ppmの濃度換算

質問

モデル環境中にPCBが流入し、平衡となった時の各相（大気A、水W、懸濁粒子P、水生生物B、堆積物質S)の濃度Cを求めたら次のようになったのですが、
C(A)=7.24*10^-9[mol/m^3]
C(W)=3.02*10^-7[mol/m^3]
C(B)=6.94*10^-4[mol/m^3]
C(P)=3.44*10^-3[mol/m^3]
C(S)=3.62*10^-4[mol/m^3]
これらをppm,ppb,pptに換算する方法を教えて下さい。
必要でしたら次の値を使ってお願いします。
PCBの分子量=189　
各相の容積V[m^3]はV(A)=10^10,V(W)=7*10^6,V(B)=3.5,V(P)=35,V(S)=7*10^4
密度ρ[kg/m^3]はρ(W)=ρ(B)=1000,ρ(P)=ρ(S)=1500
もう一つわからないのですが、C(A)は容積基準、C(W),C(B),C(P),C(S)は質量基準とあるのですがよくわかりません。

回答No.1

Julius · ベストアンサー

ppm, ppb, pptはそれぞれ10^-6, 10^-9, 10^-12という無次元の数なのはいいですね？
ppmというのは案外定義がいい加減で、
固体の場合は、質量の比ですが、
気体の場合は、容積の比です。これは理想気体のモル比に相当するわけですが、
質量比よりも容積比が求めやすいからです。
液体の場合は固体と同様、本来ならトータルの質量に対する比ですが[w/w]、
水溶液では1kgの水や1Lの水に対する質量比が使われています。

1.大気の濃度の換算
この場合は平均的な空気のモル密度が必要です。理想気体1 molを22.4 Lとするなら、
その濃度はC(total) = 10^3/22.4 mol/m^3。
だからPCB濃度は、C(A)/C(total) = 1.62 x 10^-10 (162 ppt)

2.液体固体での濃度の換算
この場合は水溶液や固体資料全体の密度が必要です。容積は関係ありません。
PCB濃度は、質量に換算すれば良いので
C(W)*PCB/ρ(W) = 5.71 x 10^-8 (57.1 ppb)
C(B),C(P),C(S)も全く同様の方法で換算できます。

補足

質問者のgashiです。
2.液体固体での濃度の換算の所でまた質問なのですが、
C(W)*PCB/ρ(W) = 5.71 x 10^-8とありますが、この計算を単位だけで表現すると次のようになりますよね？
[mol/m^3]*[g/mol]/[kg/m^3]。
この時はgとkgは単位を揃えて計算するのでしょうか？

回答No.2

Julius

う～む、
自分の専門(実験化学)に関わるところでこういう本質的なミスを犯した回答を
したのは、今度で3度目です(^^;)。
本当にすみません。猛省中です。

おっしゃる通り、私の回答は換算間違いを犯しています。
答えは57.１pptですね。
投稿前に計算をチェックしていれば良かったのでしょうが...
これでもほぼ毎日試薬をmg/mmolスケールで量り、換算しているので
(今も実験台の横に置いてあるパソコンから返事しています)、
まさかこういう間違いを犯すとは思いもよりませんでした。

お礼

まさか、こんな早く返事が来るとは＾＾
私の方こそこのぐらいの問題が解けなくてお恥ずかしいです＾＾；（大学で化学を勉強してるのにも関わらず）

解決しました、またよろしくお願いします。本当にありがとうございました。