ปัญหาการแปลงหน่วยวัด

โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย ylb913 เมื่อวันที่ 29-11-2016 เวลา 12:15 ค่า mg/l = ppm หมายถึงในสารละลายน้ำ ความหนาแน่นของสารละลายคือ 1 กรัม/ตารางเซนติเมตร ดังนั้น 1 ลิตรจึงเท่ากับ 1 กิโลกรัม. mg/kg ก็คือค่ามวลในหน่วย ppm นั่นเอง.

PPM คือหนึ่งในล้าน ซึ่งเป็นหน่วยวัดมวล ส่วน mg/I เป็นหน่วยวัดความเข้มข้น ทั้งสองไม่ใช่แนวคิดเดียวกัน เมื่อเป็นสารละลายน้ำ ความหนาแน่นจะเท่ากับ 1 ดังนั้นค่าทั้งสองจึงเท่ากัน แต่ความหมายนั้นแตกต่างกัน

เจ้าของกระทู้มีแนวคิดพื้นฐานที่ผิด. 。 。 PPM คือหนึ่งในล้าน โดยไม่มีหน่วยวัด ตัวอย่างเช่น ในน้ำ 1 ตันมีเกลืออยู่ 1 กรัม ก็สามารถบอกได้ว่าปริมาณเกลือคือ 1 กรัม/1 ตัน = 10^-6 = 1 ppm อีกตัวอย่างหนึ่งคือ ในอากาศ 1 ลูกบาศก์เมตรมี SO2 อยู่ 1 มิลลิลิตร ก็สามารถบอกได้ว่าปริมาณ SO2 คือ 1 ppm เพียงแค่หน่วยของตัวเลขที่อยู่ในตัวส่วนต่างๆ ต้องเหมือนกันก็พอ อาจจะเป็นหน่วยมวล หรือหน่วยปริมาตร หรือแม้แต่หน่วยโมลก็ได้ แต่ PPM ก็คือการแสดงค่าในรูปแบบของหนึ่งในล้านเท่านั้นเอง 。 ไม่ว่าจะเป็นหน่วย mg/l หรือ mg/m3 ก็ล้วนเป็นหน่วยของความเข้มข้นของมวล (ซึ่งก็คือความหนาแน่นนั่นเอง) นั่นคือ มวลต่อปริมาตร ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้หน่วย ppm มาแสดงค่าได้!

โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย ylb913 เมื่อวันที่ 2016-12-2 เวลา 07:18 ส่วนการใช้งาน ppm นั้น ผมมีประสบการณ์ในการใช้มันมากที่สุด. 1. ก่อนอื่นขอพูดถึงการที่ใช้ค่า mg/l เป็นตัวแทนของ ppm กันก่อน ตัวอย่างเช่น ปริมาณกำมะถันในน้ำเสียที่มีกำมะถันปนอยู่ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ความหนาแน่นของของเหลวจะต้องอยู่ในระดับใกล้เคียงกับ 1000 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร หรือก็คือ 1 กิโลกรัม/ลิตร ซึ่งโดยปกติแล้วก็คือสารละลายน้ำนั่นเอง. mg หารด้วย kg จะได้ค่าหนึ่งในล้าน ซึ่งก็คือค่าความเข้มข้นของมวลในรูป ppm นั่นเอง 2. ยกตัวอย่างจากหัวข้อของผู้โพสต์: “ใช้ CH3OH ในก๊าซไอเสีย CO2 เป็นตัวอย่าง: 25 มก./m3 ≈ 17 ppm” หากต้องการคำนวณค่าในหน่วย ppm ตามมวล สำหรับเมทานอลนั้นใช้ค่า 25 มก. ไม่ต้องสนใจ ส่วนน้ำหนักโมเลกุลของ CO2 คือ 44 ดังนั้นปริมาณ CO2 ในแต่ละ m3 จะเท่ากับ 1*44/22.4 = 1.96 กก./m3 ดังนั้น 25/1.96 = 12.8 ppm (ค่า ppm ตามมวล) หากต้องการคำนวณค่าในหน่วย ppm ตามปริมาตร สำหรับ CO2 นั้นใช้หน่วยปริมาตรคือ m3 ซึ่งไม่ต้องสนใจ ส่วนน้ำหนักโมเลกุลของเมทานอลคือ 32 ดังนั้น 25 มก. จะเท่ากับ 25/32*22.4 = 17.5 มิลลิลิตร ซึ่งก็คือ 17.5 ppm (ค่า ppm ตามปริมาตร) สรุปได้ว่า: 1. สำหรับของเหลว การใช้ค่า ppm ตามมวลนั้นเป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากกว่า 2. สำหรับก๊าซแล้ว การใช้ค่า ppm ตามมวล หรือ ppm ตามปริมาตรนั้นเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยมาก 3. โดยปกติแล้ว ppm หมายถึงหนึ่งในล้าน ซึ่งไม่มีหน่วยวัด ขึ้นอยู่กับว่าจะเป็นหนึ่งในล้านของมวลหรือหนึ่งในล้านของปริมาตร ซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้าใจทั่วไป หรือธรรมเนียมในแต่ละอุตสาหกรรม 4. ประการสุดท้าย สำหรับค่า ppm ของก๊าซนั้น ในความเป็นจริงก็มีกรณีที่ใช้ค่า mg/m3 แทนค่า ppm เช่นกัน ในแง่ของความหนาแน่นนั้น หน่วยน้ำหนักที่สอดคล้องกับหน่วยลูกบาศก์เมตรคือกิโลกรัม โดยความสัมพันธ์ระหว่างมิลลิกรัมกับกิโลกรัมก็คือ 1 ในล้านนั่นเอง อีกด้านหนึ่งคือปัญหาเรื่ององค์ประกอบของก๊าซ เช่น ปริมาณกำมะถันรวม ซึ่งค่าที่ได้จากการวิเคราะห์ก็คือน้ำหนักของธาตุกำมะถัน และเนื่องจากกำมะถันอาจมีรูปแบบโมเลกุลที่แตกต่างกันไป จึงทำให้ยากที่จะแปลงน้ำหนักนี้ให้เป็นปริมาตรของก๊าซที่มีกำมะถันอยู่ ดังนั้นจึงไม่สามารถหาค่า ppm ของปริมาตรได้ ； นอกจากนี้ ก๊าซเองก็อาจมีองค์ประกอบหลายชนิดได้ และองค์ประกอบเหล่านี้ก็เปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลา หน่วยของปริมาณกำมะถันคือ mg แต่การแปลงปริมาตรของก๊าซ (ในหน่วย m3) ให้เป็นกิโลกรัมนั้นเป็นเรื่องที่ยากจะทำได้อย่างแม่นยำ ประการหนึ่งคือไม่สะดวกที่จะคำนวณทุกครั้ง ประการที่สองคือการใช้ค่ามวลโมเลกุลเฉลี่ยนั้น ค่ามวลโมเลกุลเฉลี่ยก็มีการเปลี่ยนแปลงไปตามช่วงเวลาด้วย แล้วเมื่อไหร่ที่ควรปรับค่านี้ล่ะ? ช่วงเวลานี้ก็เป็นเรื่องน่าปวดหัวเหมือนกัน (เพราะเราใช้ข้อมูลความหนาแน่นของก๊าซชนิดเดียวกันมาตลอดหลายปี จนทำให้เกิดเรื่องตลกขบขันขึ้นในห้องปฏิบัติการของเรามาแล้ว) ควรใช้ค่าตัวเลขดั้งเดิมอย่าง mg/m3 โดยตรงจะดีกว่า ——การเรียกค่า mg/m3 ว่า ppm นั้นแน่นอนว่าไม่ถูกต้องนัก แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีบริษัทหรืออุตสาหกรรมบางแห่งที่ใช้วิธีนี้ เช่น ในหน่วยงานของเราก็มีการใช้วิธีนี้ และในอุตสาหกรรมการกำจัดกำมะถันจากก๊าซธรรมชาติเหลวก็มีการใช้วิธีนี้เช่นกัน

ดูเหมือนจะเป็นอย่างนั้นครับ ก่อนอื่นต้องคำนวณมวลของเมทานอลก่อน: n = V/Vm = m/M จากสูตรนี้ เราสามารถหามวลของเมทานอลได้โดยการนำ V/Vm มาคูณกับ M นั่นคือ 1 ลูกบาศก์เมตร หารด้วย 22.4 L/mol แล้วคูณด้วย 32 g/mol ผลลัพธ์ที่ได้คือมวลของเมทานอลอยู่ที่ 1428.87 กรัมครับ. นำ 25 มิลลิกรัมมาหารด้วย 1428.87 กรัม ผลลัพธ์จะอยู่ที่ประมาณ 17 ppm ไม่รู้ว่าจะถูกหรือเปล่าครับ. ที่ระบุไว้ในข้อมูลว่า 1 ppm = mg/L นั้น หมายถึงกรณีที่ความหนาแน่นของสารละลายเท่ากับ 1 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรใช่ไหมครับ?

อ๋อ ครั้งนี้ขาดทุนหนักเลยนะ สกุลเงินไห่ชวนจะใช้ทำอะไรได้บ้าง? ดูเหมือนว่าคุณจะมีเหรียญเยอะมากเลยนะ :D