Sposoby zapisu bezwymiarowego stosunku dwóch wielkości – oznaczenia stosowane do zapisu bezwymiarowego stosunku dwóch liczb lub wartości liczbowych dwóch wielkości o takich samych jednostkach. Zapis takich stosunków możliwy jest w postaci procentów (symbol: %, liczba części na sto) bądź promili (symbol: ‰, liczba części na tysiąc). W rachunkach finansowych wykorzystuje się punkt bazowy (symbol: ‱, jedna setna procenta). W wielu dziedzinach nauki, najczęściej w naukach chemicznych, stosuje się ponadto inne oznaczenia, m.in. ppm (liczba części na milion, 10−6), ppb (liczba części na miliard, 10−9) i ppt (liczba części na bilion, 10−12). Symbole te nie są jednostkami miary, a stanowią wyłącznie umowne oznaczenia odpowiednich ułamków.

Stosowane oznaczenia

W układzie SI do oznaczenia ułamków stosuje się odpowiednie ujemne potęgi liczby 10. Niemniej Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM) i amerykański National Institute of Standards and Technology (NIST) dopuszczają stosowanie symbolu procenta jako oznaczenia ułamka 0,01. Można go użyć jedynie w przypadku wielkości niemianowanych. Przykładowo „względna zmiana częstotliwości wyniosła 3,4%” bądź „ułamek masowy badanego składnika wynosi 1%”. W ten sam sposób stosować można również analogiczne symbole („ułamek molowy składnika wyniósł 1,5 ppm”). Stosowanie oznaczeń typu ppm jest jednak niezalecane przez te organizacje, a Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) i Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) odradzają stosowanie również symboli procenta i promila na rzecz odpowiednich stosunków jednostek SI (np. mg/kg zamiast ppm).

+ Symbole stosowane do oznaczenia ułamkowych wielkości niemianowanych Symbol Znaczenie Odpowiednik liczbowy(tj. dany symbol odpowiada pomnożeniu wielkości przez) Wartość w procentach Uwagi % procent, liczba części na sto 10−2 1% niektórzy autorzy używają zamiennie oznaczenia pph (ang. ) ‰ promil, liczba części na tysiąc 10−3 0,1% niektórzy autorzy używają zamiennie oznaczenia ppt (ang. ), identycznego z oznaczeniem ułamka 10−12 ‱ liczba części na 10 tysięcy 10−4 0,01% Pod nazwą punkt bazowy stosowany jest w rachunkach finansowych ppm liczba części na milion(ang. ) 10−6 0,0001% pphm liczba części na sto milionów(ang. ) 10−8 0,000001% oznaczenie niezalecane z uwagi na brak równoważnego przedrostka SI ppb liczba części na miliard(ang. ) 10−9 0,0000001% różnice pomiędzy liczebnikami w języku polskim a rozwinięciem skrótów w języku angielskim wynikają ze stosowania w tych językach odpowiednio długiej i krótkiej skali; z tego względu użycie tych oznaczeń jest niezalecane przez wiele instytucji i organizacji ppt liczba części na bilion(ang. ) 10−12 0,0000000001% ppq liczba części na biliard(ang. ) 10−15 0,0000000000001%

Zastosowanie Próbki fluoresceiny o różnym stężeniu|mały|alt=Pięć próbek substancji, od próbki o największym stężeniu (10 00 ppm) i czerwonej barwie, przez próbki o pomarańczowo-zielonej i jasnozielonej barwie (zakres 1000–10 ppm), aż do próbki niemal przezroczystej (1 ppm) Poza procentem i promilem, stosowanymi powszechnie w wielu dziedzinach, oznaczenia typu ppm stosuje się głównie w naukach chemicznych, m.in. w chemii analitycznej i chemii środowiska. Wykorzystywane są przy podawaniu ułamków masowych, objętościowych czy molowych dla substancji występujących w małych bądź w śladowych ilościach. Przykładowo można tym sposobem wyrazić zawartość (ułamek objętościowy) dwutlenku węgla w atmosferze jako 380 ppm, co jest równoważne ϕ = 380 μl/l. Choć w większości przypadków stosowanie oznaczeń ppm, ppb i ppt jest wystarczające, niektóre techniki pomiarowe (np. akceleratorowa spektrometria mas czy spektrometria mas sprzężona z plazmą wzbudzaną indukcyjnie) pozwalają na określenie zawartości określonych substancji na poziomie 10−15 (ppq), a nawet 10−18 (w częściach na trylion, ang. ).

W spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) powszechne jest wyrażanie przesunięcia chemicznego w ppm. Wiąże się to z jednostkami obecnymi we wzorze definicyjnym (Hz/MHz), z których wynika obecność potęgi 106 w mianowniku tego wzoru.

Użycie nieprawidłowe Oznaczenie ppm i symbol procenta są często nieprawidłowo stosowane jako zamienniki jednostki stężenia masowego (odpowiednio mg/l i g/100 ml) w odniesieniu do roztworów wodnych. Wynika to z faktu, że gęstość rozcieńczonych roztworów wodnych w warunkach otoczenia jest zbliżona do 1 g/cm³ i w wielu przypadkach przybliżenia 1 kg ≈ 1 l i 100 g ≈ 100 ml są wystarczające, a błędy wynikające z takich przybliżeń – pomijalne. Dokładna wartość wyrażona w ppm wymaga podzielenia przez gęstość roztworu:

Stosowanie tego rodzaju przybliżeń jest jednak niezalecane i w każdym przypadku preferowane jest użycie odpowiednich jednostek. Przykładem takiego przybliżenia jest wyrażanie w promilach zawartości alkoholu we krwi mierzonej w g/dl.

Krytyka Stosowanie oznaczeń ppb, ppt i ppq może prowadzić do nieporozumień wynikających z różnego znaczenia liczebników bilion, trylion i kwadrylion w zależności od języka (problem krótkiej i długiej skali). W krajach anglojęzycznych stosujących krótką skalę, oznacza zazwyczaj 109 (miliard), – 1012 (bilion), a – 1015. Natomiast w krajach stosujących długą skalę (m.in. w Polsce i wielu krajach europejskich), bilion oznacza 1012, trylion – 1018, a kwadrylion – 1024. Z tego względu wielu autorów i instytucji, m.in. Międzynarodowe Biuro Miar i Wag, National Institute of Standards and Technology, Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna i Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej, nie zaleca stosowania tych oznaczeń.

Co więcej, w niektórych przypadkach symbol ppt stosowany jest w rozumieniu (liczba części na tysiąc), a więc jako synonim promila, co również może prowadzić do pomyłek. By uniknąć tej zbieżności, niektórzy autorzy stosują w tym celu oznaczenie ppth.

Wątpliwości budzi również stosowanie symbolu procenta oraz oznaczeń typu ppm do różnych rodzajów ułamków (masowych, molowych, objętościowych). Może to prowadzić do nieporozumień w sytuacjach, w których rodzaj ułamka nie jest wyraźnie określony. Dla większej dokładności do tych oznaczeń stosuje się szereg dookreśleń, np. symbol procenta zapisuje się jako „% (V/V)” czy „% (m/m)” (co oznacza, że chodzi o odpowiednio ułamek objętościowy i ułamek masowy) bądź też stosuje się oznaczenia typu ppmm, ppmw czy ppmv (litery m lub w dla ułamka masowego – m czasem dla ułamka molowego – i v dla ułamka objętościowego). Rozwiązania tego typu są jednak przez IUPAC niezalecane, gdyż jakiekolwiek dookreślenia są dopuszczalne wyłącznie w stosunku do symboli wielkości fizycznych, nie zaś do jednostek.

Jednostka uno W 1998 roku Consultative Committee for Units (jeden z komitetów doradczych Międzynarodowego Komitetu Miar i Wag) zaproponował dodanie do układu SI jednostki uno o symbolu U, która miałaby oznaczać liczbę 1 i być stosowana w przypadku wielkości niemianowanych. Umożliwiłoby to stosowanie do niej przedrostków SI i zastąpienie nią budzących wątpliwości symboli ppm, ppb i podobnych. Z uwagi na w większości negatywne opinie naukowców i specjalistów dotyczące wprowadzenia jednostki uno, pomysł ten porzucono w 2004 roku.

+ Porównanie zapisów z użyciem jednostki uno i obecnie stosowanych Ułamek Stosowany zapis Jednostka uno 10−2 1% 1 centyuno 1 cU 10−3 1‰ 1 miliuno 1 mU 10−6 1 ppm 1 mikrouno 1 μU 10−9 1 ppb 1 nanouno 1 nU 10−12 1 ppt 1 pikouno 1 pU 10−15 1 ppq 1 femtouno 1 fU

Zobacz też

bel, decybel neper DPMO () – liczba defektów na milion możliwości ich powstania liczby podobieństwa (liczby kryterialne) – bezwymiarowe współczynniki stosowane do opisu układów fizycznych, będące z reguły stosunkiem kilku wielkości fizycznych, służące do upraszczania obliczeń oraz charakteryzowania i porównywania opisywanych zjawisk fizycznych potencja homeopatyczna – termin określający stopień rozcieńczenia środka homeopatycznego

Uwagi

Przypisy

Kategoria:Chemia analityczna Kategoria:Jednostki miar i wag