Allgemeine Chemie
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Alt 24.08.2010, 14:01   #1   Druckbare Version zeigen
lindaar  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
ppm in mg/m3 Umrechnen

Hallo,
ich zerbreche mir schon seit Stunden den Kopf über eine eigentlich ganz leichte Aufgabe (dachte ich Zumindest).

In der Luftreinhaltungsvorlesung hat unser Professor uns ein Bsp an der Tafel vorgerechnet und ich bin fest davon überzeugt das er da einen Fehler reingebaut habt. Vllt könnt ihr mal drüber schauen und mir sagen was ihr davon haltet. Also hier das was er an der Tafel vorgerechnet hat.

Es ging darum Emissionswerte zu berechnen und mit Grenzwerten zu vergleichen.

Gegeben:
N02=5ppm
NO=27ppm
P=1008hPa
T=48°C
O2(ist)= 16Vol%
O2(bezug)=11Vol%

1) Umrechnung ppm -> mg/m³

N02 ((46g/mol)/(22,4L/mol))*5ppm = 10,3mg/m³
NO ((39g/mol)/(22,4L/mol))*27ppm = 36,1mg/m³

2) Umrechnung NO ->N02

46/30 * 36,1mg/m³ = 55,7mg/m³

3) Summe NOx
=66mg/m³

4) Umrechnung auf Normbedingunen

(p1*T0)/(p0*T1)=V0/V1= 0,84
Daraus folgt: C(NOx-norm)= (66mg/m³)/0,84 = 78,6mg/m³

5)Sauerstoffbezug

Co/c1= (21-Bezug)/(21-Aktuell) = 2

C(Nox) = 78,6mg/m³ * 2 = 157,2mg/m³



So, mein Problem ist Schritt Nr. 4. Warum muss auf Normbedingungen angeglichen werden? Nach TaLuft ist ja vorgegben dass die Emissionswerte zur vergleichbarkeit auf ein bestimmten O2 wert und 0°C sowie 1atm bezogen sind. Nach meinem Verständnis von ppm ist dieses aber Druck und Temperatur unabhängig und somit sind die mg/m³ Werte aus Schritt 1 bereits für Normbedingungen. Meiner Meinung nach sollte Schritt 4 weggelassen werden und die Emissionen 132mg/m³ sein. D.h. die angaben der tatsächlichen Temperatur und Druck sind unnötig.

Was denkt ihr? Wo ist mein Denkfehler?

Vielen Dank!
lindaar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.08.2010, 14:54   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 13.685
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Das denke ich aber nicht. Bei verschieden Temperaturen und Drücken ergeben sich andere Volumina. 1 ppm = 1 part per Million

http://de.wikipedia.org/wiki/Parts_per_million
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis

Geändert von Nobby (24.08.2010 um 15:05 Uhr)
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.08.2010, 14:57   #3   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.661
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Hallo,
Zitat:
Zitat von lindaar Beitrag anzeigen
...
Nach meinem Verständnis von ppm ist dieses aber Druck und Temperatur unabhängig ...
ppm ist die "Einheit" einer Messgröße. Ist diese Messgröße von Druck und Temperatur unabhängig?
__________________
Wolfgang
wobue ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.08.2010, 21:13   #4   Druckbare Version zeigen
lindaar  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Was meint ihr denn jetzt? Ist die Rechnung dann falsch?

@wobue: ich bin immer davon ausgegangen das ppm keine "Einheit" irgendeiner Messgröße sei, sondern ein ein Verhältnis. In diesem Fall auf soviel Teile Luft soviel millionstel Teile Schadstoff (ob ml oder Teilchen bei Idealem Gas doch in diesem Fall egal)

Mir wurde nur als Ausgangswert ppm angegben. Aber egal ob sich ppm auf Volumina (also ml/m³) oder Stoffmenge oder Teilchenzahl bezieht, ist es doch bei Idealem Gas nie Temperatur bzw Druck abh, oder? Da es ein Verähltnis darstellt ist es doch ziemlich egal bei welchem Druck bzw Temperatur. Solange ich bei der Umrechnung als Molvolumen das bei Normbedingungen annehme, bin ich dann mit meiner Massenkonzentration auf Norm.

Oder verstehe ich das falsch?

Aus euren Antworten kann ich irgendwie nicht so recht entnehmen ob ihr mir oder meinem Prof zustimmt.

Die Sache ist das ich Übermorgen Klausur schreib und mir ziemlich sicher bin dass so eine Aufgabe dran kommmt. Ich könnts jetzt natürlich so machen wie ers an der Tafel vorgeturnt hat, wenn er aber nurn schlechten Tag hatte und jetzt den anderen (meiner Meinung nach richtigen) Weg erwartet hab ich ein Problem.
lindaar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.08.2010, 09:07   #5   Druckbare Version zeigen
lindaar  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Mit der Rechnung kommst du ja aufs gleiche Ergebnis wie ich nach schritt 1.

Mir ist aufgefallen das ihr nicht so recht auf meine Frage eingeht. Vllt bin ich hier auch im falschen Forum wenns um Berechnung vom Emissionswerten geht. Lieg ich falsch wenn ich davon ausgehe, dass ihr wisst wie das geht? Das soll jetzt keine Kritik sein, ist nur wichtig für mich zu wissen wie sicher ihr euch mit euren antworten seid.

Also gerade mit O2-bezug und auf Norm umrechnen. Wie man ne Massenkonzentration berechnet sollt ich grad noch hinkriegen. Ich wollt nur wissen ob dies auch der richtige Weg ist wenns um Emissionswerte geht.
lindaar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.08.2010, 09:13   #6   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.661
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Hallo,

mit dem Molvolumen und der Molmasse rechnest du meiner Meinung nach nur die Masse an NO bzw. NO2 aus, ohne das Gesamtvolumen zu berüchsichtigen, weil der Volumenanteil unter den angegebenen Bedingungen und unter Normalbedingungen gleich ist.

Du kannst auch annehmen, dass du 1 m³ Gas hast, das auf Normalbedingungen umrechnen und damit weiterrechnen, wobei mir der Ansatz von ehemaliges Mitglied wesentlich besser gefällt.

Um die Frage zu beantworten
Zitat:
Aus euren Antworten kann ich irgendwie nicht so recht entnehmen ob ihr mir oder meinem Prof zustimmt.
deinem Prof.
__________________
Wolfgang
wobue ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.08.2010, 11:51   #7   Druckbare Version zeigen
lindaar  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Nochmal für mich, damit ich sicher gehen kann dass ich das richtig verstanden habe.

Auch wenn ich FSK's weg benutze und zu Anfang die gemessenen Temperaturen einsetze muss ich später zur Vergleichberkeit auf Norm umrechnen. Das ganze wieder über IGG.
Ob ich nun vorher mit direkt Norm Druck und Temperatur in die Rechnung einsetzte oder die Werte bei denen der ppm Wert ermittelt wurde und dann in einem zweiten Schritt das Ergebnis auf Norm umrechne macht das doch keinen Unterschied. Da ppm oder auch der Stoffmengenanteil bei einem IG weder Druck noch Temperaur abh ist, das einzige was sich hier vertauscht ist der Nenner, welcher später dann durch umrechnen wieder ausgeglichen wird.

Mein Professor allerdings ist in Schritt 1 schon von Norm Volumen (22,4 L/mol bei 273K und 1atm) ausgegangen. Hat dann aber in Schritt 4 nochmal(!) auf Norm umgerechnet. Also liegt er um den Faktor 1,18 daneben.

Wenn ich jetzt nichts total falsch Verstanden habe, habe doch ich Recht und nicht mein Prof,

@wobue: oder?
lindaar ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 25.08.2010, 12:37   #8   Druckbare Version zeigen
lindaar  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Nungut, ob sinnvoll oder nicht Emissionsgrenzwerte in Massenkonzentration oder ppm darzustellen steht hier erstmal nicht zur Diskussion. Halte ppm auch für besser, da volumenunabh, dennoch sind in BimSchV die Grenzen in mg/m³ angegeben.

Zusätzlich halte ich es für falsch meinen Prof nicht zu hinterfragen, denn auch er ist menschlich.

Wenn Sie sich die Rechnung von meinem Prof anschauen (habe sie hier 1 zu 1 kopiert), schein ihnen Schritt 4 plausibel? Ich würde es auch schön finden wenn es so wär, denn dann müsst ich mir keine Gedanken mehr drüber machen. Trotzdem kann ich keinen Grund für Schritt 4 finden. Denn die Massenkonzentration ist für mich nach Schritt 1 auf Norm. Freue mich über jeden möglichen Grund, warum Schritt 4 notwendig ist, kann aber keinen finden.
Wenn ich Ihnen jetzt sage, es wir der Wert für 273 und 1atm benötigt (wie auch nach TA Luft), was würden Sie mir sagen wenn Sie die Rechnung oben sehen?
lindaar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.08.2010, 12:39   #9   Druckbare Version zeigen
lindaar  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Und da kommt man doch wohl kaum auf die Idee, die so erhaltene Massenkonzentration umzurechnen auf ein anderes Temperatur/Druck - Paar, wenn man in Wirklichkeit den Wert für 273 K / 1,013 bar benötigt.

Wenn man sich Schritt 4 anschaut, dann hat er doch aber von den gegeben Werten auf 273K/1atm umgerechnet und nicht andersherum, oder? Die gegebenen Werte dennoch nie in der Rechnung vorher angewendet.
lindaar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 26.08.2010, 08:14   #10   Druckbare Version zeigen
wobue Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.661
AW: ppm in mg/m3 Umrechnen

Hallo,

ich habe es nochmal nachgerechnet und muss meine Aussage von oben zurücknehmen.

Bei der Rechnung deines Profs ist der 4. Schritt so wie du es geschrieben hast falsch, weil im ersten bereits die Massenkonzentration unter Normbedingungen berechnet wurde.

Wenn du für die Berechnung den Ansatz von ehemaliges Mitglied benutzt und die Daten aus der Aufgabe einsetzt, erhältst du die Massenkonzentration bei den angegebenen Bedingungen. Dieses Ergebnis müsstest du dann entsprechend Schritt 4 umrechnen.
__________________
Wolfgang
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