2009 01 01 0906

O. W \»l iwo S. J. IXjIIv. C A.MW vx\Az*vdu», ^ttnrj 2C07 ISBN «?iwiuoM5>24-.i. C by WN PWN 200?

2.3. Reakcje i obliczenia w chemii atmosfery    29

2.3. Reakcje i obliczenia w chemii atmosfery

Miary stężenia składników atmosfery

Niektóre spośród metod pomiaru stężenia gazów w atmosferze mogą być nieznane wiciu ludziom. W przypadku gazów występujących w atmosferze w dużych ilościach ich stężenie wyraża się ułamkiem molowym (ułamkiem liczności substancji) lub w procentach. natomiast stężenie ciał stałych i cieczy podaje się w jednostkach masy. Zasada Avogadra stwierdza wówczas, że stosunki molowe są równoważne stosunkom objętościowym lub stosunkom ciśnień cząstkowych. Zazwyczaj stężenia substancji występujących w atmosferze wyraża się za pomocą ułamka lub procentu molowego¹ (tab. 2.1). Na przykład ułamek molowy azotu w suchej troposferze wynosi 0.7808. a procent molowy 78,08%. Oznacza to. że w każdych 100 molach cząsteczek gazów (z wyłączeniem wody) jest 78.08 moli cząsteczek diazotu. Ponadto wskazuje to również, żc przy ciśnieniu atmosferycznym (p° = 101 325 Pa) ciśnienie cząstkowe diazotu można obliczyć w następujący sposób:

0.7808 101 325 Pa = 7.911 • I0⁴ Pa

W przypadku gazów o małych stężeniach często stosuje się jednostki typu części na milion (miliard). Podobnie jak w przypadku stężeń ułamkowych i procentowych jednostki tc mogą dotyczyć liczności materii (mole), ciśnienia (Pa) lub objętości (nv\ L). Jednym zc sposobów wyrażenia stężenia są. na przykład, objętościowe części na milion (ppmv). Stężenie metanu w suchej troposferze wynosi w przybliżeniu 1.7 ppmv. Oznacza to, że 1.7 pmoli cząsteczek metanu znajduje się w 1.0 molu cząsteczek składników powietrza. Zauważ, żc ppmv ma inne znaczenie niz ppm w odniesieniu do ciał stałych i cieczy, ale istnieje możliwość odpowiedniego przeliczenia² . Po zastosowaniu średniej masy molowej powietrza, 29 g-mol^-1, można wykazać, że stężeniu 1.7 ppmv odpowiada wartość 0.94 ppm (= pg ■ g '). gdy wyrazimy je w jednostkach masy. Ta ostatnia jednostka stężenia jest rzadko stosowana w chemii atmosfery.

Innymi często stosowanymi jednostkami stężenia gazów i cząsteczek występujących w atmosferze są jednostki masy w określonej objętości, mole w określonej objętości lub liczby cząsteczek w określonej objętości. W Przykładzie 2.3 przedstawiono obliczenia ilustrujące proste przeliczenie stężenia objętościowego na stężenie molowe ditlenu.

Jednostki pokrewne, określające liczbę cząsteczek przypadających na określoną objętość. są zazwyczaj stosowane do wyrażania stężenia niektórych ważnych indywiduów chemicznych występujących w bardzo małych ilościach. W przypadku aerozoli atmosferycznych. stałych lub ciekłych cząstek w powietrzu, do wyrażenia stężenia konieczne

'W języku angielskim stężenie substancji w atmosferze określa się także terminem „stosunek mieszania" (ntixing rafio) (przyp. tłum.).

'Właśnie ze względu na tę niejednoznaczność nie zaleca się ostatnio stosowania jednostek ppm i ppb. należy je zastąpić jednostkami pg • g^-1 i mg I.^-1 oraz jednostkami odpowiednio mniejszymi (przyp. red ).