Exemplo de Cálculo da Concentração de Metano Dissolvido a Partir do Resultado de Infinitas Extrações

À uma amostra de 40 mL de água de esgoto tratado, adicionou-se 20 mL de gás nitrogênio (N₂), dentro de seringa de 60 mL. Em temperatura ambiente de 27 + 273,2 = 300,2 K e pressao atmosférica 685 mm Hg, a seringa foi chacoalhada durante dois minutos para promover a dessorção do metano (CH₄) dissolvido na amostra de água para o headspace de N₂. O headspace foi totalmente (20 mL) transferido para uma ampola gasométrica. Analisado por cromatografia resultou 2450 ppm CH₄. Imediatamente depois foi realizada uma segunda extração repetindo o procedimento descrito acima. Esta resultou 1193 ppm CH₄. Aqui, ppm significa micro mol/mol (µ mol/mol)

Utilizando a expressão S=C₁/(1-q) para infinitas extrações, qual a concentração de CH₄ dissolvido na amostra de água?

C₁ = 2450 ppm CH₄

C₂ = 1193 ppm CH₄

q = 1193/2450 = 0,4869

S = 4775 ppm CH₄ (ou 4775 µ mol de CH₄ por mol de headspace)

À pressão atmosférica 685 mm Hg e temperatura 300,2 K, um mol de gas ocupa 27,3 litros:

(62,4 x 300,2)/685 = 27,3 L mol^-1

Então o headspace de 20 mL tinha 0,000733 moles de gás:

0,020 / 27,3 = 0,000733

E da amostra de água foram extraídos 3,5 x 10^-6 moles de CH₄:

(0,000733 moles / 106 ppm) x 4775 ppm CH₄ = 3,5 x 10^-6

Sabendo-se que um mol de CH₄ tem 16 g, então foi extraída (de 40 mL de água) uma massa de 5,6 x 10^-5 g de CH₄:

3,5 x 10^-6 x 16 = 5,6 x 10^-5

E a concentração de CH₄ dissolvido na amostra era de 1,4 mg CH₄ L^-1 :

5,6 x 10^-2 mg CH₄ / 0,040 L = 1,4