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Die faszinierende Welt der Teilmengen: Kennen Sie den Unterschied zwischen ppb und ppt?
In der Wissenschaft und Technik werden Partialmengennotationssysteme häufig zur Beschreibung kleiner, dimensionsloser Mengen wie Molenbruch oder Massenbruch verwendet. Diese Mengen werden in der Form „Teile“ ausgedrückt und sind normalerweise reine Zahlen ohne Maßeinheiten. Übliche Markierungen in diesem System sind Teile pro Million (ppm, 10−6), Teile pro Milliarde (ppb, 10−9), Teile pro Billion (ppt, 10−12) und Teile pro Billion (ppt, 10−13). . Teile pro Billion (ppq, 10−15). Dieser Ausdruck gehört nicht zum Internationalen Einheitensystem (SI) und seine tatsächliche Bedeutung ist oft mehrdeutig.
Das Partialmengennotationssystem ist insbesondere bei der Beschreibung verdünnter Lösungen wichtig, wie etwa bei der relativen Häufigkeit gelöster Mineralien oder Schadstoffe im Wasser.
Beispielsweise kann mit „1 ppm“ angegeben werden, dass in einer Wasserprobe der Massenanteil eines Schadstoffes in einem Gramm Probe ein Hunderttausendstel beträgt. Beim Umgang mit wässrigen Lösungen geht man normalerweise davon aus, dass die Dichte von Wasser 1,00 g/ml beträgt, also entspricht 1 kg Wasser 1 Liter Wasser. Somit entspricht 1 ppm 1 mg/L und 1 ppb 1 μg/L. In ähnlicher Weise werden Partialmengennotationen in der Physik und im Ingenieurwesen verwendet, um die numerischen Werte verschiedener Proportionalitätsphänomene auszudrücken. Beispielsweise kann eine spezielle Metalllegierung eine Längenänderung von 1,2 Mikrometer pro °C aufweisen, was als „α = 1,2 ppm/°C“ ausgedrückt werden kann.
Bei der NMR-Spektroskopie werden chemische Verschiebungen üblicherweise in ppm gemessen und drücken die Differenz zwischen der gemessenen Frequenz und einer Referenzfrequenz aus.
Einige Mengenmarkierungen geben eine dimensionslose Menge an, die unabhängig von der magnetischen Feldstärke des Instruments ist. Doch obwohl die Angabe von Werten in Cent, Tausend usw. üblich ist, sorgt sie dennoch für große Verwirrung. Beispielsweise sollte „parts per thousand“ normalerweise vollständig ausgedrückt und nicht als „ppt“ abgekürzt werden, da „ppt“ in vielen Kontexten üblicherweise als „parts per trillion“ verstanden wird.
Grundlegende Unterschiede zwischen ppb und ppt
ppb und ppt stellen immer kleinere Teile mit entsprechenden numerischen Größenordnungen dar. ppb bedeutet ein Teil pro Milliarde und ein Teil pro Quadratmeter entspricht möglicherweise nur einem winzigen Molekulargewicht. PPT ist sogar noch kleiner und steht für ein Teil pro Billion, also eine noch vernachlässigbarere Menge. Es wird normalerweise zur Messung extrem niedriger Konzentrationen und in den Umweltwissenschaften verwendet, beispielsweise zur Messung von Schadstoffen in Luft oder Wasser.
Beispielsweise ist 1 ppb eines Schadstoffs nur in 1 Gramm Wasser pro 1 Milliarde Gramm vorhanden. Im Fall von 1 ppt entspricht dies 1 Gramm des Schadstoffs in 1 Billion Gramm Wasser.
Anwendung von Teilmengen
In der Anwendung kann die Partialmengennotation Wissenschaftlern und Ingenieuren dabei helfen, eine klare Kommunikation beim Verstehen und Ausdrücken von Spurenphänomenen zu erreichen. In der NMR-Spektroskopie werden chemische Verschiebungen in ppm ausgedrückt, während in der medizinischen Forschung häufig ppb und ppt verwendet werden, um die Konzentration von Krankheitserregern oder Toxinen in einer Probe auszudrücken. Diese Notation verbessert nicht nur die Kommunikation zwischen Fachleuten, sondern stellt auch subtile Variablen, die die Ergebnisse verschiedener Experimente oder Tests beeinflussen, effektiv dar.
Obwohl einige Mengenkennzeichnungssysteme sehr nützlich sind, gibt es bestimmte Probleme, die zu Missverständnissen führen können.
Beispielsweise können Unterschiede im Verständnis von ppb und ppt in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen zu unterschiedlichen Interpretationen führen. Darüber hinaus wurde ihre Verwendung von einigen Wissenschaftlern kritisiert, weil sie vom Internationalen Einheitensystem nicht offiziell anerkannt sind. Viele Experten sind der Ansicht, dass die Verwendung dieser Indikatoren einen klaren Kontext erfordert, da es sonst leicht zu Verwirrung kommt. In manchen Finanz- oder Wirtschaftsstudien können „Basispunkte“, ähnlich wie Prozentsätze, ebenfalls zu Missverständnissen hinsichtlich der Menge führen. Wenn sie nicht klar angegeben werden, kann dies bei der Datenpräsentation zu Verwirrung führen.
Zukünftige Trends
In Zukunft wird die Standardisierung einiger Mengenangaben immer mehr Aufmerksamkeit erhalten. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik und der Entwicklung der Messtechnik werden möglicherweise neue dimensionslose Einheiten entstehen, die diese winzigen Mengen klarer und effektiver ausdrücken können. . Da sich die wissenschaftliche Gemeinschaft weniger auf diese Kennzeichnungsmethoden verlässt, erwarten wir die Einführung strengerer Standards, um das gegenseitige Verständnis zwischen den verschiedenen Fachgebieten zu fördern.
Sollte die wissenschaftliche Gemeinschaft angesichts dieser komplexen quantitativen Notationen die Entwicklung einheitlicherer Standards in Betracht ziehen, um Missverständnisse und Verwirrungen vorzubeugen?
