기체 혼합물(기용체)과 액체 혼합물(수용액)에서 ppm, ppb 계산 ★

기체 혼합물(기용체)과 액체 혼합물(수용액)에서 ppm, ppb 계산

 

 

 

A. 대기 중 기체 오염물질의 양을 ppm, ppb로 나타낼 때

( 공기 중 기체 오염물질의 양을 ppm, ppb로 나타낼 때 )

 

 

 

ppm = (오염물질의 mol수 / 공기의 mol수) × 10^6

 

ppb = (오염물질의 mol수 / 공기의 mol수) × 10^9

 

 

> 오염물질의 mol수 = 오염물질의 질량(g) / 오염물질의 몰질량(g/mol)

( 참고: n = W / M https://ywpop.tistory.com/7738 )

> 공기의 분자 mol수 = PV / RT

( 참고: PV = nRT https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

( 참고: ppm 농도의 정의 https://ywpop.tistory.com/2657 )

( 온도, 압력이 주어지지 않았으면, 25℃, 1 atm 조건으로 계산. )

( 예제: SO2 ppm to mg/L https://ywpop.tistory.com/9637 )

 

 

 

※ 참고: 분자 개수 비로 계산했었던 예 [ https://ywpop.tistory.com/6056 ]

 

 

 

 

[ppmv로 계산]

> 온도 and(or) 압력이 변하는 기체 ppm

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/470883 ]

0℃, 780 mmHg에서 0.04 ppm SO2를 mg/Nm3로 환산

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/470884 ]

0.1064 mg/Nm3 SO2를 0℃, 780 mmHg에서 ppm으로 환산

 

 

 

 

[참고] ppm 농도의 정의

[ https://ywpop.tistory.com/2657 ]

 

[참고] 1 mL/m3 = 1 ppm

---> 이 새로운 관계식은

ppm 농도의 정의로부터 만들어진 것이므로,

( 참고 https://ywpop.blogspot.com/2024/11/1-mlm3-ppm.html )

 

이 관계식을 몰라도,

이미 배운(알고 있는) ppm 농도의 정의만으로

기체 ppm 환산 관련 문제를 해결할 수 있다.

 

 

 

 

또는 변환공식으로 간단히(근사적으로) 계산할 수도 있다.

 

0℃, 1기압(760 torr) 조건에서,

▶ mg/m3 = (ppm × MW) / 22.4

( 참고 https://ywpop.tistory.com/9637 )

 

 

25℃, 1기압(760 torr) 조건에서,

▶ mg/m3 = (ppm × MW) / 24.45

▶ ppm = (mg/m3 × 24.45) / MW

▶ ppm × MW = mg/m3 × 24.45

[ ppb × MW = μg/m3 × 24.45 ]

[ 관련 계산기 http://www.aresok.org/npg/nioshdbs/calc.htm ]

 

 

특정 온도(℃), 특정 압력(torr) 조건에서,

▶ mg/m3 = [torr × ppm × MW] / [62.4 × (273.15+℃)]

▶ ppm = [mg/m3 × 62.4 × (273.15+℃)] / [torr × MW]

▶ ppm × torr × MW = mg/m3 × 62.4 × (273.15+℃)

[ ppb × torr × MW = μg/m3 × 62.4 × (273.15+℃) ]

 

 

300x250

 

 

PV = nRT 로부터,

0℃, 1 atm, 기체 1 mol의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (1) (0.082057338) (273.15+0) / (1)

= 22.414 L ≒ 22.4 L

( 참고: 몰부피 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

 

25℃, 1 atm, 기체 1 mol의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (1) (0.082) (273.15+25) / (1)

= 24.4483 L ≒ 24.45 L

 

 

 

※ 공식에 나오는 62.4 숫자가 어떻게 나왔는지는 저도 모릅니다.

혹시 아시는 분이 계시다면, 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다.

 

 

 

▶ ppm (또는 ppb)을 mg/m3 (또는 μg/m3)로 변환하는 경우

[ https://ywpop.tistory.com/5543 ]

 

 

 

[ 이상기체방정식과 분압으로 계산 https://ywpop.tistory.com/9543 ]

 

[ 예제 1 https://ywpop.tistory.com/5492 ] 320 μg/m3 SO2 to ppb

 

[ 예제 2 https://ywpop.tistory.com/5489 ] 33.8 μg/m3 포름알데히드를 ppm으로

 

 

 

[ 참고: 복사실의 오존농도 https://ywpop.tistory.com/17020 ]

 

 

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B. 수용액 중 고체 오염물질의 양을 ppm, ppb로 나타낼 때

 

ppm = (오염물질의 g수 / 수용액의 g수) × 10^6

 

즉, 질량 비로 계산한다.

( 참고: ppm 농도의 정의 https://ywpop.tistory.com/2657 )

 

 

 

▶ 1 mg/kg = 1 mg/L = 1 ppm

▶ 1 m3 = 1000 L

 

 

 

 

대기 중 기체 오염물질, 즉

공기 중 기체 오염물질의 ppm 농도는

(오염물질의 mol수 / 공기의 mol수) × 10^6, 이렇게 계산하고,

 

수용액 중 고체 오염물질의 ppm 농도는

(오염물질의 질량 / 수용액의 질량) × 10^6, 이렇게 계산한다.

1 ppm = 1 mg/L 관계식은 수용액 중 고체 오염물질에만 적용된다.

( 참고: 1 ppm = 1 mg/L https://ywpop.tistory.com/22422 )

 

 

 

 

[키워드] 기체농도환산, 기체 ppm 기준, 기체 ppb 기준, 기체 ppm dic, 기체 ppm 사전