스마트계측기

ppm 농도 구하는 방법

농도를 나타내는 단위 중 하나에 ppm(피피엠)이 있습니다.

농도라고 하면 '퍼센트(%)를 떠올리는 분들도 많겠지만 그보다 훨씬 작은 농도를 나타냅니다.

이번에는 ppm이 어떤 단위인지, 그 밖에도 작은 농도를 나타내는 단위로 ppb, ppt, ppq 등이 있는데, 그것의 의미 등에 대해서도 소개토록하겠습니다.

ppm이란?

ppm은 1970년대에 많이 발생하게 된 공해 '광화학 스모그'로 널리 알려지게 되였습니다.

대기 중의 광 화학 옥시던트라고 하는 물질의 농도를 나타내는 데 사용되고 있었기 때문입니다.

퍼센트(%)와 마찬가지로 비율(분율)을 나타내는 단위이므로 ppm을 사용할 때는 반드시 무엇인가 기준이 되는 양이 필요합니다.

단위 기호

[ppm] Parts per million의 머리글자를 딴 것입니다.

ppm의 정의

ppm은 Partsper million의 약자로 한글로 번역하면 '100만분의 1'이라는 뜻입니다.

또 이름을 백만분율이라고도합니다.

1%가 100 분의 1이기 때문에, 1 ppm = 1/10000 %라는 것이랍니다.

농도로서는 상당히 미세한 것을 알 수 있다고 생각합니다.

정의를 다시 식으로 나타내면 다음과 같습니다.

1 ppm = 원하는 양 / (기준이 되는 양 + 원하는 양) × 10^6

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ppm 농도 구하는 법

ppm은 1/100만을 나타내는 단위이며 실제 농도를 구하는 방법을 예를 들어 가솔린 차량의 배기가스 규제를 생각해 보도록 합시다.

일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)의 규제치는 각각 다음과 같습니다.

HC: 300 ppm

CO: 1.0% (=10000ppm)

우선 HC의 300ppm이라는 것은 그대로 생각하면 300m^3/10000m^3라는 의미인데, 좀 농도로 알기 어렵지않은가요?

그래서 작은 단위를 베이스로 해 보면 300cm^3/10000cm^3가 됩니다.

여기서 1000cm^3=1L(리터)이니까 300ppm=0.3L/1000L가 됩니다.

알기 쉽게 분모를 1L로 변환해 보면 300ppm=0.3mL/L로 대체할 수 있습니다.

즉, 1L의 체적의 공기 중에 불과 0.3mL의 HC가 포함되는 양이라는 것이됩니다.

얼마나 작은 농도를 나타내는지 이미지가 떠오르지 않으세요.

다음으로 1%의 CO를 생각해 보면 위와 같이 1%=10000ppm이니까 10000ppm=10mL/L이 됩니다.

퍼센트를 굳이 ppm으로 나타낼 필요는 없지만 서로의 단위를 환산하는 이미지를 위해서 굳이 이런 글을 써봤습니다.

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ppm 이외의 작은 농도 단위

ppm은 백만 분율, 즉 1/100만을 나타내는 단위인데 더 작은 농도의 단위로는 다음을 들 수 있습니다.

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ppb: 십억분율. 1/10억을 나타낸다.

1 ppb= 0.0000001 (10^-9)

ppt: 1조분율. 1/1조를 나타낸다.

1 ppt= 0.0000000001 (10^-12)

ppq: 천조분율. 1/1000조를 나타낸다.

1 ppq= 0.00000000001 (10^-15)

ppm조차도 충분히 작은 농도라고 생각하지만 화학에서는 더 작은 농도를 대상으로 할 수 도 있습니다.

우리 몸에 악영향을 미치는 독극물은 바로 소개한 수준의 농도에서도 치사량이 된다 라는 것도 있습니다.

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ppm과 다른 농도의 단위 환산방법

ppm과 mg/l의 환산

최근에는 농도를 나타내는데 ppm이 아닌 mg/L이라는 단위를 사용하는 것이 일반적으로 되고 있습니다.

앞의 'ppm 농도 구하는 법' 항을 읽어보신 분은 아시겠지만 기체의 경우 1ppm=1μL/L를 의미합니다.

또 1000ppm=1mL/L이라고 할 수도 있겠죠.

덧붙여 수처리에 관계된 분들에게는, 기체가 아닌 수중의 불순물의 농도를 나타내는 데 mg/L라고 하는 단위가 사용되고 있지만, 물의 비중은 1.0이기 때문에, 1kg=1L, 1g=1mL입니다.

따라서 아래 식이 이루어지며 ppm과 mg/L은 같은 값으로 할 수 있습니다.

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1mg/L=1μL/L=1ppm

kg의 1/1000의 단위가 L로 기억합시다.

ppm과 ppb 환산

ppm과 ppb는 다음과 같이 환산합니다.

1 ppm = 1000 ppb

1ppb = 0.001ppm(= 10^-3ppm)

ppm과 % 환산

ppm은 '백만 분율'이라고도 하며 1/100만이라는 비율(비율)을 나타내는 단위.

미터(m)나 그램(g) 등 다른 단위처럼 어떤 절대치를 나타내는 단위가 아니다.

기체로 생각하면 1ppm=1μL/L를 의미한다.또 물속에 한해서 말하면, 1 ppm=1 mg/L가 된다.

ppm보다 작은 농도의 단위에 다음이 있다.

ppb: 1/10억.01 ppm

ppt: 1/1조.0.000001 ppm

ppq: 1/1000조.0.0000001ppm

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