Quelltext der Seite Parts per million

{{Infobox Hilfsmaßeinheit
|Name             = Parts per million
|Einheitenzeichen = <math>\mathrm{ppm}</math>
|Formelzeichen    = 
|Typ              = Q
|Definition       = <math>\mathrm{1\,ppm = 1\,\cdot 10^{-6} = 0{,}000\,001}</math>
|BenanntNach      = {{enS|parts per million}}, „Anteile pro Million“
|SieheAuch        = [[Prozent]], [[Promille]], [[Parts per billion|ppb]], [[Myriade#Pro-Zehntausend-Zeichen|Pro-Zehntausend]]
}}

Eine Angabe '''Parts per million''' steht für einen Faktor 10<sup>−6</sup> oder für ein Millionstel. Die Abkürzung '''ppm''' wird wie eine [[Hilfsmaßeinheit]] verwendet,− vergleichbar mit dem [[Prozent]] (%) für den Faktor 10<sup>−2</sup> und dem [[Promille]] (‰) für den Faktor 10<sup>−3</sup>.

Wegen verschiedener Möglichkeiten der Ausdeutung, was mit den Ausdrücken ppm, ppb und ppt gemeint sein soll, wird allerdings vom Gebrauch dieser Ausdrücke abgeraten.<ref name="Irene Mueller-Harvey, Richard M. Baker">{{Literatur |Autor=Irene Mueller-Harvey, Richard M. Baker |Titel=Chemical Analysis in the Laboratory A Basic Guide |Verlag=Royal Society of Chemistry |Datum=2002 |ISBN=0-85404-646-1 |Seiten=41 |Online={{Google Buch |BuchID=AUrkNljVKzoC |Seite=41}}}}</ref>

Ein ppm ist ''ein Promille von einem Promille''.

== Grundlagen ==
=== {{Anker|parts per million (ppm) und parts per trillion (ppt)}} Umgang mit parts per million/billion/trillion ===
Bereits die internationale Norm [[ISO 31]]-0 ''{{lang|en|Quantities and units – Part 0: General principles}}'' aus dem Jahre 1992 hat empfohlen, den Ausdruck ppm zu vermeiden. Dies soll vor allem der Gefahr von Missverständnissen bei den analog gebildeten Begriffen ppb (''{{lang|en|parts per billion}}'') und ppt (''{{lang|en|parts per trillion}}'' oder ''{{lang|en|parts per thousand}}'') vorbeugen, denn ''{{lang|en|billion}}'' bedeutet im angelsächsischen Sprachgebrauch 10<sup>9</sup> (im Deutschen und in vielen anderen Sprachen ist 10<sup>9</sup>&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;[[Milliarde]]), und ''{{lang|en|trillion}}'' bedeutet 10<sup>12</sup> (sonst oft 10<sup>12</sup>&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;[[Billion]]) – siehe auch [[Lange und kurze Skala]]. Deshalb ist eine Angabe in einer dieser Einheiten immer mit Vorsicht zu interpretieren.<ref name="Irene Mueller-Harvey, Richard M. Baker" /><ref name="Barry Taylor">{{Literatur |Autor=Barry Taylor |Titel=Guide for the Use of the International System of Units (SI) The Metric System |Verlag=DIANE Publishing |Datum=1995 |ISBN=0-7881-2579-6 |Seiten=20 |Online={{Google Buch |BuchID=I3HRRrDd1n8C |Seite=20}}}}</ref> In der Nachfolgenorm [[ISO 80000]]-1 steht:
:„Abkürzungen wie ppm, pphm, ppb und ppt sind sprachabhängig und mehrdeutig und dürfen nicht benutzt werden. Stattdessen wird die Benutzung von Potenzen von 10 empfohlen.“<ref>DIN EN ISO 80000-1:2013-08: ''Größen und Einheiten – Teil 1: Allgemeines.'' 2013, Abschnitt 6.5.5.</ref>
Vom internationalen Büro für Maß und Gewicht wird in der aktuellen „SI-Broschüre“ lediglich empfohlen, ''parts per billion'' und ''parts per trillion'' zu vermeiden.<ref>[https://www.bipm.org/documents/20126/41483022/SI-Brochure-9.pdf/fcf090b2-04e6-88cc-1149-c3e029ad8232?version=1.18&t=1645193776058&download=true ''Le Système international d’unités''], 9.&nbsp;Auflage, 2019, [[Internationales Büro für Maß und Gewicht|BIPM]], die sogenannte SI-Broschüre (englisch, französisch), Abschnitt 5.4.7.</ref>

Der Ausdruck ppm ist weiterhin zu finden, zumal bei ihm diese Art von Mehrdeutigkeit nicht auftritt (''million'' bedeutet [[Million]]), sondern erst bei ppb und ppt.

Davon unabhängig ist die Einheit ppm missverständlich, wenn nicht gekennzeichnet wird, ob sie für Massen-, Volumen- oder Stoffmengenanteile verwendet wird (mg/kg, μl/l, μmol/mol) oder gar für Konzentrationen (mg/l).

=== Umrechnung ===
* 10<sup>−2{{0}}</sup> = 1 Hundertstel = 1 [[Prozent|%]] = 10 ‰ = {{FormatNum|10000|de}} ppm
* 10<sup>−3{{0}}</sup> = 1 Tausendstel = 1 [[Promille|‰]] = {{FormatNum|1000|de}} ppm
* 10<sup>−4{{0}}</sup> = 1 Zehntausendstel = 1 ''Basispunkt'' (im Finanzwesen) = 0,01 % = 100 ppm
* 10<sup>−5{{0}}</sup> = 1 Hunderttausendstel = 10 ppm
* 10<sup>−6{{0}}</sup> = 1 [[Million]]stel = 1 ppm (''{{lang|en|part per million}}'') = 0,0001 %
* 10<sup>−9{{0}}</sup> = 1 Milliardstel = 1 [[Parts per billion|ppb]] (''{{lang|en|part per billion}}'') = 0,001 ppm
* 10<sup>−12</sup> = 1 Billionstel = 1 ppt (''{{lang|en|part per trillion}}'') = 0,001 ppb
* 10<sup>−15</sup> = 1 [[Billiardstel]] = 1 ppq (''{{lang|en|part per quadrillion}}'') = 0,001 ppt

=== Mischungsverhältnisse ===
Volumenmischungsverhältnisse werden durch ein nachgestelltes „v“ (für ''{{lang|en|volume}}'' oder ''[[Volumen]]'') (zum Beispiel ppmv, ppbv, pptv) gekennzeichnet. Gewichts- oder Massenmischungsverhältnisse werden durch ein nachgestelltes „w“ (für ''{{lang|en|weight}}'') (Beispiele ppmw, ppbw, pptw) gekennzeichnet.<ref name="Eugene R. Weiner" />

Die oben genannten Verwechslungsgefahren sind hier ebenso gegeben, und bei Mischungsverhältnissen kommen weitere hinzu.<ref name="Eugene R. Weiner">{{Literatur |Autor=Eugene R. Weiner |Titel=Applications of Environmental Aquatic Chemistry A Practical Guide, Third Edition |Verlag=CRC Press |Datum=2012 |ISBN=978-1-4398-5333-7 |Seiten=10, 14 |Sprache=en |Online={{Google Buch |BuchID=1yjOBQAAQBAJ |Seite=14}}}}</ref>

Für alle Anhängsel wie dieses gilt:
:„Jeder Zusatz zu einem Einheitenzeichen mit der Absicht, Information über die spezielle Eigenschaft der Größe oder den Kontext der betreffenden Messung zu geben, ist nicht erlaubt.“<ref>DIN EN ISO 80000-1:2013-08: ''Größen und Einheiten – Teil 1: Allgemeines.'' 2013, Abschnitt 7.2.1.</ref>

== Verwendung ==
Im Prinzip lassen sich alle Größen, die sich in Prozent angeben lassen, auch in ''parts per million'' angeben, wenn die Zahlenwerte dazu in einer angemessenen [[Größenordnung]] liegen, so dass handliche Zahlen entstehen.

=== Gehaltsgrößen ===
[[Gehaltsangabe|Gehaltsgrößen]] geben den Gehalt eines Stoffes in einem Stoffgemisch an. Dabei ist darauf zu achten, worauf etwas bezogen wird. Je nach Bezugsgröße wird zwischen [[Größe der Dimension Zahl#Benennung|Anteilen]], [[Konzentration (Chemie)|Konzentrationen]] und [[Größe der Dimension Zahl#Benennung|Verhältnissen]] unterschieden, siehe auch im Artikel [[Massenkonzentration#Zusammenhänge mit anderen Gehaltsgrößen|Massenkonzentration]].

Ein ppm entspricht z.&nbsp;B.
* als [[Massenanteil]] einem Milligramm pro [[Kilogramm]]
* als [[Volumenanteil]] einem Milliliter pro [[Kubikmeter]]
* als [[Stoffmengenanteil]] einem Mikromol pro [[Mol]]. Die Einheit der [[Stoffmenge]], das Mol, ist über eine ''Anzahl'' von Teilchen definiert; daher ist der Stoffmengenanteil auch das Verhältnis einer Anzahl von Teilchen zu einer anderen Anzahl von Teilchen.

Alle diese Größen können bei passenden kleinen Werten in ppm angegeben werden, aber die Größen werden dadurch nicht spezifiziert. Das bedeutet, dass eindeutige Benennungen und eindeutig definierte Formelzeichen auch hier unerlässlich sind. Anhängsel an das ppm wären völlig unzureichend.

==== Feste und flüssige Stoffe ====
Häufige Verwendung findet ppm, um die Verunreinigungen in einem Stoff oder [[Stoffgemisch]] quantitativ anzugeben. Sowohl Volumen- als auch Massen- als auch Stoffmengenverhältnisse sind in Gebrauch. Angaben in der Einheit μg/g (Mikrogramm pro Gramm) sind dann aussagekräftiger als ppm.

==== Gase ====

Bei Gasen werden gewöhnlich Volumenanteile bzw. Stoffmengenanteile angegeben. Beispielsweise bedeutet 8&nbsp;ppm [[Kohlenmonoxid]] in Luft so viel wie 8&nbsp;Mikroliter CO pro Liter Luft. Nach den Gesetzen für [[Ideales Gasgesetz#Gesetz von Avogadro|ideale Gase]] finden sich in einem Gasvolumen unabhängig von der Größe der Teilchen (relative [[Molekülmasse]]) immer dieselbe Teilchenanzahl. Deshalb steht bei Gasgemischen die ppm-Angabe für ein Volumenverhältnis zugleich für das Verhältnis von Teilchenanzahlen.

Bei Angabe einer Massenkonzentration in einem Gas kann eine Umrechnung auf Teilchenzahlen oder Stoffmengen sinnvoll sein. Die [[Maßeinheit]] der Stoffmenge ist das [[Mol]] ([[Einheitenzeichen]] mol).

Beispiel: 0,1 μg Blei in 1 m<sup>3</sup> Luft
* Die [[molare Masse]] von Blei mit der relativen [[Atommasse]] 207 beträgt 207&nbsp;g/mol. 0,1&nbsp;μg Blei hat die Stoffmenge <math>\tfrac{0{,}1}{207}\cdot 10^{-6}\text{ mol}</math>.
* Das [[Molares Volumen|molare Volumen]] eines idealen Gases beträgt unter physikalischen [[Normalbedingungen]] 22,4&nbsp;<math>\ell</math>/mol. 1&nbsp;m<sup>3</sup>&nbsp;=&nbsp;1000&nbsp;<math>\ell</math> Luft hat unter diesen Bedingungen die Stoffmenge <math>\tfrac {1000}{22{,}4}\text{ mol}</math>.
* 0,1 μg Blei in 1 m<sup>3</sup> Luft ist so viel wie das Stoffmengenverhältnis <math>(\tfrac{0{,}1}{207}\cdot 10^{-6}\text{ mol}):(\tfrac {1000}{22{,}4}\text{ mol}) =\tfrac{22{,}4}{207}\cdot 10^{-10} \approx 10^{-11}</math> und wie das Teilchenverhältnis von rund 1 Atom Blei pro 10<sup>11</sup> Moleküle Luft.

=== Abzählbare Ereignisse ===
Teilweise können Anteile (''„parts“'') auf eine [[Anzahl]] zurückgeführt werden. Neben der bereits behandelten Stoffmenge als Anzahl von Teilchen ist die [[Frequenz]] als Anzahl von Schwingungen in einer Zeitspanne bezogen auf die Zeitspanne angebbar oder die [[Häufigkeit]] als Anzahl von Ereignissen.

==== Fehlerrate ====
Bei Managementsystemen zur Verbesserung von Produktionsprozessen wird mit PPM unmittelbar eine Fehlerrate bezeichnet als die nach der Produktion aufgetretene und rechnerisch ermittelte Anzahl von Fehlern.<ref name="Armin Töpfer">{{Literatur |Autor=Armin Töpfer |Titel=Six Sigma Konzeption und Erfolgsbeispiele für praktizierte Null-Fehler-Qualität |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-662-09914-8 |Seiten=47 |Online={{Google Buch |BuchID=8ncjBgAAQBAJ |Seite=47}}}}</ref>
Für die Kenngröße [[Fehler pro Million Möglichkeiten]] liegen in der Automobilindustrie die Werte bei 10–20 ppm, das bedeutet eine Wahrscheinlichkeit von 10–20 Fehlern pro einer Million Teile.<ref name="Helmut Wannenwetsch">{{Literatur |Autor=Helmut Wannenwetsch |Titel=Integrierte Materialwirtschaft und Logistik: Beschaffung, Logistik, Materialwirtschaft und Produktion |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2009 |ISBN=978-3-540-89773-6 |Seiten=231 |Online={{Google Buch |BuchID=uBMjBAAAQBAJ |Seite=231}}}}</ref>

=== Gerätegenauigkeit ===
Eine weitere Verwendung findet das ppm, um die Genauigkeit einer Messung (korrekt gesagt die [[Messunsicherheit]]) anzugeben. Wenn in der [[Geodäsie]] die Genauigkeit von Geräten zur [[Entfernungsmessung]] in ppm angegeben wird, dann ist die Angabe als ''Millimeter pro Kilometer'' zu verstehen.<ref name="Heribert Kahmen">{{Literatur |Autor=Heribert Kahmen |Titel=Angewandte Geodäsie: Vermessungskunde |Verlag=Walter de Gruyter |Datum=2005 |ISBN=3-11-018464-8 |Seiten=342 |Online={{Google Buch |BuchID=7bTJDUTR0yUC |Seite=342}}}}</ref>

=== Bauelementdrift ===
Eigenschaften von [[Elektrisches Bauelement|elektrischen Bauelementen]] unterliegen oft einer [[Drift (Messtechnik)|Drift]], die als Veränderung eines Bauteilparameters infolge Veränderung einer [[Einflussgröße]] in ppm oder ppm pro Einflussänderung angegeben werden kann. So gibt die Temperaturdrift die relative Veränderung eines Merkmals in Bezug auf die Temperaturspanne an, in der die Veränderung auftritt. Beispielsweise werden im Datenblatt einer Referenzspannungsquelle Angaben zum Einfluss auf die stabilisierte elektrische Spannung gemacht:<ref>[https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1460fc.pdf Datenblatt LT1460, englisch], abgerufen am 29. April 2022.</ref>
* zum Temperatureinfluss ein Wert in ppm/°C (mit Bezug auf eine Temperaturspanne),
* zum Einfluss der Belastung ein Wert in ppm/mA (mit Bezug auf die abgegebene elektrische Stromstärke),
* zur Kurzzeitschwankung (''noise'') in ppm (ohne Bezug auf eine Zeitspanne).

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Anteilseinheit]]