سنجش غلظت:
واحدها و تعاریف زیادی برای غلظت در محلول ها وجود دارد. مهم ترین آن ها غلظت های جرمی و حجمی می باشند. محاسبه ی غلظت همواره بر پایه جرم یا حجم ماده حل شونده در جرم یا حجم حلال یا محلول انجام می گردد.
برای مثال ۱ لیتر محلول ۷۰ درصد حجمی اتانول شامل ۷۰۰ سی سی اتانول و ۳۰۰ سی سی آب مقطر می باشد. بنابراین ۷۰ درصد حجم محلول را اتانول تشکیل می دهد. یا ۱ کیلوگرم محلول NaCl 50 درصد جرمی شامل ۵۰۰ گرم NaCl و ۵۰۰ گرم آب مقطر می باشد. بنابر این ۵۰ درصد جرم محلول را NaCl تشکیل می دهد.
یکی از معیارهای متداول سنجش غلظت در محلول یا مخلوط ها ppm و ppb می باشند. ppm اختصار یافته ی Part Per Million و ppb اختصار یافته ی Part Per Billion است.
پی پی ام (ppm) چیست؟
ساده ترین روش برای آشنایی با مفهوم پی پی ام را می توان بوسیله مخلوط سنگ های یک شکل سیاه و سفید توضیح داد. اگر ۱ میلیون سنگ سیاه و سفید داشته باشیم و از این یک میلیون سنگ ۲۰ سنگ را سنگ سفید و ۹۹۹۹۸۰ سنگ را سنگ سیاه تشکیل دهد. ما یک مخلوط ۲۰ پی پی ام سنگ سفیدخواهیم داشت. بنابراین پی پی ام مقدار ذره، ماده، حجم یا وزن مورد نظر را در یک میلیون واحد کل ذرات، مواد، حجم محلول یا وزن محلول می سنجد.
واحد اندازه گیری پی پی ام (ppm) چیست؟
در واقع پی پی ام (ppm) یک معیار اندازه گیری بدون واحد است. همواره پی پی ام (ppm) در یک نسبت محسابه می شود که واحدهای صورت یا مخرج یکی هستند و به همین دلیل پی پی ام یک معیار بدون واحد است. برای مثال گاز ترکیبی ۲۰ پی پی ام (حجمی) دی اکسید کربن در نیتروژن (CO2, N2 Balance) شامل ۲۰ واحد حجمی گاز دی اکسید کربن در ۱ میلیون واحد حجمی گاز ترکیبی است. پس چون صورت و مخرج هر دو واحد حجمی هستند غلظت به دست آمده بدون واحد خواهد بود.
محاسبه پی پی ام (ppm):
برای آشنایی به نحوه محاسبه این واحد اندازه گیری بیایید از مثال گاز ترکیبی متان در نیتروژن استفاده کنیم. اگر بخواهیم یک متر مکعب گاز ترکیبی ۲۰ پی پی ام متان در نیتروژن بسازیم ابتدا باید به نحوه تبدیل واحدها حجمی دقت کنیم. هر متر مکعب برابر با ۱ میلیون سانتی متر مکعب (سی سی) است. بنابراین یک مترمکعب از گاز ترکیبی ما برابر ۱ میلیون سانتی مترکعب خواهد بود. همان طور که اشاره کردیم پی پی ام جرم یا حجم ماده مورد نظر در یک میلیون واحد جرم یا حجم کل خواهد بود. پس اگر بخواهیم گاز ترکیبی ۲۰ پی پی ام متان در نیتروژن تولید کنیم باید در یک میلیون واحد حجمی ترکیب، ۲۰ واحد حجمی گاز متان داشته باشیم. بنابراین باید برای تولید ۱ میلیون سانتی مترمکعب (۱ مترمکعب) گاز ترکیبی ۲۰ پی پی ام متان، ۲۰ سانتی مترکعب (۲۰ سی سی) گاز متان را در ۹۹۹۹۸۰ سانتی مترمکعب گاز نیتروژن ترکیب کنیم.
در حالتی دیگر یک سیلندر گاز حاوی ده لیتر گاز شامل آرگون (Ar) و دی اکسید کربن (CO2) وجود دارد. ۲۰ درصد این سیلندر را گاز آرگون (Ar) و ۸۰ درصد آن را گاز دی اکسید کربن (CO2) تشکیل می دهند. می خواهیم مقدار گاز آرگون (Ar) را بر اساس پی پی ام در این سیلندر محاسبه کنیم. با تشکیل یک تناسب ساده بر اساس محاسبات زیر مقدار گاز آرگون (Ar) در این سیلندر برابر ۲۰۰۰۰۰ پی پی ام (ppm) می باشد. اگر به غلظت گاز آرگون دقت کنیم مقدار عددی این گاز براساس پی پی ام بسیار زیاد است و به همین دلیل در این نوع سیلندرهای گاز از مقیاس درصد حجمی جهت نمایش غلظت گازها استفاده می کنند.
جدول تبدیل درصد به پی پی ام (ppm) و پی پی بی (ppb):
درصد همواره براساس ۱۰۰ واحد، پی پی ام براساس ۱ میلیون واحد و پی پی بی بر اساس ۱ میلیارد واحد سنجیده می شوند و تبدیل آن ها به یکدیگر با یک تناسب ساده قابل محاسبه است. در جدول زیر تبدیل پی پی ام به درصد و پی پی بی قابل مشاهده است:
پی پی ام (ppm) | درصد (%) | پی پی بی (ppb) |
۰.۰۰۱ پی پی ام | ۷-^۱۰ درصد | ۱ پی پی بی |
۵ پی پی ام | ۰.۰۰۰۵ درصد | ۵,۰۰۰ پی پی بی |
۲۰ پی پی ام | ۰.۰۰۲ درصد | ۲۰,۰۰۰ پی پی بی |
۱۵۰ پی پی ام | ۰.۰۱۵ درصد | ۱۵۰,۰۰۰ پی پی بی |
۵۰۰ پی پی ام | ۰.۰۵ درصد | ۵۰۰,۰۰۰ پی پی بی |
۱,۲۰۰ پی پی ام | ۰.۱۲ درصد | ۱,۲۰۰,۰۰۰ پی پی بی |
۵۰,۰۰۰ پی پی ام | ۵.۰۰ درصد | ۵۰,۰۰۰,۰۰۰ پی پی بی |
۷۵۶,۰۰۰ پی پی ام | ۷۵.۶۰ درصد | ۷۵۶,۰۰۰,۰۰۰ پی پی بی |
۱,۰۰۰,۰۰۰ پی پی ام | ۱۰۰.۰۰ درصد | ۱۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ پی پی بی |
نویسنده: محسن مسعودی نژاد/ واحد فنی و مهندسی/ [email protected]
جهت ارتباط با رایتک پویا به این صفحه مراجعه نمایید.
جهت تبدیل واحدها می تواند به آدرس های زیر مراجعه فرمایید:
تبدیل پی پی ام به درصد
تبدیل پی پی بی به پی پی ام
