Verfahrenstechnik für Dummies. Burkhard Lohrengel

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Verfahrenstechnik für Dummies - Burkhard Lohrengel

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      1 ppm bedeutet, dass auf einer Strecke von 1000 m eine Längenänderung von 1 mm auftritt, oder dass ein Stück Würfelzucker in einem Tanklastzug gelöst ist!

      1 ppb ist dementsprechend noch viel weniger. Bei einer Weltbevölkerung im Jahr 2019 von 7,7 Milliarden Menschen entspricht dies 7,7 Personen auf der gesamten Erde. Dies ist fast nichts! Und jetzt überlegen Sie sich einmal, wie Sie Schadstoffe im ppb-Bereich messen wollen! Bei Dioxinen ist dies genau die Fragestellung.

      

1 upper V o l period minus percent-sign entspricht 10.000 p p m equals 10.000 .000 p p b period

      

Der Alkoholgehalt wird immer in Volumenprozent angegeben. Ein halber Liter Bier mit 5 Vol.-% Alkohol enthält somit 0,025 l reinen Alkohol, also ein gutes Schnapsglas voll. Trinken Sie dagegen einen Schnaps (Schnapsglas mit 0,02 l) mit 38 Vol.-% Alkohol, haben Sie 7,6·10–3 l Alkohol zu sich genommen. Mit 4 Gläsern Schnaps haben Sie dann 0,03 l reinen Alkohol getrunken und damit etwas mehr als der Biertrinker. Trinken Sie beides zusammen, hat dies dann häufig schon fatale Folgen!

      

Wo Sie gerade beim Alkohol sind, können Sie sich hier gleich noch ein Beispiel anschauen. Der getrunkene Alkohol wird im Blut gelöst, Sie haben nach dem Alkoholgenuss eine bestimmte Blutalkoholkonzentration. Die Blutalkoholkonzentration (BAK) gibt die im Blut enthaltene Menge an Alkohol an. Sie wird in Gramm Reinalkohol pro Kilogramm Blut als »Promille (‰)« angegeben. Eine BAK von 1‰ bedeutet, dass 1 Kilogramm Blut 1 Gramm reinen Alkohol enthält. Das sind 1000 ppm. Sie sehen, dass Sie die Einheit ppm beziehungsweise ppb sowohl als Volumen- als auch als Massenanteile angeben können.

Massenanteil wi Stoffmengenanteil xi Partialdichte ρi Massenbeladung Xm,i
Massenanteil w Subscript i Baseline equals StartFraction m Subscript i Baseline Over sigma-summation Underscript i Endscripts m Subscript i Baseline EndFraction w i StartFraction x Subscript i Baseline dot upper M Subscript i Baseline Over upper M EndFraction equals StartFraction x Subscript i Baseline dot upper M Subscript i Baseline Over sigma-summation Underscript i Endscripts x Subscript i Baseline dot upper M Subscript i Baseline EndFraction StartFraction rho Subscript i Baseline Over rho EndFraction StartFraction upper X Subscript m comma i Baseline Over 1 plus upper X Subscript m comma upper I Baseline EndFraction
Stoffmengenanteil x Subscript i Baseline equals StartFraction n Subscript i Baseline Over sigma-summation Underscript i Endscripts n Subscript i Baseline EndFraction StartStartFraction StartFraction w Subscript i Baseline Over upper M Subscript i Baseline EndFraction OverOver sigma-summation Underscript i Endscripts StartFraction w Subscript i Baseline Over upper M Subscript i Baseline EndFraction EndEndFraction equals w Subscript i Baseline dot StartFraction upper M Over upper M Subscript i Baseline EndFraction x i StartStartFraction StartFraction rho Subscript i Baseline Over upper M Subscript i Baseline EndFraction OverOver sigma-summation Underscript i Endscripts StartFraction rho Subscript i Baseline Over upper M Subscript i Baseline EndFraction EndEndFraction equals StartStartFraction StartFraction rho Subscript i Baseline Over upper M Subscript i Baseline EndFraction OverOver StartFraction rho Over upper M EndFraction EndEndFraction StartFraction upper X Subscript m comma i Baseline dot upper M Over upper M Subscript i Baseline dot left-parenthesis 1 plus upper X Subscript m comma i Baseline right-parenthesis EndFraction
Partialdichte rho Subscript i Baseline equals StartFraction m Subscript i Baseline Over upper V EndFraction w i ⋅ ρ StartStartFraction x Subscript i Baseline dot upper M Subscript i Baseline OverOver StartFraction upper M Over rho EndFraction EndEndFraction ρ i StartFraction upper X Subscript m comma i Baseline dot rho Over 1 plus upper X Subscript m comma i Baseline EndFraction
Massenbeladung upper X Subscript m comma i Baseline equals StartFraction m Subscript i Baseline Over m Subscript upper L comma upper T Baseline EndFraction StartFraction w Subscript i Baseline Over 1 minus w Subscript i Baseline EndFraction StartFraction x Subscript i Baseline dot upper M Subscript i Baseline Over upper M minus x Subscript i Baseline dot upper M Subscript i Baseline EndFraction StartFraction rho Subscript i Baseline Over rho Subscript upper L comma upper T Baseline EndFraction equals StartFraction rho Subscript i Baseline Over rho minus rho Subscript i Baseline EndFraction X m,i

      Stoffmengenbeladung und Stoffmengenanteil können einfach ineinander umgerechnet werden:

      (3.20)upper X Subscript i Baseline equals StartFraction x Subscript i Baseline Over 1 minus x Subscript i Baseline EndFraction comma upper Y Subscript i Baseline equals StartFraction y Subscript i Baseline Over 1 minus y Subscript i Baseline EndFraction comma x Subscript i Baseline equals StartFraction upper X Subscript i Baseline Over 1 plus upper X Subscript i Baseline EndFraction comma y Subscript i Baseline equals StartFraction upper Y Subscript i Baseline Over 1 plus upper Y Subscript i Baseline EndFraction period

      Molalität

      Zum Abschluss noch ein Konzentrationsmaß, das eigentlich nur von den Chemikern benutzt wird. Da wir Verfahrenstechniker es aber häufig auch mit Chemikern zu tun haben, ist es nicht schlecht, wenn auch Sie den Begriff der Molalität kennen. Chemiker geben die Molalität b in mol/kg oder häufiger mol/l an. Die Molalität

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