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PPM zu Stoffmengenkonzentration Rechner

Inhalt

Was sind ppm und die Stoffmengenkonzentration?Definition von ppmWie rechne ich ppm in die Stoffmengenkonzentration um? – Anwendung des RechnersBeispiel 1 - Meerwasser vs. TrinkwasserBeispiel 2 – Herstellung einer NaOH-LösungFAQs

Der Rechner wandelt ppm (parts per million) in die Stoffmengenkonzentration und andersherum für jedes in Wasser lösliche Element oder Molekül um.

Die Umrechnung ist ganz einfach, lies weiter, um mehr zu erfahren!

Was sind ppm und die Stoffmengenkonzentration?

Sowohl ppm (parts per million) als auch die Stoffmengenkonzentration sind Maßeinheiten für die Konzentration. Wusstest du, dass ppm je nach Kontext auf unterschiedliche Weise verwendet wird? Wenn es um verdünnte Lösungen geht, wird 1 ppm als 1 mg1\ \text{mg} Substanz pro Liter Wasser oder 1 mg/l1\ \text{mg}/\text{l} bezeichnet.

Die Stoffmengenkonzentration (veraltet auch Molarität genannt) gibt hingegen an, wie viele Mole an Molekülen in einem Liter Lösung enthalten sind.
Das Symbol ci wird verwendet, um die Einheit der Stoffmengenkonzentration zu bezeichnen. So bedeutet zum Beispiel ci 1, dass sich 1 Mol der Substanz in einem Liter Lösung befindet.

Viele Konzentrationsberechnungen verwenden die Einheit Mol, weil wir es mit einer großen Anzahl von Molekülen zu tun haben. In einem Mol befinden sich 6, ⁣022140910236,\!0221409 \cdot 10^{23} Moleküle oder Teilchen (Avogadro-Konstante).

Wenn du mehr über ppm und die Stoffmengenkonzentration wissen möchtest, besuche unsere speziellen PPM Rechner und den Stoffmengenkonzentration Rechner.

Einige Situationen, in denen du ppm in die Stoffmengenkonzentration umrechnen musst, sind:

  • Messungen der Trinkwasserqualität,
  • Aufrechterhaltung der chemischen Werte in Aquarien,
  • Mischen von Düngerlösungen für die Gartenpflanzen und
  • Herstellung von chemischen Lösungen.

Unter anderen Umständen werden die ppm auch anders berechnet, z. B.:

  • ppm eines Nährstoffs im Boden (dafür wird mg\text{mg} Nährstoff pro kg\text{kg} Boden berechnet) und
  • ppm von Schadstoffen in der Luft ( μl\text{μl} von Schadstoffen pro l\text{l} Luft).

Definition von ppm

Also, was ist ppm? Und wie kann etwas, das Teile pro Million (parts per million) genannt wird, durch mg/l\text{mg}/\text{l} dargestellt werden? Teile pro Million gibt die Anzahl der Teile von etwas in einer Million Teilen von etwas anderem an. Der Teil kann eine beliebige Einheit sein, beim Mischen von Lösungen stehen ppm aber normalerweise für Gewichtseinheiten. In diesem Zusammenhang sagt ppm aus, wie viele Gramm eines gelösten Stoffes in eine Million Gramm Lösung enthalten sind.

1 g gelo¨ster Stoff1000000 g Lo¨sung\footnotesize\frac{1\ \text{g gelöster Stoff}}{1\hspace{0.5mm}000\hspace{0.5mm}000\ \text{g Lösung}}

Wenn wir es mit einer verdünnten Lösung in Wasser bei Raumtemperatur zu tun haben, können wir die Masse des Lösungsmittels annähernd mit der Gesamtmasse der Lösung gleichsetzen und die Dichte von Wasser als 1 g/ml1\ \text{g}/\text{ml} annehmen. Daher können wir die Beziehung wie folgt umschreiben:

1 g gelo¨ster Stoff1000000 ml Wasser\footnotesize\frac{1\ \text{g gelöster Stoff}}{1\hspace{0.5mm}000\hspace{0.5mm}000\ \text{ml Wasser}}

Dann dividieren wir ml\text{ml} durch 10001000, um ml in l umzurechnen: die einfachste Volumenumrechnung 🇺🇸!

1 g gelo¨ster Stoff1000 l Wasser\footnotesize\frac{1\ \text{g gelöster Stoff}}{1000\ \text{l Wasser}}

Wenn du beide Einheiten durch 10001000 teilst, ergibt sich das Verhältnis:

1 mg gelo¨ster Stoff1 l Wasser\footnotesize\frac{1\ \text{mg gelöster Stoff}}{1\ \text{l Wasser}}

Wir können also sagen, dass 1 mg1\ \text{mg} in 1 l1\ \text{l} Wasser dasselbe ist wie 1 mg1\ \text{mg} in 1000000 mg1\hspace{0.5mm}000\hspace{0.5mm}000\ \text{mg} Wasser, also 1 Teil pro Million (unter der Annahme, dass Raumtemperatur und ein atmosphärischer Druck von 1 atm1\ \text{atm} herrschen).

Wenn dein Lösungsmittel nicht Wasser ist, solltest du die Dichte des Lösungsmittels im Rechner anpassen.

Wie rechne ich ppm in die Stoffmengenkonzentration um? – Anwendung des Rechners

Um ppm in die Stoffmengenkonzentration oder umgekehrt umzurechnen, musst du nur eine Variable kennen: die molare Masse des gelösten Elements oder Moleküls.

Wenn du die Molarität (mit der Einheit mol/l\text{mol}/\text{l}) mit der molaren Masse (mit der Einheit g/mol\text{g}/\text{mol}) multiplizierst, erhältst du g/l\text{g}/\text{l}. Multipliziere einfach g/l\text{g}/\text{l} mit 10001000, um g\text{g} in mg\text{mg} umzurechnen, und du erhältst ppm (in mg/l\text{mg}/\text{l} Wasser).

Die Formel zur Umrechnung von ppm in die Stoffmengenkonzentration für verdünnte Lösungen lautet:

ppm=MollmMol1000\footnotesize\text{ppm} = \frac{\text{Mol}}{\text{l}}\cdot m_\text{Mol}\cdot 1000

Beispiel 1 - Meerwasser vs. Trinkwasser

Der durchschnittliche Salzgehalt im Meerwasser entspricht 0, ⁣599 M0,\!599\ \text{M} NaCl\text{NaCl} (obwohl Meersalze nicht vollständig aus NaCl\text{NaCl} bestehen). Wenn das BMG (Bundesministerium für Gesundheit) empfiehlt, dass Trinkwasser den Wert 20 mg/l20\ \text{mg}/\text{l} (oder 20 ppm20\ \text{ppm}) nicht überschreiten sollte, wie viel salziger ist dann Meerwasser im Vergleich zu Trinkwasser?

Um das herauszufinden, müssen wir 0, ⁣599 M0,\!599\ \text{M} NaCl\text{NaCl} in ppm\text{ppm} umrechnen. Wir müssen die molare Masse von NaCl\text{NaCl} kennen, die 58, ⁣44 g/mol58,\!44\ \text{g}/\text{mol} beträgt. Multipliziere die Stoffmengenkonzentration mit der molaren Masse, um g/l\text{g}/\text{l} zu erhalten:

0,599 mol/l58,44 g/mol=35,0556 g/l\scriptsize 0,\!599\ \text{mol}/\text{l} \cdot 58,\!44\ \text{g}/\text{mol} = 35,\!0556\ \text{g}/\text{l}

Multipliziere dann mit 10001000, um mg/l\text{mg}/\text{l} zu erhalten:

35,0556 g/l1000 mg/g=35055,6 mg/l\scriptsize 35,\!0556\ \text{g}/\text{l} \cdot 1000\ \text{mg}/\text{g}= 35\hspace{0.5mm}055,\!6\ \text{mg}/\text{l}

Schließlich teilst du die Salzkonzentration des Meerwassers durch den Trinkwasser-Richtwert, um das Verhältnis zu ermitteln:

35005,56201750\footnotesize \frac{35\hspace{0.5mm}005,\!56}{20} \approx 1750

Die berechneten signifikanten Stellen kannst du auf 3 reduzieren. Dann können wir sagen, dass Meerwasser etwa 17501750 mal salziger ist als Trinkwasser!

Beispiel 2 – Herstellung einer NaOH-Lösung

Du hast eine Stammlösung von 1-molarem NaOH\text{NaOH}. Wie stellst du daraus eine 1 l1\ \text{l} Lösung von 200 ppm200\ \text{ppm} NaOH\text{NaOH} her? NaOH\text{NaOH} hat eine molare Masse von 39, ⁣997 g/mol39,\!997\ \text{g}/\text{mol}.

1. Rechne 200 ppm200\ \text{ppm} in die Stoffmengenkonzentration um:

Gehen wir zunächst von 200 ppm=200 mg/l200\ \text{ppm} = 200\ \text{mg}/\text{l} aus. Dann teilst du das Ergebnis durch 10001000, um g/l\text{g}/\text{l} zu erhalten:

200 mg/l200\ \text{mg}/\text{l} geteilt durch 1000 mg/g1000\ \text{mg}/\text{g} ist gleich 0, ⁣2 g/l0,\!2\ \text{g}/\text{l}.

Als Nächstes teilst du 0, ⁣2 g/l0,\!2\ \text{g}/\text{l} durch die molare Masse von NaOH\text{NaOH}, um die Molarität zu erhalten:

0, ⁣2 g/l0,\!2\ \text{g}/\text{l} dividiert durch 39, ⁣997 g/mol39,\!997\ \text{g}/\text{mol} ist gleich 0, ⁣005 mol/l0,\!005\ \text{mol}/\text{l}.

2. Berechne die Verdünnung:

Aus Schritt 1 wissen wir, dass die Zielmolarität 0, ⁣005 mol/l0,\!005\ \text{mol}/\text{l} beträgt. Um die Verdünnung zu berechnen, verwenden wir die folgende Gleichung:

m1V1=m2V2,\footnotesize m_1\cdot V_1=m_2\cdot V_2,

wobei:

  • m1m_1 — die Konzentration der Stammlösung ist,
  • m2m_2 — die Konzentration der verdünnten Lösung ist,
  • V1V_1 — das Volumen der Stammlösung ist und
  • V2V_2 — das Volumen der verdünnten Lösung ist.

Wir können die Zahlen für alle Variablen außer für das Volumen der Stammlösung eintragen:

1 MV1=0,005 M1 l\footnotesize 1\ \text{M} \cdot V_1 = 0,\!005\ \text{M} \cdot 1\ \text{l}

Stelle die Gleichung nach dem erforderlichen Volumen der Stammlösung um:

V1=0,005 M1 M1 l=0,005 l\footnotesize V_1 = \frac{0,\!005\ \text{M}}{1\ \text{M}}\cdot 1\ \text{l}=0,\!005\ \text{l}

Wir müssen also 0, ⁣005 l0,\!005\ \text{l} (oder 5 ml5\ \text{ml}) der Stammlösung auf ein Endvolumen von 1 l1\ \text{l} verdünnen, um eine 200 ppm200\ \text{ppm} NaOH\text{NaOH} Lösung zu erhalten.

Du kannst Schritt 1 mit diesem ppm-zu-Stoffmengenkonzentration-Rechner überprüfen und Schritt 2 mit dem Verdünnungsrechner!

FAQs

Wie berechne ich die Stoffmengenkonzentration aus der Dichte und ppm?

Um die Stoffmengenkonzentration einer beliebigen wässrigen Lösung zu berechnen:

  1. Nimm die Dichte der Lösung in g/l.
  2. Dividiere sie durch die molare Masse der Lösung in g/mol.
  3. Der resultierende Quotient ist die Stoffmengenkonzentration der Lösung in Mol/l.
  4. Wenn du den ppm-Wert hast, wiederholst du alle Schritte, aber ersetze die Dichte durch den ppm-Wert und multipliziere alles mit 1000 mg/g.

Wie viele ppm sind in einem Gramm?

Es gibt 1000 ppm Teilchen/Moleküle, wenn man davon ausgeht, dass ein Gramm der Substanz in einer 1-Liter-Lösung ist. Das liegt daran, dass 1 L Wasser 1000 g wiegt, es gibt also ein gelöstes Teilchen pro tausend Gesamtteilchen, also ein Tausend pro jede Million.

Wie berechne ich ppm aus der Volumenkonzentration?

Um ppm aus dem Volumen zu erhalten:

  1. Nimm die molare Konzentration der Lösungen in mol/l.
  2. Multipliziere sie mit der molaren Masse in g/mol.
  3. Dividiere den Wert durch die Dichte der Lösung in g/cm³.
  4. Multipliziere mit 1000 mg/g.
  5. Die resultierende ppm-Einheit pro Volumen ist normalerweise μl/l.

Wie hoch ist die Konzentration in ppm, wenn 0,5 Mol CH₄ in 1500 ml Wasser gelöst sind?

Die Konzentration beträgt 5,333 ppm. Um das Ergebnis zu erhalten:

  1. Berechne die molare Konzentration von CH₄:

    0,5 mol / 1,5 l = 0,3333 M

  2. Multipliziere den Wert mit der molaren Masse von Methan (16 g/mol).

  3. Multipliziere mit 1000 mg/g.

  4. Als Ergebnis erhalten wir:

    0,3333 M ∙ 16 g/mol ∙ 1000 mg/g = 5,333 ppm.

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