nồng độ mol về PPM không? Có. Nhân nồng độ mol với khối lượng mol và với 1000: PPM = Nồng độ mol × Khối lượng mol × 1000. Dung dịch 0,01 M NaCl (58,44 g/mol) tương đương 584,4 PPM.

Tại sao phép tính cần khối lượng mol? Khối lượng mol liên hệ khối lượng với số lượng phân tử. Cùng một nồng độ khối lượng tương ứng với nhiều phân tử hơn đối với chất nhẹ so với chất nặng, vì vậy cần có khối lượng mol để chuyển từ PPM dựa trên khối lượng sang nồng độ mol dựa trên số lượng phân tử.

Có thể tìm khối lượng mol của một chất ở đâu? Có thể tính khối lượng mol bằng cách cộng khối lượng nguyên tử của các nguyên tử trong công thức hóa học, sử dụng các giá trị từ bảng tuần hoàn. Bảng dữ liệu của các nhà cung cấp hóa chất và những cơ sở dữ liệu tham khảo như NIST Chemistry WebBook cũng liệt kê trực tiếp khối lượng mol.