PROBLEMARIO SOLUCIONES EN ppm Y ppb

Universidad Autónoma de Coahuila
Facultad de Ciencias Biológicas U.T.
Ingeniería Bioquímica


Química Analítica

Soluciones en partes por millón (ppm) y partes por billón (ppm)
Cuando la concentración del soluto es tan pequeña frente a la cantidad del solvente, es preferible utilizar unidades físicas de medición diferentes a las expresadas en términos porcentuales. Un ejemplo de ello es lamedición de cantidades tan pequeña de Cadmio y Plomo en agua potable. Por lo general las cantidades de Cd en agua oscilan dentro de los valores de los 0.000010 g por litro y en Plomo por lo general se muestran valores de 0.000005 g por litro. Como puede observarse, preparar soluciones de trabajo y realizar mediciones de valores tan pequeños, no solo es tedioso, si no también complicado. Es por ello,que la notación de la concentración de este tipo de soluciones se hacen expresándolas como parte por millón (0.010 ppm) o expresándolas como partes por billón (10 ppb para Cd y 5 ppb para Plomo). El significado de “partes por millón”, significa que hay una parte del soluto por un millón de partes del solvente. Sin embargo, con frecuencia surgen confusiones con el término “partes por billón” porquela palabra billón significa 1012 en español, mientras que en inglés significa 109. Se sigue en este caso la notación inglesa.

Por lo general, una solución de concentraciones en ppm o ppb, se preparan por diluciones simples y sencillas de soluciones concentradas, de concentraciones perfectamente definidas. Por lo general, las soluciones en ppm o ppb parten de soluciones estándares de 1000 ppm o enalgunos casos de 100 ppm (depende de la comodidad y facilidad del usuario). Las unidades alternativas que pueden expresar la concentración en ppm o ppb son: miligramos por litro (mg/L), microgramos por mililitro (µg/mL) o nanogramos por mililitro (ng/mL), por ejemplo:

Si:
1 mg/L equivale a 1 ppm

1 ppmequivale a 1000 ppb
Entonces se deduce que:
1 mg/L equivale a 1000 ppb

1 µg/mL equivale a 1 ppm

1000 µg/L equivale a 1 ppm
¿Cuánto equivale en ppm o en ppb una concentración expresada en porcentaje? Depende del número de ceros que presente la expresión, por ejemplo:

Una solución al 1%, significa que tiene 1 g del analito en 100 g de solvente o 100 mL desolvente, lo cual equivale a 10 g/1000 o lo que es lo mismo 10,000 ppm.
Si la solución presenta 0.1% significa que tiene 1000 ppm.
Si la solución presenta 0.01% significa que tiene 100 ppm.
Si la solución tiene 0.001% significa que tiene 10 ppm.

¿Cuánto equivale en ppm o en ppb una concentración expresada en porcentaje? Por ejemplo:

Si un reactivo químico tiene por especificaciones:
Plomo

0.000001%
Mercurio

0.000021 %
Cadmio

0.000001 %
Arsénico

0.0000001%

Este reactivo contiene:
Plomo

0.01 ppm (10 ppb)
Mercurio

0.21 ppm (210 ppb)
Cadmio

0.01 ppm (10 ppb)
Arsénico

0.001 ppm (1 ppb)

En resumen existen diferentes expresiones matemáticas para el cálculo, en ppm y ppb, de la concentración de las disoluciones, todo depende de si el valor de la relación entre el soluto y ladisolución se está trabajando en porcentaje o en unidades; masa/masa, masa/volumen o volumen/volumen, por ejemplo:





Expresiones matemáticas
Unidades de la relación soluto/disolución

ppm
ppb


















Ejercicios para resolver

1. Calcular la concentración en ppm de una solución que contiene 0.85 g de KNO3 disueltos en 670 mL de solución.

2. En el análisis químico de una muestra de 350mL de agua se encontró que contiene 1.5 mg de ion magnesio, Mg+2. Calcular la concentración del Mg+2 en ppm.

3. Se determinó que una muestra de 2.5 g de aguas freáticas (se encuentran abajo del suelo) contenía 5.4 g de Zn2+. Calcule la concentración de Zn2+ en partes por millón.


4. Una muestra de agua contiene 3.5 mg de iones fluoruro (F-) en 825 mL de solución. Calcule las ppm del ion...