Podkarpackie Forum Akwarystyczne

Ppm to jednostka z angielskiego (wg tłumaczenia) "część na milion". Tą "częścią" może być cokolwiek: sztuki, kilogramy, litry, ..... Stąd jednostka ta nie jest w pełni jednoznaczna jeżeli nie poda się jakiego typu jest to ppm.
W wielu dziedzinach nauki i gospodarki używa się ppm-ów definiowanych różnie. Wynika to czasem z metod pomiarowych. Przykładowo detektory trujących gazów są tak skonstruowane, że wykrywają pojedyncze cząsteczki na milion innych. Wtedy ppm-y są tak jakby "na sztuki". W wielu innych dziedzinach wygodniej jest definiować ppm-y jako jednostki masy a więc 1 część masy na milion. W ten sposób 1 kilogram wody, który w temperaturze 4 C ma objętość 1 litra ma masę 1 000 gramów a więc 1000 000 miligramów. Stąd jeżeli w 1 litrze wody rozpuszczony jest np. 1 mg innej substancji to można przyjąć, że stężenie tej substancji wynosi 1 mg/litr = 1 mg/kg a to ostatnie jest zgodnie z definicją 1 ppm (masowego).

Dlaczego o tym piszę....
Otóż od dawna pojawiały się głosy, że ppm to nie to samo co mg/l. Niestety pojawiły się w dosyć eksponowanym miejscu odpowiednie przeliczniki ppm --> mg/l na znanym i opiniotwórczym forum "roslinyakwariowe". Są one takie jak poniżej:
NO3 1mg/l = 0,29ppm
PO4 1mg/l = 0,19ppm
K 1mg/l = 0,45ppm
Mg 1mg/l = 0,75ppm
Ca 1mg/l = 0,46ppm
SO4 1mg/l = 0,19ppm
CO3 1mg/l = 0,30ppm
Fe 1mg/l = 0,32ppm
I zapewne jest to prawda, ale zawsze trzeba patrzeć kontekst jednostki, tj. dziedzinę w której tę jednostkę się stosuje. Bo mieszając jednostki narobimy sobie tylko bigosu i każdy z nas mówiąc o stężeniu będzie miał na myśli co innego.

Jeszcze inaczej (na chłopski rozum): ppm jest jednostką w rodzaju procenta (%). Wiadomo, że % w wódce to nie to samo co % w banku, czy w podawanym stężeniu soli w wodzie morskiej, nie mówiąc już o % ludzi głosujących na prezydenta. Czy jakbym powiedział, że wódka ma 8% to byście mnie nie wyśmiali? A tak może być jak policzę % ilościowe a nie objętościowe. I będę miał rację..... i wy także.

W zależności od nauki również ppmy stosuje się różne. Przykładowo w półprzewodnikach stosuje się ppm-y ilościowe oznaczające 1 sztukę na milion innych "sztuk". Czy to jest aluminium czy ołów nie ma znaczenia. A przecież ciężary tych metali (gęstość) są totalnie inne. Załóżmy, że mieszamy aluminium z ołowiem tak, że na każdy milion atomów przypada 1 atom ołowiu i 999 999 atomów aluminium (z definicji 1 ppm jeżeli liczymy "na sztuki"). Jeżeli aluminium ma gęstość 4 razy mniejszą od ołowiu to masowo mg/kg będzie równy 4 ppm-a ołowiu w tym aluminium. Jakbyśmy to przeliczali dalej uwzględniając gęstość metali 1 litr nie jest równy 1 kg) to liczba mg/l będzie około 2 razy mniejsza (aluminium ma gęstość nieco ponad 2 kg/l). Tak więc zależnie jak się liczy tak wychodzą coraz inne wartości.
Tak widzicie zresztą w podanych przelicznikach ppm --> mg/l --> ppm podanych przez wspomniane forum. Zakładając, że taka woda ma masę molową 18 g/mol a wapń 40 g/mol (czyli ponad dwa razy większą) to przeliczając ppm (liczbowy, molowy) na ppm (masowy) wyjdzie nam, że 1 ppm (licz./mol.) = ok. 2 ppm (masowy). A ponieważ zakładamy równość ppm (masowy) = mg/l to legło to u podstaw wspomnianej powyżej tabelki, gdzie 1 mg/l Ca = 0,46 ppm (licz./mol.) i gdzie zastosowano nie stosowaną tu jednostkę: ppm (licz./mol.).

Stąd jeżeli nie ustalimy precyzyjnie jednostek jakimi się posługujemy (sama nazwa to nie wszystko) to wychodzą całkowicie rozbieżne wyniki, których nie powinniśmy porównać. W chemii stosuje się dowolny sposób wyrażania ppm-ów w zależności od tego, do czego ma to służyć i taka rozbieżność nie jest niczym dziwnym - jesteśmy przyzwyczajeni, że ta sama jednostka może mierzyć zupełnie różne wielkości ale tam dokładniej precyzuje się definicję używanej jednostki.

Niestety sporo osób (zwykle nie-chemików) pracując w jakiejś dziedzinie uczepi się definicji, która ma zastosowanie właśnie w "ich" dziedzinie i stara się przekonać innych, że to oni wiedzą najlepiej. Niestety wprowadza to i niepotrzebne dyskusje i zmyłki dla nowych akwarystów, wchodzących w obszar chemii wody bo ktoś da 4 razy więcej nawozów niż mu zalecano, bo "tak mu wyszło z obliczeń".

Jak wszędzie aby wiedzieć jaka jest definicja jednostki najlepiej jest korzystać z przyzwyczajenia ludzi w danej dziedzinie. Jeżeli w wódce mamy % objętościowe to prawdopodobnie argumentacja, że taki sposób wyrażania jest błędny i próba opisywania mocy wódki za pomocą % liczbowych byłoby ośmieszeniem się. Podobnie, w dziedzinach rolniczych jednostki stężeń wyraża się w jednostkach masowych (np. % masowy) co, nawiasem mówiąc, dla chemików nie jest przyjemne (ci lubią wyrażać wszystko w stężeniach molowych) ale dostosowują się do obyczaju i nie protestują. Tak jest po prostu wygodniej.

A więc aby porównać nawożenie w baniaczkach akwarystów stosujemy jednakową zwykle jednostkę ppm jako milionową część masy. A skoro tak to 1 mg w 1000 000 mg (1 litr wody) = 1 ppm. Wszelkie inne "jedynie słuszne" sposoby przeliczeń wprowadzają jedynie zamęt. Dobrze kiedyś napisał Piotr B (admin), że "na roślinachakwariowych" 1 ppm = 1 mg/l (choć jak widać niekonsekwentnie, skoro taka tabelka się pojawiła). Taki jest zwyczaj i nie powinniśmy robić zamętu forsując na siłę swoje pomysły, choćby nawet z jakiegoś innego punktu widzenia słuszne.

Czasem niestety wychodzą klocki, bo w niektórych badaniach naukowych (których wyniki przenosimy do akwarium) podaje się wyniki w "innych" ppm-ach i stąd są później nieścisłości, np. związane ze stosunkiem NO3:PO4 (indeks Redfielda). Podobno powinien on wynosić on 10:1. Tu jednak stosując jednostki wagowe jest to (chyba) około 6:1.

Dlatego ostatnimi czasy ja osobiście unikam podawania nawożenia w ppm-ach i staram się podawać w mg/l bo wiem, że są tacy, którzy potrafią namieszać tak, że ludzie później nie wiedzą co robić (oczywiście czasem zapominam i piszę o ppm, ale zawsze jako ppm = mg/l).

zulix pisze:Załóżmy, że mieszamy aluminium z ołowiem tak, że na każdy milion atomów aluminium przypada 1 atom aluminium

Ma być chyba że przypada jeden atom ołowiu?

zulix pisze:Jeżeli aluminium ma gęstość 4 razy mniejszą od ołowiu to masowo mg/l będzie 1/4 ppm-a ołowiu w aluminium

A nie 4 ppm ołowiu? Jest cięższy to chyba powinien stanowić większą część masowo niż objętościowo?

Zaku pisze:A nie 4 ppm ołowiu? Jest cięższy to chyba powinien stanowić większą część masowo niż objętościowo?

Nieco zamieszałem w artykule, sorry. Chodziło mi aby pokazać, że uzyskamy takie same liczby jak podane na "roslinachakwariowych" i trochę przedobrzyłem w opisach

Już poprawiłem opis w pierwszym poście i jest O.K.

Już rozumiem

Stosunek Redfielda został przez niego samego podany w liczbach cząsteczek, jednak wiele kalkulatorów w sieci działa tak jakby był on podany w stosunkach masowych, czyli niepoprawnie. Nie mówiąc już o tym, że stosunek ten nie ma żadnego znaczenia zarówno dla glonów jak i roślin , ale wiara czyni cuda .