気圧と気化された液体の濃度

質問

ガスクロで検量線を引くための、標準ガスを作る際に、
希釈する大気の圧力によって、濃度誤差がどの程度あるのか知りたいです。

例えば、酢酸エチルの2000ppmの標準ガスを作る場合、
真空に引いた1Lの真空瓶に、マイクロシリンジで酢酸エチルを8μL入れて気化させ、
25℃、1atmの大気を用い真空瓶を1atmに戻すとできます。

酢酸エチル
分子量　88.1
比重　0.901

1atm、25℃の酢酸エチルの濃度は、
1atm 1mol 0℃の気体の圧力は22.4Lであり、真空瓶が１Lだから
（（8μL×0.901)/88.1）×（22.4L×(（273＋25）/273)）/１L）×1000=2000　ppm　・・・（１）式

これはわかるのですが、
真空瓶に大気を入れる際の圧力が、1atmではなく、
0.9atmや1.１atmの場合の濃度の計算方法がわかりません。

例えば0.9atmの場合、0.9atm 1 mol 0℃の気体の体積は、
ボイルシャルルの方式 P1V1＝P2V2より、22.4L/0.9=24.9Lなので、
（１）式の22.4Lの項を24.9Lににすればよいのでしょうか？

教えてください。よろしくお願いいたします。

回答No.1

okormazd

試料を
m[g]
とったとする。
これが、
温度T[K]、圧力P[kPa]
で、気化したときの体積は、

V=m/M*V0*T/T0*P0/P

V：体積[L]
m：試料[g]
M：モル質量[g/mol]
V0：標準状態のモル体積=22.4[L/mol]
T：温度[K]
T0：標準状態の温度=273[K]
P：圧力[kPa]([atm]でも同じ)
P0：標準状態の圧力=101.3[kPa](=1[atm])

これを、1[L]の真空瓶にとって、空気をいれて、同じ温度、圧力にするのだから、

ppm=V[L]/1[L]*10^6

でしょう。

質問の例だと、
試料を体積で取っているから、これをv[μL]、密度をρ[g/ml]とすると、
m=v[μL]*10^(-3)[[mL/μL]*ρ[g/mL]=vρ*10^(-3)[g]
だ。

v=8[μL]
ρ=0.901[g/mL]
M=88.1[g/mol]
で、
25℃、0.9[atm]のときを計算すれば、

V=8[μL]*10^(-3)[mL/μL]*0.901[g/mL]/88.1[g/mol]*22.4[L/mol]*298[K]/273[K]*1[atm]/0.9[atm]
=0.0022[L]

ppm=0.0022[L]/1[L]*10^6=2200[ppm]

ということか。