МОЛЯРНЫЕ И ОБЪЕМНЫЕ ДОЛИ

Источник: ООО "ПГС Сервис"  https://pgs.ru/chavo/0-11.html 

Объёмная доля компонента — отношение объёма определяемого компонента к объему смеси (определяемый компонент + газ-разбавитель). Объёмная доля измеряется и выражается в процентах % или млн^-1. Значения концентраций компонентов газовой смеси в объёмных долях зависят от давления и температуры, расчет значений из молярных долей в объемные производится для нормальных условий в соответствии с ГОСТ 8.395 на давление 101,3кПа и температуру 20 ̊С.

Молярная доля — отношение количества молей определяемого компонента к количеству молей смеси (определяемый компонент + газ разбавитель). Молярная доля тоже выражается в процентах % или млн^-1. Значения концентраций компонентов газовой смеси, выраженной в молярных долях, не зависят от давления и температуры.

ГСО-ПГС выпускаются в соответствии с Государственной поверочной схемой для  средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах, утвержденной приказом Росстандарта 2315 от 31 декабря 2020г и на основании ТУ 20.11.11-009-53373468-2021, в которых определены требования к изготовлению и аттестации. 

Передача единицы молярной доли концентрации компонентов стандартным образцам (ГСО-ПГС) производится от государственного первичного эталона ГЭТ-154 посредством Вторичного эталона (ВЭТ) и Рабочего эталона 1-го разряда (РЭ), которые входят в Государственную поверочную схему.

Расчеты для производства стандартных образцов 0-го разряда, изготавливаемых гравиметрическим методом  с использованием Вторичного эталона (ВЭТ), производятся только в единицах молярных долей. Пересчёт молярных долей в объёмные будет вносить дополнительную погрешность, которая зависит от температуры и давления смеси. Аттестация ГСО-ПГС 1-го и 2-го разряда, которые используются конечными потребителями, происходит путем компарирования (прямого сравнения) или построения градуировочной зависимости по результатам измерений стандартных образцов 0-го разряда. Переданной единицей измерений является именно молярная  доля компонента. Перевод и пересчет молярной доли в объемную доля, массовую долю и массовую концентрации производится в соответствии с ГОСТ 8.974.  

Исторически сложилось так, что приборы газового анализа, используемые на производствах, имеют градуировку шкал в объёмных долях независимо от определяемого компонента, диапазона концентраций, температуры и давления, при которых происходит работа приборов.

Такая ситуация, кроме исторических предпосылок, связана с тем, что молярные и объёмные доли для большинства используемых газов и диапазонов концентраций, практически совпадают, коэффициент пересчета очень близок к единице. Значимые различия появляются при измерении газовых смесей с высокими концентрациями примесей сложных молекул, свойства которых значительно отличаются от свойств идеального газа (например молекулы "тяжелых" углеводородов).

В заказах, получаемых нашим производством, для всех газовых смесей отличие молярной концентрации компонентов от объёмной значительно меньше погрешности аттестации, приведённой в паспорте. Поэтому величины молярной и объёмной концентраций компонентов, в большинстве случаев  численно совпадают.