Conversión de unidades (ppm, ppb y ppt) PDF

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GUIA DE EJERCICIOS CONVERSIÓN DE UNIDADES Área de Química Resultados de aprendizaje Identifica, interpreta y memoriza conceptos básicos de química para la resolución de ejercicios, desarrollando pensamiento lógico y sistemático. Contenidos 1. Partes por millón (ppm) 2. Partes por billón (ppb) 3. Partes por trillón (ppt) Debo saber Antes de empezar a realizar estos ejercicios es importante que recordemos algunos conceptos: Part Partes es por mi millón llón (pp (ppm) m) m):: Unidad de medida de concentración, cuando son mezclas sólidas se refiere a los miligramos (mg) de analito por Kg de soluto (mg/Kg) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como miligramo (mg) de analito por litro (L) de solución (mg/L). De manera general, si se tiene un millón de granos de arroz y si uno de los 1000 granos se pinta de rojo, este grano representaría una parte por millón. Algunos ejemplos específicos serían: a) Si tengo una concentración de sulfato (SO4-2) = 30 ppm, equivalente a escribir [SO4-2] = 30 mg/L, esta concentración indica que hay 30 miligramos de ion sulfato por litro de solución. b) Si una roca contiene 45 ppm de cobre, esto significa que hay 45 mg de cobre por cada kg de roca. mg mg o L Kg 1 = 10−6 1 ppm = 106 ppm:

Part Partes es por billó billón n (ppb) (ppb): Unidad de medida para expresar concentraciones del orden de las trazas. Para el caso de mezclas sólidas se refiere a los microgramos (μg) de analito por Kg de soluto (μg/Kg) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como microgramo (μg) de analito por litro (L) de solución (μg/L). ppb:

μg μg o L Kg

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1

1 = 10−9 109

1 ppb =

Part Partes es por Trill Trillon on (ppt) (ppt): Unidad de medida para expresar concentraciones del orden de las ultra trazas. Para el caso de mezclas sólidas se refiere a los nanogramo (ng) de analito por Kg de soluto (ng/Kg) y para el caso de disoluciones líquidas se expresa como nanogramo (ng) de analito por litro (L) de solución (ng/L ng ng o L Kg 1 = 10−12 1 ppt = 1012 ppt:

Rela Relacio cio cione ne ness mate atemá má mátic tic ticas as 1 ppm = 1000 ppb 1 ppb = 1000 ppt 1 ppm = 1000 ppb = 1000000 ppt Parte Partess por mill millón ón ((ppm) ppm) Ecuaci Ecuación ón Gener General al Unida Unidades des

ppm =

Parte Partess por billó billón n (p (ppb) pb)

masa de soluto ∗ 106 masa de disolución mg mg o L Kg

ppb =

masa de soluto ∗ 109 masa de disolución μg μg ppb: o L Kg

Parte Partess por tril trillón lón ((ppt) ppt) ppt =

masa de soluto ∗ 1012 masa de disolución μg μg ppb: o L Kg

Ejercicio 1: Realizar las siguientes conversiones de unidades: 35,6 ppm a ppb, ppt. Para realizar las siguientes conversiones de unidades, debemos recordar las relaciones matemáticas que se mencionaron con anterioridad en el debo saber. Por lo tanto, uno de los métodos para resolver la pregunta A, es mediante una regla de tres. Si, 1 ppm

→ 1000 ppb

35,6 ppm →

𝑥

Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppb tenemos: x ppb = 35,6 ppm ∗

1000 ppb 1 ppm

x ppb = 35600 ppb

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Para transformar de ppm a ppt utilizamos la siguiente relación:

1 ppm = 1000000 ppt Y mediante una regla de tres tenemos 1 ppm

→ 1000000 ppt

35,6 ppm →

x

Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos: 1000000 ppt 1 ppm

x ppt = 35,6 ppm ∗

x ppt = 35,6 ∗ 106 ppt Ejercicio 2: Si la concentración de NaNO2 es 45789 ppb, ¿Cuál es su concentración en unidades de ppm y ppt? Para convertir 45789 ppb a ppm debemos tener presente que 1 ppm = 1000 ppb o en su defecto 1ppb = 0,001 ppm. Realizando una regla de tres tenemos: 1 ppm

→ 1000 ppb

x →

45789 ppb 1 ppm 1000 ppb

x ppm = 45789 ppb ∗

x ppm = 45,789 ppm Para el caso donde nos piden transformar 45789 ppb a ppt, sabemos que: 1 ppb = 1000 ppt Por regla de tres tendríamos: 1 ppb

→ 1000 ppt

45789 ppb →

x

Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos: x ppt = 45789 ppb ∗ Servicios Académicos para el Acompañamiento y la Permanencia - PAIEP Primera Edición - 2016

1000 ppt 1 ppb 3

x ppt = 45789000 ppt Ejercicio 3: La concentración permitida de flúor en el agua potable es de 2,7x 102 ppm de F-. Cuando el suministro de agua supera este valor límite, el agua suele tener un sabor particular. Determinar la concentración en: A) moles /L (concentración molar). B) ppb C) ppt A) Si la concentración de flúor es igual a 2,7x102 ppm es equivalente a decir 2,7x102 mg/L. La concentración molar se expresa como: ∗ Cm =

moles 𝐹− L

Para calcular la Cm inicialmente debemos calcular las moles de F-. Para ello, la masa que tenemos expresada en miligramos de F- la pasamos a gramos y posteriormente con la masa molecular determinamos el número de moles. Por regla de tres 1g → 1000 mg x → 2,7 x102 mg g F− =

1g x 2,7 ⦁102 mg 1000 mg g F − = 0,27

Teniendo la masa molar de F-, MM =18,99 g/mol podemos determinar sus moles así: n=

gramos F − Masa molar F −

n=

0,27 g 18,99 g/mol

n = 0,0142 mol F − Reemplazando en la ecuación *, sabemos que la concentración molar del flúor es: Cm =

0,0142 mol F = 0,014 mol/L 1L

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B) Sabemos 1 ppm = 1000 ppb Si la concentración límite de flúor es 2,7x102 ppm, para conocer su valor en ppb debemos realizar una regla de tres. 1 ppm

→

1000 ppb

2,7 x102 ppm →

x

Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppb tenemos: x ppb = 2,7 x102 ppm ∗

1000 ppb 1 ppm

x ppb = 2,7 ∗ 105 ppb C) Ahora, para transformar de ppm a ppt utilizamos la siguiente relación: 1 ppm = 1000000 ppt Y mediante una regla de tres tenemos 1 ppm

→ 1000000 ppt

2,7 x102 ppm →

x

Siendo “X” la incógnita, que corresponde a la concentración en ppt tenemos: x ppt = 2,7 x102 ppm ∗

1000000 ppt 1 ppm

x ppt = 2,7 ∗ 108 ppt Ejercicio 4: Qué cantidad de Arsénico se necesita para preparar 70L de una solución que contenga 53 ppm? Los ppm en disoluciones líquidas se expresan como miligramos (mg) de analito sobre litro (L) de solución. ppm =

mg analito Vol (L) solución

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Por lo tanto para determinar la masa de arsénico, debemos despejar los mg de analito de la anterior ecuación.

mg As = ppm ∗ Vol (L)solución mg As = 53

mg ∗ 70 L L

mg As = 3710 mg

Resp on sa bl es ac ad ém ico Respon onsa sabl bles acad adém émico icoss Corregida por comité Editorial PAIEP. Si encuentra algún error favor comunicarse a [email protected] Refe re ncias y ffue ue nt es uti liz Refere ren uent ntes utiliz lizaadas Douglas A. Skoog (2015); Fundamentos de Química Analítica (9a. ed), México, D.F. Cengage Learning.

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