Parte por milhão (ppm) é uma unidade de concentração empregada em diversas áreas do conhecimento. Como o ppm indica a presença do número de partes do soluto em um milhão de partes do solvente, recomenda-se a sua utilização para sistemas diluídos.
O ppm pode ser calculado em diversas unidades, para diversos sistemas, seja em termos de unidades de massa, seja em termos de unidades de volume. O mais interessante é que, para o caso da água, em que se considera densidade igual a 1 g/cm3, pode-se fazer a mescla entre unidades de massa e volume.
Leia também: Afinal, o que são soluções?
Tópicos deste artigo
Resumo sobre ppm
- ppm é a sigla para “parte por milhão”.
- É unidade de concentração amplamente empregada.
- Indica a presença do número de partes do soluto em um milhão de partes do solvente.
- É mais recomendada para sistemas diluídos.
- Pode ser utilizada com unidades de massa ou de volume.
- Para a água, cuja densidade é igual a 1 g/cm3 em toda sua extensão líquida, é possível mesclar as unidades de massa e volume.
O que é ppm?
A sigla “ppm” refere-se à “parte por milhão”, uma unidade de concentração muito empregada em Química e em outras áreas do conhecimento. É indicada para sistemas mais diluídos, uma vez que 1 ppm significa que uma parte da substância de interesse (soluto) está dissolvida em 1 milhão de partes em outra substância (solvente).
Como calcular o ppm?
Para se calcular algo em ppm, basta que se meça quantas partes do soluto estão presentes em um milhão de partes do solvente. Quando se fala “partes”, refere-se a termos de qualquer unidade de medida, o importante, na verdade, é que as unidades de soluto e solvente sejam as mesmas ou proporcionais.
Para melhor ilustrar, você pode pensar 1 ppm como 1 gota de água em 1 milhão de gotas de água.
A seguir, vamos dispor de exemplos concretos de cálculos de ppm em alguns sistemas.
→ Como calcular ppm em massa?
Dentro do sistema de massa, devemos lembrar algumas regras de proporção. Por exemplo 1 tonelada equivale a 1000 quilograma. Já 1 quilograma equivale a 1000 gramas. Assim sendo, 1 tonelada equivale a 1.000.000 de gramas, ou seja, um sistema que dimensione algo em “grama por tonelada” é uma concentração em ppm, uma vez que a unidade grama é o milionésimo da unidade tonelada. De modo análogo, a dimensão “miligrama por quilograma” também é uma concentração em ppm, pois a unidade miligrama é um milhão de vezes menor que a unidade quilograma.
- Exemplo:
A indústria de aço exige que, para cada tonelada de aço, seja adicionado 1,1 kg de nióbio. Qual a concentração desse metal, em ppm?
Resolução:
Por exemplo, uma forma de pensar é que, tendo a tonelada, o milionésimo dela é a unidade grama. Dessa forma, 1,1 kg equivale a 1100 g. Assim:
ppm=1100g1ton=1100gton=1100ppm
De forma análoga, pode-se pensar por proporções:
1 quilograma equivale a 0,001 tonelada, assim sendo, 1,1 quilograma equivale a 0,0011 tonelada. Assim:
0,0011 tonelada ----------------------- 1 tonelada (1 parte)
x ----------------------------------------- 1.000.000 toneladas (1.000.000 de partes)
x = 0,0011 · 1.000.000
x = 1100 ppm
→ Como calcular ppm em volume?
De forma análoga ao sistema de massa, o sistema volumétrico também pode ser usado para cálculos de ppm. Vale lembrar que 1 litro equivale a 1000 mililitros. Assim como 1 metro cúbico equivale a 1000 litros. Por isso, é fácil dizer que 1 mililitro é o milionésimo do metro cúbico.
- Exemplo:
Para fabricação de um produto, são adicionados 50 mL de álcool em 2 litros de água. Qual a concentração de álcool, em ppm?
Resolução:
A unidade, um milhão de vezes maior que o mL, é o m3. Assim sendo, devemos pensar em mL/m3. 2 litros equivalem a 0,002 m3. Por isso, o ppm é dado por:
ppm=50mL0,002m3=25.000mLm3=25.000ppm
Da mesma forma, podemos pensar em termos de proporção:
50 mL equivalem a 50 · 10−6 m3, ou seja, 5 · 10−5 m3.
5 · 10−5 m3 ----------------------- 0,002 m3 (0,002 parte)
x ----------------------------- 106 m3 (1.000.000 partes)
0,002 · x = 5 · 10−5 · 106
x = (5 · 10)/0,002
x = 50/(2 · 10−3)
x = (50 · 103)/2
x = 25.000 ppm
→ Como calcular ppm envolvendo massa e volume?
Como boa parte dos sistemas estudados é aquosa e a densidade da água é aproximadamente igual a 1 g/cm3 em toda sua faixa líquida, é comum assumir que 1 quilograma de água é igual a 1 litro de água.
Assim, como 1 mg/kg é equivalente a 1 ppm, então 1 mg/L também o é. Assim como 1 m3 é equivalente a 1000 litros, podemos dizer que 1 m3 = 1000 kg = 1 ton. Por isso, 1 g/m3 também pode ser considerado como 1 ppm.
- Exemplo:
A concentração máxima de benzeno na água é de 2 ppm. Determine a massa máxima, em gramas, de benzeno que pode estar contido em 1 litro de água.
Resolução:
Bom, como a concentração máxima é de 2 ppm, podemos dizer que cada metro cúbico de água pode conter 2 gramas de benzeno. Contudo, 1 m3 equivale a 1000 litros. Proporcionalmente:
2 gramas benzeno ------------------- 1000 litros de água
x --------------------------------------- 1 litro de água
1000 · x = 2 · 1
x = 2/1000
x = 0,002 grama de benzeno
Acesse também: Você sabe o que é concentração comum?
Exercícios resolvidos sobre ppm
Questão 1
(Unichristus) O hidróxido de sódio usado na fabricação de celofane, sabões e detergentes é um sólido branco, altamente tóxico e irritante, apresentando uma tolerância máxima para o ser humano de 2 mg por m3 de ar atmosférico.
Considerando que a densidade do ar atmosférico, a 25 °C, é de 1,2 g ⋅ mL−1, pode-se inferir que a tolerância máxima de hidróxido de sódio, expressa em ppm (massa/massa), é mais próxima de
A) 5,53 ⋅ 10−5.
B) 4,52 ⋅ 10−4.
C) 1,67 ⋅ 10−3.
D) 3,14 ⋅ 10−3.
E) 2,25 ⋅ 10−2.
Resolução:
Alternativa C.
1 m3 equivale a 1000 litros. No caso do ar atmosférico, nessas condições, temos então 2 mg de hidróxido de sódio por 1000 litros de ar. Como a densidade do ar é igual a 1,2 g/mL, que equivale a 1,2 kg/L, é possível dizer que, em 1000 litros de ar, existem 1200 kg de ar. A unidade miligrama é um milhão de vezes menor que a unidade quilograma, então, é possível dizer que existem 2 mg em 1200 kg de ar, ou seja:
ppm=2mg1200kg=1,67⋅10−3mg/kg
Questão 2
(Unitins) A lama proveniente do desastre do rompimento da barragem de Brumadinho alcançou o rio Paraopeba. Uma equipe da SOS Mata Atlântica colheu amostras para pesquisar a qualidade da água.
Segundo matéria publicada no National Geographic, o Paraopeba é um rio de classe 2, segundo a Resolução Conama 357/2005, utilizado para abastecimento de água para consumo humano e irrigação. Para tais fins, são necessários, entre outros fatores, que haja ao menos 5 mg/L de oxigênio dissolvido, no máximo 10 ppm (partes por milhão) de nitrato e 0,025 ppm de fosfato.
Suponha que 5,0·10−4 mg de nitrato foi encontrado em 1 g de água do rio. Então, é correto afirmar que a concentração máxima de nitrato:
A) não foi atingida, pois a concentração foi de 0,05 ppm.
B) não foi atingida, pois a concentração foi de 5 ppm.
C) foi atingida, pois a concentração foi de 50 ppm.
D) foi atingida, pois a concentração foi de 500 ppm.
W) não foi atingida, pois a concentração foi de 0,5 ppm.
Resolução:
Alternativa E.
Foram encontrados 5,0·10−4 mg de nitrato em 1 g de água, ou seja, em 0,001 kg de água. Como o quilograma é um milhão de vezes o miligrama, calcula-se o ppm:
ppm=5⋅10−4mg0,001kg=0,5mg/kg
Ou seja, 0,5 ppm. Com isso, a concentração de nitrato não foi atingida.
Fontes
ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Príncípios de Química: Questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.
BOGUSKI, T. K. Understanding Units of Measurement. Environmental Science and Technology Briefs for Citizens. out. 2006. n. 2. Disponível em: https://cfpub.epa.gov/ncer_abstracts/index.cfm/fuseaction/display.files/fileid/14285.
CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.
