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L'affascinante mondo delle quantità parziali: conosci la differenza tra ppb e ppt?
In scienza e ingegneria, i sistemi di notazione delle quantità parziali sono ampiamente utilizzati per descrivere piccole quantità adimensionali, come la frazione molare o la frazione di massa. Queste quantità sono espresse in "parti" e sono solitamente numeri puri senza unità di misura. I marcatori comuni in questo sistema sono parti per milione (ppm, 10−6), parti per miliardo (ppb, 10−9), parti per trilione (ppt, 10−12) e parti per trilione (ppt, 10−13) . Parte per trilione (ppq, 10−15). Questa espressione non appartiene al Sistema Internazionale di Unità (SI) e il suo significato reale è spesso ambiguo.
Il sistema di notazione delle quantità parziali è particolarmente importante quando si descrivono soluzioni diluite, come l'abbondanza relativa di minerali disciolti o di inquinanti nell'acqua.
Ad esempio, "1 ppm" può essere utilizzato per indicare che in un campione d'acqua la frazione di massa di un inquinante in un grammo di campione è un centomillesimo. Quando si ha a che fare con soluzioni acquose, si dà solitamente per scontato che la densità dell'acqua sia 1,00 g/mL, quindi 1 kg di acqua equivale a 1 litro di acqua. Pertanto, 1 ppm corrisponde a 1 mg/L e 1 ppb corrisponde a 1 μg/L. Allo stesso modo, le notazioni di quantità parziali vengono utilizzate in fisica e ingegneria per esprimere i valori numerici di vari fenomeni proporzionali. Ad esempio, una lega metallica speciale può presentare una variazione di lunghezza di 1,2 micron per °C, che può essere espressa come "α = 1,2 ppm/°C".
Nella spettroscopia NMR, gli spostamenti chimici vengono solitamente misurati in ppm, che esprimono la differenza tra la frequenza misurata e una frequenza di riferimento.
Alcuni marcatori di quantità forniscono una quantità adimensionale, indipendente dall'intensità del campo magnetico dello strumento. Tuttavia, nonostante i valori espressi in centesimi, migliaia, ecc. siano comuni, continuano a creare molta confusione. Ad esempio, "parti per mille" dovrebbe essere solitamente espresso per esteso anziché abbreviato come "ppt", perché in molti contesti "ppt" è comunemente inteso come "parti per trilione".
Differenze di base tra ppb e ppt
ppb e ppt rappresentano parti sempre più piccole con corrispondenti grandezze numeriche. ppb significa una parte per miliardo, mentre una parte per metro quadrato potrebbe essere equivalente solo a un peso molecolare molto piccolo. Il PPT è ancora più piccolo, rappresentando una parte per trilione, che è una quantità ancora più trascurabile. Di solito è utilizzato nella misurazione di concentrazioni estremamente basse e nella scienza ambientale, come gli inquinanti nell'aria o nell'acqua.
Ad esempio, 1 ppb di un inquinante esiste in solo 1 grammo di acqua in 1 miliardo di grammi. Nel caso di 1 ppt, equivale a 1 grammo di inquinante in 1 trilione di grammi di acqua.
Applicazione di quantità parziali
In pratica, la notazione delle quantità parziali può aiutare scienziati e ingegneri a comunicare in modo chiaro quando comprendono ed esprimono fenomeni di traccia. Nella spettroscopia NMR, gli spostamenti chimici sono espressi in ppm, mentre nella ricerca medica, ppb e ppt sono spesso utilizzati per esprimere la concentrazione di patogeni o tossine in un campione. Questa notazione non solo migliora la comunicazione tra professionisti, ma presenta anche in modo efficace variabili sottili che influenzano i risultati di vari esperimenti o test.
Sebbene alcuni sistemi di marcatura delle quantità siano molto utili, ci sono alcuni problemi che possono dare adito a malintesi.
Ad esempio, le differenze nella comprensione di ppb e ppt in diversi campi scientifici possono portare a interpretazioni diverse. Inoltre, poiché non sono ufficialmente accettate dal Sistema Internazionale di Unità, il loro utilizzo è stato criticato da alcuni scienziati. Molti esperti ritengono che l'utilizzo di questi indicatori richieda un contesto chiaro, altrimenti è probabile che si verifichi confusione. In alcune ricerche finanziarie o economiche, i "punti base" simili alle percentuali possono anche causare incomprensioni di quantità. Se non sono chiaramente indicati, possono causare confusione nella presentazione dei dati.
Tendenze future
In futuro, la standardizzazione di alcune marcature di quantità riceverà sempre più attenzione. Con l'avanzamento della scienza e della tecnologia e lo sviluppo della tecnologia di misurazione, forse emergeranno nuove unità adimensionali in grado di esprimere queste piccole quantità in modo più chiaro ed efficace . Man mano che la comunità scientifica farà meno affidamento su questi metodi di etichettatura, ci aspettiamo che vengano introdotti standard più rigorosi per promuovere la comprensione reciproca tra i vari ambiti professionali.
Quindi, di fronte a queste complesse notazioni quantitative, la comunità scientifica dovrebbe prendere in considerazione l'idea di sviluppare standard più unificati per ridurre incomprensioni e confusione?
