Quale differenza tra ppm e ppmv e come convertire dall'uno all'altra?

Salve a tutti mi chiamo davide e sono alle prese con la concentrazione degli inquinanti. In particolare ho una tabella con delle concentrazioni di CO espresse in ppm (parti per milioni) e di NOx espresso in ppm vol (parte per milione in volume). Volevo chiedervi che differenza c'è tra ppm e ppm vol? come faccio a convertire dall'uno all'altra unità?
grazie anticipatamente a chiunque volesse aiutarmi a risolvere questo mio dilemma.

Ciao,
la tua domanda riguarda la differenza tra le unità di misura ppm (parti per milione) e ppmv (parti per milione in volume) e come queste si usano per esprimere la concentrazione di inquinanti gassosi come CO e NOx. Vediamo di chiarire le differenze e capire se è necessaria una conversione.
Differenze tra ppm e ppmv

ppm (parti per milione): È una misura generica della concentrazione che può riferirsi a qualsiasi unità base. Nel contesto dei gas, si riferisce spesso a un rapporto di mole o volume, poiché per i gas ideali, questi due sono equivalenti a parità di condizioni (temperatura e pressione costanti).

ppmv (parti per milione in volume): Indica esplicitamente una misura di concentrazione volumetrica. Nel caso dei gas, rappresenta il rapporto tra il volume del gas inquinante e il volume totale della miscela gassosa.

Conversione tra ppm e ppmv

In generale, quando si parla di concentrazione di gas in aria, ppm e ppmv sono considerati equivalenti, perché le misure di concentrazione di gas in aria sono solitamente basate su rapporti volumetrici. Quindi, per gas in condizioni normali, 1 ppm è uguale a 1 ppmv. Non è necessaria una conversione tra queste unità se la temperatura e la pressione restano costanti e ideali.
Quando la conversione è necessaria?

La conversione tra ppm e ppmv può essere necessaria se:

Stai confrontando misure tra diverse fasi (ad esempio, da liquido a gas), dove il ppm può riferirsi a peso o massa.
Le condizioni di temperatura e pressione sono significativamente diverse da quelle standard (0 °C e 1 atm), nel qual caso potrebbe essere necessario un aggiustamento per mantenere la coerenza.

Esempio di conversione

Se fosse necessario, una conversione tra una misura di concentrazione in massa (come mg/m³) e ppm può essere effettuata utilizzando l'equazione dei gas ideali:

ppm = (mg/m³ * 24.45) / M

Dove 24.45 è il volume molare di un gas ideale a condizioni standard (L/mol) e M è la massa molare del gas inquinante (g/mol).

Tuttavia, nel tuo caso, dato che entrambe le unità sono espresse come ppm e ppmv in riferimento a concentrazioni gassose, puoi considerarli equivalenti a meno di particolari situazioni non standard.

Vorrei suggerire quanto segue:

la differenza principale tra ppm (parti per milione) e ppmv (parti per milione in volume) è il modo in cui vengono calcolate e le unità che rappresentano.

-ppm (parti per milione) è un termine generale che si riferisce alla concentrazione di una sostanza in una miscela, solitamente espressa come rapporto tra il numero di parti della sostanza e il numero totale di parti della miscela. Può essere applicato a qualsiasi tipo di miscela, come massa, volume o mole.

-ppmv (parti per milione in volume) è un termine specifico che si riferisce alla concentrazione di un gas in una miscela gassosa, espressa come rapporto tra il volume del gas e il volume totale della miscela. In genere si usa per esprimere la concentrazione di gas nell'aria, come CO e NOx.

Per convertire da ppm a ppmv, è necessario conoscere la densità del gas e le condizioni di temperatura e pressione in cui è stata effettuata la misurazione. Questo perché sia il volume di un gas sia la densità di un gas cambia con la temperatura e la pressione.

Ecco una formula generale per convertire i ppm in ppmv:

ppmv = (ppm x densità del gas x 1000) / (volume molare del gas a TPS ovvero Temperatura e Pressione Standard)

Dove:

-ppm è la concentrazione del gas in ppm
-densità del gas è la densità del gas in g/L
-volume molare del gas a TPS , pari a 22,4 L/mol.

Ad esempio, se la concentrazione di CO è di 100 ppm e la densità di CO a 20°C e 1 atm (TPS) è di 1,18 g/L (dato tabellato), è possibile convertirla in ppmv come segue:

- ppmv = (100 ppm x 1,18 g/L x 1000) / (22,4 L/mol) = 535 ppmv

Si noti che si tratta di una conversione approssimativa e che la conversione effettiva può variare a seconda delle condizioni specifiche in cui è stata effettuata la misurazione.

Nel nostro caso, poiché le concentrazioni di CO sono espresse in ppm e quelle di NOx in ppmv, potrebbe essere necessario convertire le concentrazioni di CO in ppmv utilizzando la formula di cui sopra. Tuttavia, si tenga presente che questa conversione presuppone che le concentrazioni di CO siano misurate alle stesse condizioni di temperatura e pressione delle concentrazioni di NOx.

In caso contrario, potrebbe essere necessario utilizzare una formula di conversione più complessa.