ppm. Esercizi svolti

ppm è un’unità di misura adimensionale che viene utilizzata in chimica per indicare la quantità di soluto presente in una soluzione.

Questa unità di misura che significa parti per milione indica i grammi di soluto presenti in un milione di grammi di soluzione e viene utilizzata per esprimere concentrazioni molto basse come, ad esempio, inquinanti nell’aria o tracce di sostanze. Per semplicità questa unità di misura può anche essere espressa in termini di 1 mg di soluto in 1 kg di soluzione.

Per calcolare la concentrazione in ppm si può usare la seguente formula:
ppm = massa soluto · 10⁶/massa soluzione

Esercizi sulla concentrazione in ppm

• Calcolare la concentrazione in parti per milione se 0.02 g di cloruro di sodio sono disciolti in 1000 g di acqua.

La concentrazione del cloruro di sodio espressa in parti per milione è pari a 0.02 · 10⁶/1000 = 20

• Calcolare la concentrazione in parti per milione se 0.025 g di nitrato di piombo sono posti in 100 g di acqua

La concentrazione del nitrato di piombo espressa in parti per milione è pari a:
0.025 · 10⁶/100 = 250

• Calcolare la molarità di una soluzione contenente lo ione potassio presente con una concentrazione di 78.0 ppm assumendo che la densità della soluzione sia pari a 1.00 g/mL

Dalla definizione di parti per milione si ha:
78.0 = 78.0 mg di K⁺/L di soluzione = 0.0780 g/L
0.0780 g/L/ 39.0983 g/mol = 0.00199 M

• Calcolare la concentrazione dello ione calcio espressa in parti per milione di una soluzione 0.0100 M di carbonato di calcio assumendo che la densità della soluzione sia pari a 1.00 g/mL

Si converte la molarità in g/L:
0.0100 mol /L · 40.08 g/mol = 0.4008 g/L di ione calcio
la massa di 1 L di soluzione è pari a 1000 g pertanto:
0.04008 g/L = 0.4008 g/ 1000 g
Da cui ppm = 0.4008 g · 10⁶/ 1000 g = 401
Si noti che il risultato è stato dato con 3 cifre significative

• Un campione di acqua di mare contiene 1.0 · 10^-4 ppm di cobalto. Assumendo che la densità dell’acqua di mare sia pari a 1.0 g/mL calcolare il volume che contiene 1.0 g di cobalto.

Dalla definizione si ha che il campione contiene 1.0 · 10^-4 g di cobalto in 1000000 g di soluzione. Pertanto 1.0 g di cobalto sono contenuti in:

1.0 g · 1000000/1.0 · 10^-4 g = 1.0 · 10¹⁰ g

Poiché la densità è stata assunta essere 1.0 g/mL si ha che 1.0 g di cobalto sono contenuti in 1.0 · 10¹⁰ mL ovvero 1.0 · 10⁷ L

• Calcolare la concentrazione del manganese in ppm in una soluzione avente volume 500.0 mL contenente 0.145 g di KMnO₄ assumendo che la densità della soluzione sia pari a 1.0 g/mL

Le moli di KMnO₄ sono pari a 0.145 g/158.034 g/mol = 0.000918
Le moli di permanganato sono pari alle moli di manganese
La massa di manganese è di 0.000918 mol · 54.938 g/mol = 0.0504 g

Poiché la densità della soluzione è pari a 1.0 g/mL la massa di 500 mL è pari a 500 g
ppm = 0.0504 g · 1000000/500 g = 101

• Calcolare le millimoli di soluto presenti in una 500 mL di una soluzione di NaCl che ha concentrazione di 10.5 ppm assumendo che la densità sia pari a 1.0 g/mL

Dalla definizione di ppm si ha che vi sono 10.5 mg di NaCl in 1 kg di soluzione ovvero, avendo assunto la densità pari a 1.0 g/mL in 1 L di soluzione
Moli di NaCl in 1 L = 0.0105 g/58.44 g/mol = 0.000180
Moli di NaCl in 0.500 L = 0.000180 mol · 0.500 L / 1 L = 0.0000900 = 0.0900 millimoli