Part per milió

Per a mostres de sòlids una concentració d'1 ppm equival a 1 mg de massa de solut ${\displaystyle m_{s}}$ per cada kilogram de massa de dissolució ${\displaystyle m_{d}}$ . Es pot calcular amb la següent fórmula posant ambdues masses en les mateixes unitats:^[4]

$${\displaystyle ppm={\frac {m_{s}}{m_{d}}}\cdot 10^{6}}$$

Tanmateix, si el dissolvent és aigua, que és un cas molt habitual, i la concentració és diluïda, és pràcticament igual a mg/L, ja que un quilogram d'aigua ocupa pràcticament un volum d'1 L a temperatures ordinàries i la densitat de la dissolució és igual a la densitat de l'aigua. Les equivalències són:^[5][6][7]

$${\displaystyle 1\;ppm\;=\ 1\;g/10^{6}\;g=\;1\;mg/kg\;\approx \;1\;mg/L}$$

La duresa de l'aigua s'expressa en ppm de carbonat de calci ${\displaystyle {\ce {CaCO3}}}$ . Les aigües per damunt les 150 ppm són aigües dures i per damunt 300 ppm molt dures.^[4]

Si es té una concentració en mol/L, que és una unitat habitual emprada en química, es pot passar a ppm multiplicant per la massa molar del solut ${\displaystyle M_{s}}$ i per 1 000:^[4]

$${\displaystyle C{\frac {mol}{L}}\cdot M_{s}\cdot 10^{3}=CM_{s}10^{3}\,ppm}$$

Pel que fa a les mescles de gasos s'entén que la concentració expressada en ppm és en volum (a vegades s'expressa com ppm_v), i no en massa. Així la fórmula per a un volum de solut ${\displaystyle V_{s}}$ i un volum total ${\displaystyle V_{T}}$ i les equivalències són:^[4]

$${\displaystyle ppm={\frac {V_{s}}{V_{T}}}\cdot 10^{6}}$$

$${\displaystyle 1\;ppm\;=1\;L/10^{6}\;L\;=\;1\;\mu L/L}$$

$${\displaystyle 1\;ppm\;=1\;m^{3}/10^{6}\;m^{3}\;=\;1\;\mu m^{3}/m^{3}}$$

Com que els volums són proporcionals al nombre de molècules en un gas (llei d'Avogadro) i el nombre de molècules es poden comptabilitzar en mols emprant la constant d'Avogadro, també es compleix que 1 ppm és igual a 1 μmol de solut per cada mol de totes les substàncies en dissolució. Això és:^[3]

$${\displaystyle 1\;ppm\;=\;1\;\mu mol/mol}$$

La concentració de diòxid de carboni CO₂ a l'atmosfera l'abril de 2021 fou de 421,21 ppm.^[8] Això significa que de cada milió de molècules presents a l'atmosfera (nitrogen, oxigen…) 421 són de diòxid de carboni; o de cada mol de gasos atmosfèrics (6,022 × 10²³ molècules) hi ha 421 μmol de CO₂ (2,535 × 10²³ molècules). També es pot llegir en funció de volums de gasos: per cada milió de m³ d'aire hi ha 421,21 m³ que són de diòxid de carboni.

Part per miliard

La part per miliard (abreujat com ppb) és una mesura de concentració d'una part de solut per cada miliard (10⁹) de parts de dissolvent, equival a 0,001 ppm. El símbol és ppb perquè en anglès un miliard català és un billion. Pels sòlids i líquids equival a 1 μg per cada quilogram o 1 μg per cada litre de dissolució:^[3][4]

$${\displaystyle ppb={\frac {m_{solut}}{m_{dis.}}}\cdot 10^{9}}$$

$${\displaystyle 1\;ppb\;=\ 1\;g/10^{9}\;g=\;1\;\mu g/kg\;\approx \;1\;\mu g/L}$$

En el cas de gasos equival a una molècula, un mol o un volum de solut, per cada miliard de molècules, de mols o de volums de dissolvent. A vegades se simbolitza com ppb_v.^[3]

$${\displaystyle 1\;ppb\;=1\;L/10^{9}\;L\;=\;1\;nL/L}$$

$${\displaystyle 1\;ppb\;=1\;m^{3}/10^{9}\;m^{3}\;=\;1\;nm^{3}/m^{3}}$$

$${\displaystyle 1\;ppb\;=\;1\;nmol/mol}$$

Part per bilió

La part per bilió (abreujat com ppt) és una mesura de concentració d'una part de solut per cada bilió (10¹²) de parts de dissolvent, equival a 0,001 ppb o 0,000 001 ppm. El símbol és ppt perquè en anglès un bilió català és un trillion. Pels sòlids i líquids equival a 1 ng per cada quilogram o 1 ng per cada litre de dissolució:^[3][4]

$${\displaystyle ppt={\frac {m_{solut}}{m_{dis.}}}\cdot 10^{12}}$$

$${\displaystyle 1\;ppt\;=\ 1\;g/10^{12}\;g=\;1\;ng/kg\;\approx \;1\;ng/L}$$

En el cas de gasos equival a una molècula, un mol o un volum de solut, per cada bilió de molècules, de mols o de volums de dissolvent. A vegades se simbolitza com ppt_v.^[3]

$${\displaystyle 1\;ppt\;=1\;L/10^{12}\;L\;=\;1\;pL/L}$$

$${\displaystyle 1\;ppt\;=1\;m^{3}/10^{12}\;m^{3}\;=\;1\;pm^{3}/m^{3}}$$

$${\displaystyle 1\;ppt\;=\;1\;pmol/mol}$$