（解决方案-计算公式）光催化实验当中常见的气体体积单位及计算方法
首先，让我们重温一下高中化学的基础知识。摩尔（mol），这一物质的量单位，是微观粒子数量的度量标准，每摩尔包含约6.03×10^23个粒子。换算关系上，1摩尔等于1000毫摩尔（mmol），也等于1000000微摩尔（μmol）。
当我们谈及气体浓度时，质量浓度（如mg/m³）与体积浓度（如ppm）是两个常用的表示方式。ppm，即百万分率，用于表示溶质在溶液中的体积占比，对于气体而言，它通常指的是摩尔分数或体积分数。那么，如何将气瓶上标注的ppm单位转换为质量浓度mg/m³呢？
这需要我们了解ppm的定义及其与质量浓度的换算关系。在标准状态下（0℃，101.325kPa），质量浓度c与ppm的关系可通过公式c=ppm×(273×P)/(22.4×M)得出，其中M为气体分子量，T为温度（℃），P为大气压（Ba）。尽管实际测量中常采用常温常压进行简化计算，但质量浓度仍受温度和压力的影响，因此在实际操作中需同时监测这两个参数。
接下来，我们探讨一下%VOL、%LEL与%UEL这三个概念。%VOL表示气体体积百分比，即气体在总体积中的占比。%LEL，即爆炸下限百分比，是可燃气体在空气中遇明火爆炸的最低体积浓度。而%UEL，即爆炸上限百分比，则是可燃气体在空气中遇明火爆炸的最高浓度。了解这些概念对于评估可燃气体的安全性至关重要。
以甲烷为例，当实验室甲烷气体上标注了10%LEL时，这究竟意味着多少ppm呢？由于ppm与LEL之间无法直接换算，我们需要先找到甲烷的爆炸下限值（4%VOL），然后将LEL转换为VOL，再由VOL与ppm进行换算。经过计算，我们可以得出10%LEL的甲烷气体相当于4000ppm。
在实验中，O2的容积浓度常用%VOL表示，而CH4等可燃气体的容积浓度则常用%LEL表示。对于SO2、H2S、甲醛等有毒气体，我们则更习惯于使用ppm来表示其容积浓度值。掌握这些单位及其换算关系，将为您的实验提供有力的支持。
