Kalkulator stężenia w ppm na molarność

Kalkulator stężenia w ppm na molarność (liczby części na milion) przeliczy ppm na molarność dla dowolnego pierwiastka lub cząsteczki rozpuszczonej w wodzie.

Konwersja z ppm na molarność lub z powrotem z molarności na ppm jest dość prosta. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej!

Zarówno ppm (ang. parts per million, liczba części na milion), jak i molarność są miarami stężenia roztworu. Czy wiesz, że ppm jest używane na różne sposoby w zależności od kontekstu? Gdy masz do czynienia z rozcieńczonymi roztworami, 1 ppm może być przybliżony jako $1\ \text{mg}$ substancji na litr wody lub $1\ \text{mg}/\text{l}$.

Z drugiej strony, molarność to stężenie molowe, co oznacza, że dostarcza ci informacji, ile moli cząsteczek (lub molekuł) znajduje się w jednym litrze roztworu. Symbol M jest używany do oznaczenia jednostki molowości. Na przykład, 1 M oznacza, że w jednym litrze roztworu znajduje się 1 mol substancji.

Wiele obliczeń stężenia wykorzystuje jako jednostki mole, ponieważ zwykle mamy do czynienia z dużą liczbą cząsteczek. W jednym molu znajduje się $6,\!0221409 \cdot 10^{23}$ molekuł lub cząsteczek.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o ppm i molarności, odwiedź nasze dedykowane kalkulatory, np. przelicznik ppm lub kalkulator molarności.

Niektóre sytuacje, w których możesz potrzebować przelicznika ppm na molarność obejmują:

• pomiary jakości wody pitnej,
• utrzymanie określonych parametrów chemicznych w akwariach,
• mieszanie roztworów nawozów dla ogrodnictwa,
• produkcję roztworów chemicznych.

Będziesz inaczej obliczać ppm, jeśli używasz go w innych kontekstach, takich jak:

• ppm składnika odżywczego w glebie (który wykorzystuje $\text{mg}$ składnika odżywczego na $\text{kg}$ gleby).
• ppm zanieczyszczeń w powietrzu (który wykorzystuje $\text{μl}$ zanieczyszczeń na $\text{l}$ powietrza).

Czym więc jest ppm? I w jaki sposób coś, co nazywa się „liczbą części na milion” może być reprezentowane przez $\text{mg}/\text{l}$? Części na milion wskazują, ile „części” jakiejś substancji znajduje się w milionie „części” czegoś innego. Taka „część” może być dowolną jednostką, choć podczas mieszania roztworów, ppm będzie zwykle reprezentować jednostki wagowe. W tym kontekście ppm informuje nas, ile gramów substancji rozpuszczonej przypada na każdy milion gramów roztworu.

Gdy mamy do czynienia z rozcieńczonym roztworem wodnym o temperaturze pokojowej, możemy przybliżyć masę rozpuszczalnika jako całkowitą masę roztworu i przyjąć, że gęstość wody wynosi $1\ \text{g}/\text{ml}$. W związku z tym możemy przepisać tę zależność w następujący sposób:

Następnie dzielimy $\text{ml}$ przez $1000$, aby przeliczyć ml na l: to najprostszy możliwy przelicznik objętości 🇺🇸!

Dzieląc obie jednostki przez $1000$, otrzymamy następujący stosunek:

Dlatego możesz powiedzieć, że $1\ \text{mg}$ w wodzie o objętości $1\ \text{l}$ to tyle samo, co $1\ \text{mg}$ w wodzie $1 000 000\ \text{mg}$, czyli 1 część na milion (zakładając zarówno temperaturę pokojową, jak i ciśnienie atmosferyczne $1\ \text{atm}$).

Jeśli twój rozpuszczalnik nie jest wodą, powinieneś/aś wprowadzić gęstość rozpuszczalnika w naszym kalkulatorze.

Aby przeliczyć ppm na molarność lub molarność na ppm, musisz znać tylko jedną rzecz: masę molową rozpuszczonego pierwiastka lub cząsteczki.

Jeśli weźmiesz molarność (z jednostkami $\text{mol}/\text{l}$) i pomnożysz ją przez masę molową (z jednostkami $\text{g}/\text{mol}$), otrzymasz $\text{g}/\text{l}$. Wystarczy pomnożyć $\text{g}/\text{l}$ przez $1000$, aby przeliczyć $\text{g}$ na $\text{mg}$, i masz ppm (w $\text{mg}/\text{l}$ wody).

Opisany wzór ppm na molarność dla rozcieńczonych roztworów to:

Średnia zawartość soli w wodzie morskiej jest równa $0,\!599\ \text{M}$ $\text{NaCl}$ (choć sól morska nie składa się w całości z $\text{NaCl}$). Jeśli EPA (Environmental Protection Agency, Agencja Ochrony Środowiska w USA) zaleca, aby woda pitna nie przekraczała $20\ \text{mg}/\text{l}$ (lub $20\ \text{ppm}$), to ile razy bardziej słona jest woda morska w porównaniu do wody pitnej?

Aby się tego dowiedzieć, przeliczmy $0,\!599\ \text{M}$ $\text{NaCl}$ na $\text{ppm}$. Musimy znać masę molową $\text{NaCl}$, która wynosi $58,\!44\ \text{g}/\text{mol}$. Pomnóż molarność roztworu przez masę molową, aby otrzymać $\text{g}/\text{l}$:

Następnie pomnóż przez $1000$, aby uzyskać $\text{mg}/\text{l}$:

Na koniec podziel stężenie soli w wodzie morskiej przez wytyczne dotyczące wody pitnej, aby znaleźć stosunek:

Wynik zawiera zbyt dużo cyfry znaczących: zmniejsz je do 3 miejsc po przecinku. Następnie możemy powiedzieć, że woda morska jest około $1750$ razy bardziej słona niż woda pitna!

Masz roztwór podstawowy o stężeniu 1 mola $\text{NaOH}$. W jaki sposób możesz stworzyć $1\ \text{l}$ roztworu o stężeniu $200\ \text{ppm}$ $\text{NaOH}$? $\text{NaOH}$ ma masę molową $39,\!997\ \text{g}/\text{mol}$.

1. Przelicz $200\ \text{ppm}$ na molarność.

Załóżmy najpierw, że $200\ \text{ppm} = 200\ \text{mg}/\text{l}$. Następnie podziel wynik przez $1000$, aby otrzymać $\text{g}/\text{l}$:

$200\ \text{mg}/\text{l}$ podzielony przez $1000\ \text{mg}/\text{g}$ jest równy $0,\!2\ \text{g}/\text{l}$.

Następnie podziel $0,\!2\ \text{g}/\text{l}$ przez masę molową $\text{NaOH}$, aby uzyskać molarność:

$0,\!2\ \text{g}/\text{l}$ podzielony przez $39,\!997\ \text{g}/\text{mol}$ jest równy $0,\!005\ \text{mol}/\text{l}$.

2. Oblicz przepis na rozcieńczenie.

Z kroku 1 wiemy, że docelowa molarność wynosi $0,\!005\ \text{mol}/\text{l}$. Aby obliczyć rozcieńczenie, użyj równania rozcieńczania:

gdzie:

• $m_1$ - stężenie roztworu podstawowego;
• $m_2$ - stężenie rozcieńczonego roztworu;
• $V_1$ - objętość roztworu podstawowego; oraz
• $V_2$ - objętość rozcieńczonego roztworu.

Możemy uzupełnić liczby dla wszystkich zmiennych z wyjątkiem objętości roztworu podstawowego:

Przekształcając równanie, znajdziesz wymaganą objętość roztworu podstawowego:

Dlatego musimy rozcieńczyć $0,\!005\ \text{l}$ (lub $5\ \text{ml}$) roztworu podstawowego do końcowej objętości $1\ \text{l}$, aby uzyskać $200\ \text{ppm}$ roztwór $\text{NaOH}$.

Możesz sprawdzić krok 1 za pomocą naszego kalkulatora stężenia w ppm na molarność i sprawdzić krok 2 za pomocą Omni kalkulatora rozcieńczania roztworu!