Parte por millón

¿Qué son las partes por millón?

Las partes por millón, y en general "Partes por notación", es una pseudo unidad medida que se utiliza para describir fenómenos de relación como "partes de un todo". En concreto, una ppm representa 1 parte de un millón, esto es 1/1000000 o 1×10^-6:

1ppm =1/1000000 = 0.000001 = 1 x 10^-6

Es similar al concepto de porcentaje. El 1% sería una parte de 100 (10²) mientras que 1 ppm sería un aparte de 10⁶. La equivalencia entre porcentaje y ppm es la es esta:

 1 ppm = 0.0001%

o

1% = 10000 ppm

Una característica muy importante de las partes por millón es que son ratios o fracciones entre dos valores sin una unidad de medida que los relacione, es una comparación directa cantidad-por-cantidad.

EJEMPLOS DE USOS MAS COMUNES

ppm en masa/masa

la concentración en partes por millón expresada en masa/masa se calcula dividiendo la masa del soluto (m_s) entre la masa de la disolución (m_d, suma de la masa del soluto y la masa del disolvente), ambas expresadas en la misma unidad y multiplicadas por 10⁶ (1 millón). Se suele nombrar como ppmmm:

Por ejemplo, podemos expresar ambas masas en gramos. Si a 1500 g de agua le añadimos 0.01 g de un soluto:

C_ppm = ( 0.01 / 1500.01 ) × 10⁶ = 6.66 ppmm

Por tanto, una disolución de 0.01 g en 1500 g de disolvente tiene una concentración de 6.67 ppm. En el SI sería equivalente a una concentración de 6.66 mg/kg (1 ppm = 1 mg/kg).

Cómo la mayoría de las veces que se utilizan las partes por millón el soluto está muy diluido, es común que se desprecie en el denominador y simplemente se divida la masa del soluto entre la masa del disolvente.

Si no conocemos la masa de disolvente pero conocemos su volumen y su densidad, se puede calcular la masa como el volumen por la densidad, ya que la densidad (ρ, kg/m³ en el SI) es:

Si el disolvente es agua, la densidad es prácticamente igual a 1 kg/L, lo que quiere decir que 1 L de agua tiene una masa aproximadamente igual 1 kg. Por tanto, si 1 ppm =  mg/kg, en el caso del agua sería equivalente 1 mg/L.

ppm en volumen/volumen

La expresión de una concentración en partes por millón volumen-volumen es similar a la expresión masa-masa. Se obtiene dividiendo el volumen de soluto (V_s) entre el el volumen de la disolución (V_d, volumen del soluto más el volumen del disolvente) y se multiplica por 10⁶. Se suele nombrar como ppmv:

Por ejemplo, si disolvemos 1 ml de acetona en 2 L de agua (2 L = 2000 ml):

C_{(volumen/volumen)} = ( 1 / 2001 ) x 10⁶ = 499.75 ppmv

En el Sistema Internacional de Unidades sería equivalente a 499.75 μl/L (1 ppm = 1 μl/L), ya que un μl es una millonésima parte de 1 L.

Uno de los ejemplos más comunes del uso de partes por millón en volumen/volumen es para medir concentraciones en el aire. Por ejemplo, en esta noticia se puede leer como la concentración media de CO₂ en la atmósfera terrestre superó las 400 ppm. Esto quiere decir que cada litro de aire contiene 400 μl de CO₂, o lo que es lo mismo, que el 0.04 % de la atmósfera es CO₂ (recuerda que 1 ppm = 0.0001 %).

ppm en masa/volumen

Muchas veces la concentración se expresa como masa de soluto en un determinado volumen de disolución. Las partes por millón en masa/volumen se calculan dividiendo la masa del soluto en gramos entre el volumen de disolución en mililitros y se multiplica por 10⁶:

Qué sería equivalente a la masa del soluto en mg entre el volumen en litros:

En el caso del agua, o cualquier otro disolvente de densidad igual a 1 kg/L, sabemos que 1 kg tiene un volumen de 1 L. Para otros disolventes podemos obtener su volumen en litros si conocemos su masa y densidad. Por ejemplo, tenemos 0.5 mg de soluto y 0.2 kg de un disolvente de densidad de 0.95 kg/L. El volumen en litros del disolvente sería:

V = 0.2 / 0.95 = 0.21 L

Y la concentración en ppm masa/volumen sería:

C _{(masa/volumen}) = 0.5 / 0.21 = 2.38 ppm