Unidades de concentración en aire ambiente

Concepto de partes por millón, ppm

$$ ppm=\frac{parte\,de\,volumen\,aire\,contaminado}{un\,millón\,de\,partes\,de\,aire}=\frac{1}{1000000} $$

$$ ppm=\frac{volumen\,contaminante}{volumen\,total\,de\,aire}*10^6$$

¿Qué significa 400 ppm de CO₂?

Significa que 1L de aire contiene 400

Significa que hay 400 mol de en mol de aire

Concentración en aire ambiente para contaminantes gaseosos a partir de la Ley de los Gases Ideales

$$PV=nRT $$

P es la presión atmosférica en unidades de atm

V es el volumen del analito en unidades de L

n es el número de mol del analito en unidades de mol

T es la temperatura ambiental en K

R es la CTE de los gases ideales

Volumen molar

$$ V_M= \frac{V}{n} = \frac{{R}{T}}{P} $$
$$ V_M= \frac{L}{mol} $$

Masa molecular del analito

$$ PM= \frac{masa_{analito}}{mol} $$
$$ PM= \frac{g}{mol} $$

Relacionando el volumen molar y la masa molecular

$$ \frac{V_M}{PM} = \frac{\frac{L}{mol}}{\frac{g}{mol}} \implies \frac{L}{g} \implies llegar\,a\,ppm? $$

Entonces:

$$ \left[\frac{L}{g}\right] \left[\frac{m^3}{1000L}\right] \left[\frac{g}{1000mg}\right] \left[\frac{mg}{m^3}\right] = \frac{1}{1000000} = ppm $$

Por lo que,

$$ ppm = \frac{V_M}{PM} \left[\frac{mg}{m^3}\right] $$

$$ \frac{mg}{m^3} = \frac{\left({ppm}\right)\left({PM}\right)}{V_M} $$

Volumen molar a condiciones de referencia y condiciones normales (estandar)

Condiciones de referencia es a 25ºC y 1atm

El volumen molar a condiciones de referencia:

Condiciones de estandar es a 0ºC y 1atm

El volumen molar a condiciones estandar:

Resuelve:

En un laboratorio de 4 metros x 3.5 metros x 3 metros se produjo una fuga de cloroformo de 50 cm³, la temperatura que se registro fue de 26 ºC y una presión atmosférica de 585 mmHg . Determina la concentración ambiental en ppm y mg/m³ de cloroformo que permaneció en el laboratorio durante 1 hora.

Luego de haber hecho burbujear 15 L de aire a un filtro ambiental, se encontró una concentración de 0.015 mg/cm³ de ácido clorhídrico (HCl) a través del análisis químico. El volumen que se utilizó para la disolución de la muestra fue de 50 cm³. Las condiciones ambientales del muestreo fueron de 25 ºC y 755 mmHg. Determina la concentración ambiental de HCl en ppm y en mg/m³.

Se realizó un muestreo de aire en una mina subterránea a flujo continuo de 4.2 L/min, mediante una bomba de aire, en un periodo de 3.5 horas. El aire se hizo burbujear sobre un filtro ambiental de 150 cm³ con una disolución absorbente, y el análisis químico de la muestra indicó una concentración en disolución de monóxido de carbono (CO) de 0.345 mg/cm³. La temperatura ambiental y presión atmosférica del muestreo fueron de 30 ºC y 760 mmHg. Determina la concentración ambiental de CO en ppm y mg/m³.