Thursday

13-03-2025 Vol 19

Unidades de concentración en aire ambiente

Concepto de partes por millón, ppm

ppm={parte de volumen contaminado}/{un million de partes de aire}=1/1000000

ppm=delim{[}{{volumen de contaminante}/{volumen total de aire}}{]}*10^6

¿Qué significa 400 ppm de CO2?

Significa que 1L de aire contiene 400 {{mu}L} CO_{2}

Significa que hay 400 mol de CO_{2} en 10^6 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 atm
V es el volumen del analito en L
n es el número de mol del analito en mol
T es la temperatura atmosférida en K
R es la CTE de los gases ideales 0.0821delim{[}{{atm L}/{K mol}}{]}

Volumen molar

V_{M}=V/n=delim{[}{{RT}/{P}}{]}
V_{M}=V/n=delim{[}{{L}/{mol}}{]}

Masa molecular del analito

PM=delim{[}{{masa}/{mol}}{]}
PM=delim{[}{{g}/{mol}}{]}

Relacionando el volumen molar y la masa molecular

V_{M}/PM=delim{[}{{{L}/{mol}}/{{g}/{mol}}}{]} doubleright llegar a ppm?

Entonces:

delim{[}{{L}/{g}}{]}delim{[}{{m^3}/{1000L}}{]}delim{[}{{g}/{1000mg}}{]}delim{[}{{mg}over{concentracion}/{m^3}}{]}=1/1000000=ppm

Por lo que,

ppm={{V_{M}}/{PM}}delim{[}{{mg}over{concentracion}/{m^3}}{]}

mg/m^3={(ppm)(PM)}/V_{M}

mg/m^3={(ppm)(PM)}/V_{M}={{(1/1000000)(g/mol)}}/{L/mol}={(1/1000000)}{(g/L)} {({1000mg}/{g})}{({1000L}/{m^3})}=mg/m^3

{{mu}g}/m^3={{(ppm)(PM)}/V_{M}}1000

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:

V_{M}=V/n=RT/P={0.0821delim{[}{{atm L}/{K mol}}{]}(298K)}/{1atm}=24.4658L/mol

Condiciones de estandar es a 0ºC y 1atm

El volumen molar a condiciones estandar:

V_{M}=V/n=RT/P={0.0821delim{[}{{atm L}/{K mol}}{]}(298K)}/{1atm}=22.4133L/mol

Resuelve:

En un laboratorio de 4 metros x 3.5 metros x 3 metros se produjo una fuga de cloroformo de 50 m3, 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 de disolución de la muestra fue de 50 cm3 que el análisis de la muestra. 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.

Gilberto Fuentes García

El Dr. Gilberto Fuentes García es Ingeniero Químico de profesión por la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México, sus estudios de Maestría y Doctorado los realizó en el Posgrado de Ingeniería de la UNAM por la Facultad de Ingeniería. Tiene posdoctorado a nivel internacional por el Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) en Barcelona, España. Actualmente, es investigador posdoctoral en el Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático de la UNAM. Es docente en el área Ambiental en la Licenciatura en Ingeniería Ambiental (LIA) de la Facultad de Ingeniería UNAM. Tiene participación en comités tutorales de Maestría y Doctorado. Tiene experiencia en el uso de modelos de calidad del aire y meteorología para evaluar la calidad del aire; así como, en el diseño y la implementación de estaciones de monitoreo atmosférico con vías a evaluar la calidad del aire.

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