Parts Per Million (ppm) omreken calculator

Parts Per Million (ppm) omreken calculator voor gassen

Met deze calculator kunt u een gemeten waarde omrekenen van [ppm] naar [mg/m3] en visa versa. De eenheid waarin ppm wordt opgegeven kan verschillen per bedrijfstak (bijv. ppm gebaseerd op volume, mol of gewicht), geeft daarom eerst de juist eenheid van ppm op bij definitie. Meer informatie over deze calculator en de ppm definitie vindt u in de documentatie (helaas nog in het engels) onder aan deze bladzijde.

Het molecuulgewicht kan op twee manieren worden ingevuld: U kunt het gas selecteren via het keuzeveld of u geeft het molgewicht op in het tekstveld aan de rechterzijde. Is het molgewicht niet bekend, dan kunt u hiervoor onze calculator gebruiken.

Hierna vult u de bekende waarde [ppm] of [mg/m3] in en rekent de calculator dit om naar de andere eenheid. Deze wordt onderaan in het rekenveld weergegeven. Mocht een van de velden rood worden, dan is de opgegeven waarde niet correct.

Parts per Million bij volume (of molen) in de lucht

In literatuur over luchtverontreiniging wordt ppm aangeduid voor een gas en betekent altijd parts per million bij volume of bij mol. Deze zijn identiek voor een ideaal gas, en in de praktijk voor de meeste gassen voor luchtverontreiniging van belang bij een druk van 1 atm. een andere manier om deze waarde weer te geven is door het uit te drukken in ppmv. [1]
Een part per million staat gelijk aan het volume van een bekend gegeven gas vermengt in een miljoen volume aan lucht.

Het volume van een micro liter aan gas in een liter lucht zal daarom ook gelijk zijn aan 1 ppm:

Met de dag komt er steeds meer belang bij kijken om gas concentraties uit te drukken in metrische eenheden bijv. µg/m³.
Om de concentratie van gassen uit te drukken in de eenheid van µg/m³, het voordeel is dat het metrisch wordt uitgedrukt, het heeft als nadeel dat het sterkt beïnvloed wordt door veranderen in temperatuur en druk. Extra, Door het verschil in molair gewicht, wordt het vergelijken van verschillende gasconcentraties moeilijk. [2]
Om ppmv om te rekenen naar een metrische uitdrukking zoals µg/m³, heb je de dichtheid van het desbetreffende gas nodig. De dichtheid kan berekend worden met de wet van Avagadro's, welke als volgt luid: gelijke gasvolumes die verkeren onder dezelfde temperatuur en druk bevatten hetzelfde aantal moleculen. Deze wet impliceert dat 1 mol gas bij standaard temperatuur en druk (Standard Temperature & Pressure [STP]) een volume van 22.71108 liter (dm³) bevat, ook wel aangehaald als het molair volume van een ideaal gas. de condities voor STP zijn bepaald op 100.00 kPa (1 bar) en 273.15 K (0^°C), wat eens standaard gegeven is van IUPAC. [3] De hoeveelheid mol van het aangaande gas kan berekend worden met het molair gewicht.

Om ppm om te rekenen naar mol, kan dezelfde vergelijking gebruikt worden. Dit kan als volgt gedaan worden:

Door de dimensies van het meeste rechtse deel van de vergelijking te controleren, daaruit kunnen we opmaken dat we met een dimensieloze waarde te maken hebben, net zoals de concentratie van ppm is.

Door de concentratie in metrische afmetingen te berekenen, met andere condities voor de temperatuur en druk. Daar is de ideale gaswet handig voor. Het volume (V) gedeeld door het aantal moleculen (n) vertegenwoordigd het molair volume (V_n)  van het gas met een temperatuur (T) en een druk (P).

Met deze vergelijking wordt het duidelijk dat de percentage notatie voor ppm veel bruikbaarder is, dit komt door de onafhankelijkheid van de temperatuur en de druk.

Parts per Million door het gewicht in water
De concentratie in ppm van gas in water wordt meestal bepaald door het gewicht. Door deze concentratie uit te drukken in een metrische eenheid is de dichtheid van het water nodig.
De dichtheid van puur water is bij definitie 1000.000 kg/m³ bij een temperatuur van 3.98°C en een standaard atmospherische druk, tot 1969. Tot dan was dit de gemiddelde maatomschrijving voor de kilogram. Vandaag de dag staat de kilo gelijk aan de vastgestelde massa van het internationale prototype van de kilogram [4]. Water met een hoge helderheid (VSMOW) bij een temperatuur van 4°C (IPTS-68) en een standaard atmosferische druk heeft een dichtheid van 999.9750 kg/m³. [5]
De dichtheid van water wordt bepaald door de temperatuur, druk en de onzuiverheden, i.e. , opgeloste gassen of het zoutgehalte van het water. Zelfs de betreffende concentratie van het opgeslote gas in het water beïnvloed de dichtheid van de oplossing.
Bij toeval is er een kans dat het water een kleine hoeveelheid Deuterium bevat, wat de dichtheid van het water beïnvloed. Deze concentratie wordt ook wel de isotopische samenstelling genoemd [6].
Nauwkeurige berekeningen voor deze conversies zijn alleen mogelijk wanneer de dichtheid van het water is gemeten. In de praktijk is de dichtheid van het water bepaald op 1.0 ·10³ kg/m³. Wanneer je de conversie met deze waarde berekend krijg je:

Reference

[1] Never, N. , Air Pollution Control Engineering. McGraw-HILL, Singapore 1995.
[2] Godish, T. , Air Quality. Lewis Publishers, Michigan 1991.
[3] Cohen, E.R. and Taylor, B.N., J. Res. Nat. Bur. Stand. 92 (1987) 85-95. (International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC))
[4] n/a, Kilogram. International prototype of the kilogram, www.bipm.org/en/scientific/mass/prototype.html.
[5] Marsh, K.N., Ed., Recommended Reference Materials for the Realization of Physicochemical Properties. Blackwell Scientific Publications, Oxford.
[6] www.iapws.org/faq1/isotope.htm