25℃ 1기압 100 ppm 톨루엔 mg/m3 농도

25℃, 1기압에서, 100 ppm 톨루엔의 mg/m3 농도

[1] 부피비로 계산

100 ppm 톨루엔 = (100 L 톨루엔 / 10^6 L 공기) × 10^6

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5494 )

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

100 L 톨루엔의 몰수를 계산하면,

n = PV / RT

= [(1) (100)] / [(0.08206) (273.15 + 25)]

= 4.08727 mol

톨루엔, C6H5CH3의 몰질량 = 92.14 g/mol 이므로,

4.08727 mol 톨루엔의 질량을 계산하면,

W = n × M

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

= 4.08727 mol × (92.14 g/mol)

= 376.6 g

= 376600 mg

공기의 부피 = 10^6 L = 1000 m3 이므로,

mg/m3 농도를 계산하면,

= 376600 mg / 1000 m3

= 376.6 mg/m3

[2] mol비로 계산

100 ppm 톨루엔 = (100 mol 톨루엔 / 10^6 mol 공기) × 10^6

톨루엔, C6H5CH3의 몰질량 = 92.14 g/mol 이므로,

100 mol 톨루엔의 질량을 계산하면,

W = n × M

= 100 mol × (92.14 g/mol)

= 9214 g

= 9214000 mg

PV = nRT 로부터,

10^6 mol 공기의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (10^6) (0.08206) (273.15 + 25) / (1)

= 24466189 L

= 24466.189 m3

mg/m3 농도를 계산하면,

= 9214000 mg / 24466.189 m3

= 376.6 mg/m3

답: 376.6 mg/m3

[참고] 공식으로 계산

mg/m3 = ppm × (MW / 24.45)

10^6 mol 공기의 부피, V = nRT / P

= (10^6) (0.082) (273.15 + 25) / (1)

= 24448300 L

≒ 24450000 L

g/L 농도를 계산하면,

100 mol 톨루엔 / 10^6 mol 공기

= 100 mol × (92.14 g/mol) 톨루엔 / 24450000 L 공기

= 100 × 92.14 / 24450000

= 0.00037685 g/L

g/L 단위를 mg/m3 단위로 환산하면,

(0.00037685 g/L) (1000 mg / 1 g) (1000 L / 1 m3)

= (0.00037685) (1000) (1000)

= 376.85 mg/m3

위 계산 과정에 기초하여,

다음과 같은 공식이 만들어졌다.

mg/m3 = ppm × (MW / 24.45)

= 100 × (92.14 / 24.45)

= 376.85 mg/m3

[참고] 24.45 vs 22.4

25℃, 1 atm에서, 기체 1 mol의 부피

V = nRT / P

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

= 24.4483 ≒ 24.45 L

0℃, 1 atm에서, 기체 1 mol의 부피

V = nRT / P

= (1) (0.082) (273.15 + 0) / (1)

= 22.3983 ≒ 22.4 L

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

[키워드] 톨루엔 기체 ppm 기준, convert ppm to mg/m3 기준