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배워보자/화학 강의(Chemistry Course)

[화학 강의] 완전 쉽게 설명하는 화학 이야기 - 농도의단위 : ppm 과 ppb 의미 사용 및 계산법

yobebe 2023. 7. 2. 12:41
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뉴스를 보다보면

수질이 몇 ppm(읽을 때 : 피피엠)

대기질이 몇 ppb(읽을 때 : 피피비) 또는 ppm라고 표현한다.

도로 스크린 현황판에

오늘의 미세먼지 농도는 몇 ppm..

대기 유해 물질 질소산화물 몇 ppm 등등으로

표시되는 것을 봤을 것이다.

그렇다면 ppm, ppb는 어느 정도의 양이고

그 단위들은 어떻게 사용될까?

농도의 단위 중에 하나인 ppm, ppb의 뜻을 이해하고

사용법과 농도 간의 전환되는 계산법을 알아보자.


1. ppm, ppb 는 무엇인가?

매우 희석된 용액에 대해 유용한 단위


1-1. ppm (parts per million)

- 백만(1,000,000)분율

- 전체 용액 또는 혼합물 중에 함유되어 있는 물질의 그램 수를 의미.

-기체의 경우, 백만분율은 주로 질량 단위보다는 부피 단위로 사용.

- 1 ppm = 용액 1 kg에 용질 1 mg 을 포함한다는 뜻.

- 1 ppm = 용액 1 L에 용질 1 mg 을 포함한다는 뜻.

(실온 근처 희석된 용액에서 1 kg = 1 L)

1 ppm=1 ug/g = 1 ug/ml

⇒ 묽은 수용액의 밀도는 거의 1.00 g/ml 이므로,

비록 근사적이지만 흔히 물 1 g 과 물 1 ml 는 같다고 할 수 있다.

= 1 mg/kg 주로 사용 (= 1 mg/L)

=1 g/Mg

=1 ug/Ml

참고 m=10-6, M=106

예) 일산화탄소 농도 8 ppm 의 의미는? (기체일 경우)

1 L 당 약 8 uL 가 함유되었다는 뜻이다.

※ 혼란을 피하기 위해서는 항상 단위를 표기해야 한다

.


1-2. ppb (parts per billion)

- 억만(100,000,000)분율

- 전체 용액 또는 혼합물 중에 함유되어 있는 물질의 그램 수를 의미

-기체의 경우, 억만분율은 주로 질량 단위보다는 부피 단위로 사용.

- 1 ppb = 용액 1 L가 용질 0.001 mg 을 포함하고 있다는 뜻.

- 1 ppb = 1 ng/ml= 1 ug/L = 0.001 mg / L

 

예) 허용 농도 50 ppb 의 의미는?

20,000 L 당 약 1 g 이다.

⇒ 20,000 L 의 양에 1 g 이 포함되는 농도.


[문제 1]

1) 증류수 250 g에 NaCl 5 mg 이 포함된 용액을 ppm 농도로 표현하면?

ppm 농도를 표시하는 분자 항의 단위는 mg / 분모 항의 단위는 kg로 표시.

소금 5 mg 은 그대로 적용.

증류수 250 g은 1 kg = 1,000 g의 환산 인자를 적용.

풀어서 표시한다면

250 g 은 250,000 mg


※ 물 1kg = 1,000 g

물 1 g = 1,000 mg

물 1 kg = 1,000,000 mg

단위 환산 인자 적용하여 표현하면(원하는 단위만 남기도록)

여기에 어떤 물질이 1 mg 포함되면 1 ppm 이라는 뜻이다.


[문제 2]

1) 빗물에 어떤 탄소화합물의 농도가 34 ppm 이다. 이 화합물의 몰농도를 구하라.

(탄소화합물의 몰질량 : 400.0 g/mol )

참고로 몰농도의 대한 내용은 아래 링크로 확인하세요~

[풀이 과정]

(1 단계 )

1 ppm = 1 mg/kg = 1 mg/L

34 ppm 농도를 풀어서 표현하면

빗물 1 kg 당 탄소화합물 34 mg 함유되어 있다.

즉, 34 mg / kg = 34 mg / L

(2단계 ) 34 mg 을 g 단위로 표시하면

34 ppm = 0.034 g/L

(3단계 ) 0.034 g 을 제시된 몰질량으로 환산 적용하면

(4단계 ) 몰농도 식에 적용하면

또는

85 X 10 -6 M = 85uM (= 85 마이크로 몰농도)


방문 감사드립니다.

Written by K-Lab Zone (K-LZ)

 

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