ppm e ppb

Referência : Lima, L.S., (2015) ppm e ppb, Rev. Ciência Elem., V3(2):141
Autor: Luis Spencer Lima
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.141]

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Partes por milhão (ppm) e partes por bilião (ppb) são formas particulares de exprimir fracção mássica e fracção volúmica usadas, em geral, quando estas grandezas adimensionais apresentam valores muito baixos. Partes por milhão (ppm) representa uma parte de soluto por um milhão (10⁶) de partes de solução e partes por bilião (ppb) representa uma parte de soluto por um bilião (10¹²) de partes de solução. Para designar partes por milhão expressas em volumes costuma utilizar-se o símbolo ppm(V).

$\text{ppm}= \frac{m_\text{soluto} \times 10^6}{\sum m_\text{constituintes}} \qquad \qquad \qquad \text{ppb}= \frac{m_\text{soluto} \times 10^{12}}{\sum m_\text{constituintes}} \qquad \qquad \qquad \text{ppm(V)}= \frac{V_\text{soluto} \times 10^6}{\sum V_\text{constituintes}}$

Atendendo a que 1 kg = 1 $\times$ 10⁶ mg, 1 g = 1 $\times$ 10⁶ $\mu$g, será:

        1 ppm = 1 mg(soluto) por kg(solução) = 1 $\mu$g(soluto) por g(solução)

Atendendo a que 1 kL = 1 $\times$ 10⁶ mL e 1 L = 1 $\times$ 10⁶ $\mu$L, e considerando os volumes aditivos, isto é, que o volume da solução é a soma dos volumes dos constituintes, será:

        1 ppmV = 1 mL(soluto) por kL(solução) = 1 $\mu$L(soluto) por L(solução)

Estas formas de exprimir composições de soluções (ou de misturas, em geral) só podem ser utilizadas se as “partes” de soluto e de solução tiverem as mesmas dimensões, isto é, unidades de massa, de quantidade de substância ou de volume. Por exemplo, não é correcto dizer-se que uma solução de naftaleno (soluto) em benzeno (solvente) com uma concentração mássica de 15 mg$\cdot$dm^-3 equivale a uma solução com 15 ppm de soluto. Contudo, é frequente a utilização das unidades ppm e ppb em soluções aquosas diluídas para designar a massa de soluto por volume de solução. Tal deve-se ao facto da massa volúmica da solução ser praticamente igual à massa volúmica da água (muito próxima de 1 à temperatura ambiente), o que faz com que 1,0 g de solução ≈ 1,0 g de água ≈ 1,0 cm³. Assim, pode-se considerar que, em soluções aquosas diluídas, 12 mg$\cdot$dm³ equivalem a 12 ppm.

Estas formas de exprimir a concentração são desaconselhadas por parte da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), devido à ambiguidade existente entre os símbolos, à ambiguidade na propriedade a que se refere a unidade (fracção molar, mássica ou volúmica) e também devido ao facto da designação de ordens de grandezas acima de um milhão poderem ser diferentes entre países. Por exemplo, nos Estados Unidos da América e no Reino Unido, entre outros, 10⁹ denomina-se um bilião, enquanto para a maior parte dos países europeus (entre os quais Portugal) e países da América Latina um bilião significa um milhão de milhões, isto é, 10¹². Estas diferenças implicam que 1 ppb em Portugal corresponda a 1000 ppb nos EUA.

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Criada em 19 de Maio de 2010
Revista em 14 de Julho de 2010
Aceite pelo editor em 13 de Setembro de 2010