Hallo Chemiker/Physiker: Gaskonzentration berechnen...

hashish

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Hallo,
ich bräuchte mal kurz Hilfe bei der Berechnung der Ozonkonzentration in einer bestimmten Menge Luft.
Konkret geht es um folgendens: angenommen, ein Generator erzeugt 1000 mg Ozon pro Stunde.
In einem abgeschlossenen luftgefüllten Raum von 1x1x1 m (also dem Volumen 1 m3) würde das ja bedeuten, dass innerhalb einer Stunde die Konzentration des Ozons auf ca. 1g/m3, bzw. 1'000'000 μ/m3 anstiege.
So weit ist alles klar (denke ich mal ;) )

Wie würde man nun in dem Fall die Konzentration in ppm berechnen?
 
na? keine Lust auf Hausaufgaben :p

1 Prozent = 10−2 = 10.000 ppm = Teile pro Hundert
1 Promille = 10−3 = 1.000 ppm = Teile pro Tausend = 0,1 %
1 ppm = 10−6 = Teile pro Million = 0,0001 %
1 ppb (parts per billion) = 10−9 = Teile pro Milliarde
1 ppt (parts per trillion) = 10−12 = Teile pro Billion
1 ppq (parts per quadrillion) = 10−15 = Teile pro Billiarde
 
na? keine Lust auf Hausaufgaben :p

o je, aus dem Alter bin ich schon seit Äonen raus :p
Das ist in dem Fall wahrscheinlich auch das Problem: die letzte Chemie- bzw. Physikstunde liegt mehr als ein "kleines" Weilchen zurück. ;)

Dass ppm so und soviel Nullkomma-Prozent bedeutet, ist mir klar.
Bringt mir aber nichts, wenn ich nicht weiß, wieviele Teile Luft bei normalen Bedingungen in einem Kubikmeter enthalten sind.
Das muss ich doch aber wissen, um die 1g/m3 Ozon in Relation dazu setzen zu können.
 
1 Kubikmeter Luft wiegt ca 1.2kg damit sollte die Berechnung etwas leichter fallen.

edit: genauer 1.187 g/l bei 22°C. Kann man mit dem idealen Gasgesetz auch leicht selbst ausrechnen.
 
1 m^3 Luft wiegt - wie bereits geschrieben 1,187kg. Die Molmasse von Luft wird zu 28,9644 g/mol angenommen. Die Molmasse von Ozon zu 48,00 g/mol.

Auf 0,0208 mol Ozon kommen also 40,981 "mol Luft", die Konzentration ist damit 0,0005 (mol Ozon/mol Luft) also 500ppm.

Das Ganze hängt natürlich auch von der Temperatur ab. Die Dichte von Luft bei 0°C ist eine andere als bei 20°C oder bei 70°C.
 
Zuletzt bearbeitet:
1 mol Gas bei p_n = 22,4 ltr.
dein Raum hat 1000 ltr. damit kannst du irgendwie zurückrechnen.
 
p*V=n*R*T
1*10^5Pa*1m^3=n*8,314*293K (bei20°C und 1bar Luftdruck)
n=(1*10^5Pa*1m^3)/8,314*293K
n=41,05mol

Ozon=O3 O=16g/mol O3=48g/mol 1000mg=1g ->(1/48)mol
1mol enthält 6,022*10^23 Teilchen
41,05mol-(1/48)mol=41,03mol
41,03mol*6,022*10^23=2,47*10^25 Teilchen Luft pro m^3
(1/48)mol*6,022*10^23=1,25*10^22 Teilchen Ozon pro m^3
1,25*10^22/2,47*10^25=1,25/2,47+10^3=1,25/2470=1/1976
->506/1*10^6 ->506ppm
 
Zuletzt bearbeitet:
@shamez23:
willst du einen alten Mann völlig verwirren? :p

danke euch allen. :)
Ich halte mich an den Rechenweg von nuxli.
Also
1. Masse des vorhandenen Ozons (hier wären es 1 gr) geteilt durch dessen Molmasse
2. Masse der Luft (hier 1187 gr) geteilt durch ihre Molmasse
3. Resultat aus "1." geteilt durch das Resultat aus "2." ergibt die ppm Verteilung.

Diese Formel kann ich nun leicht auf unterschiedliche Vorgaben anwenden.
 
@shamez23:
willst du einen alten Mann völlig verwirren? :p

danke euch allen. :)
Ich halte mich an den Rechenweg von nuxli.
Also
1. Masse des vorhandenen Ozons (hier wären es 1 gr) geteilt durch dessen Molmasse
2. Masse der Luft (hier 1187 gr) geteilt durch ihre Molmasse
3. Resultat aus "1." geteilt durch das Resultat aus "2." ergibt die ppm Verteilung.

Diese Formel kann ich nun leicht auf unterschiedliche Vorgaben anwenden.

das ist keine Formel, sondern ne Rechenkrücke für Faule. Man sollte sowas nicht anwenden, wenn man nicht genau weiß welche Randbedingungen bei der Vereinfachung der Formel zu dieser Krücke vorausgesetzt wurden. So gilt das Ganze hier zum Beispiel nur bei einer Temperatur von 22°C.

Ich sagte es ja schon oben: das ideale Gasgesetz hilft, und die Formel ist nun wirklich extremst einfach.
 
Der Einwand von walfrieda ist völlig berechtigt, ich habe ja auch darauf hingewiesen, dass die Dichte von der Temperatur abhängig ist und auch der Druck müsste gegebenenfalls beachtet werden.

Alternativ zum idealen Gasgesetz kannst du auch ein Tabellenwerk wie den VDI Wärmeatlas verwenden. :) Damit könntest du dann auch z.B. feuchte Luft ohne aufwändige Rechnungen näher betrachten, sofern das relevant sein könnte.
 
das ist keine Formel, sondern ne Rechenkrücke für Faule. Man sollte sowas nicht anwenden, wenn man nicht genau weiß welche Randbedingungen bei der Vereinfachung der Formel zu dieser Krücke vorausgesetzt wurden. So gilt das Ganze hier zum Beispiel nur bei einer Temperatur von 22°C.

Ich sagte es ja schon oben: das ideale Gasgesetz hilft, und die Formel ist nun wirklich extremst einfach.

ja, ich weiß, ich hätte Formel in "" setzen sollen. ;)
Für meine Zwecke reicht die Krücke, also kein Grund, das Ganze zu verkomplizieren :)
 
Verwirren will ich dich nicht.
Die Rechnung sieht so geschrieben eben etwas kompliziert aus.
Eigentlich hab ich nur ausgerechnet wie viel Mol ein ideales Gas bei 20°C und 1bar Druck hat.
Danach noch, wieviel Mol 1g Ozon.

Mit der Avogadrokonstanten kannst du dann ausrechnen, wie viele Teilchen ein Mol enthält, nämlich 6,022*10^23 Teilchen.

Wenn man jetzt weiß, wieviel Mol in einem Kubikmeter Luft sind und wieviel Mol Ozon du hast, kann man durch Subtraktion berechnen, wieviel Mol Luft in dem Kubikmeter drin sind. Der Rest ist Ozon.

So bekommst du die Menge Luft und Ozon in Mol. Multipliziert mit den 6,022*10^23 Teilchen pro Mol und du weißt wie viele Teilchen Luft bzw. Ozon in deinem Kubikmeter sind.
Die dann eben noch ins Verhältnis gesetzt und du hast dein Ergebnis.

Auf diese Art kannst du das mit jeglichem idealen Gas rechnen und beziehst so die jeweiligen Außenbedingungen wie Temperatur und Druck mit ein.
 
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