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Erstellt am: 20. Juli 2026 um 21:33

ppb-Konzentration berechnen

Eingaben

BerechnenKonzentration aus Massen
Masse des gelösten Stoffes5 µg
Masse der Lösung1 kg
Zielkonzentration5 ppb
Wert angegeben inppm
Konzentrationswert1

Erstellt mit OneCalc · https://onecalc.app/de/chemistry/ppb-concentration

Chemie

ppb-Konzentration berechnen

Berechnet die Konzentration in Teilen pro Milliarde (ppb) aus Masse des gelösten Stoffes und der Lösung, ermittelt die nötige Stoffmasse für einen Zielwert und rechnet zwischen ppb, ppm und Massenprozent um. Grundlage: ppb = (gelöster Stoff ÷ Lösung) × 10⁹.

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C_b = \dfrac{m_{solute}}{m_{soln}} \times 10^9 = ?\,\text{ppb}

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C_p = \dfrac{C_b}{1000} = \dfrac{?\,\text{ppb}}{1000} = ?\,\text{ppm}
w = \dfrac{C_b}{10^7} = \dfrac{?\,\text{ppb}}{10^7} = ?\,\text{\%}

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Teile pro Milliarde verstehen

Teile pro Milliarde (ppb) geben an, wie viel einer Spurensubstanz im Verhältnis zum Ganzen in einem Gemisch vorhanden ist. Im Massenverhältnis ist es die Masse des gelösten Stoffes geteilt durch die Gesamtmasse der Lösung, mit einer Milliarde skaliert, damit sehr kleine Mengen zu lesbaren Zahlen werden. Es ist die natürliche Einheit, wenn eine Konzentration für Teile pro Million zu verdünnt ist — Spurenverunreinigungen in Wasser, Verunreinigungen in hochreinen Chemikalien und Rückstände in Lebensmitteln liegen alle im ppb-Bereich.

Die Formel

ppb=mgelo¨stmLo¨sung×109\text{ppb} = \frac{m_{\text{gelöst}}}{m_{\text{Lösung}}} \times 10^9

Da nur das Verhältnis zählt, können beide Massen in beliebiger Einheit angegeben werden, solange sie gleich ist — Mikrogramm, Milligramm, Gramm oder Kilogramm.

Die verwandten Skalen unterscheiden sich nur durch ihren Faktor:

EinheitFaktorEntsprechung
Massenprozent×1001 % = 10.000.000 ppb
ppm×10⁶1 ppm = 1.000 ppb
ppb×10⁹1 ppb = 0,001 ppm

Rechenbeispiel

5 µg einer Verunreinigung, gelöst in 1 kg Wasser:

mgelo¨st=5 μg=0,000005 gppb=0,000005 g1.000 g×109=5 ppbppm=5 ppb1.000=0,005 ppmMasse-%=5 ppb107=0,0000005%\begin{aligned} m_{\text{gelöst}} &= 5\ \mu\text{g} = 0{,}000005\ \text{g} \\[4pt] \text{ppb} &= \frac{0{,}000005\ \text{g}}{1{.}000\ \text{g}} \times 10^9 = 5\ \text{ppb} \\[4pt] \text{ppm} &= \frac{5\ \text{ppb}}{1{.}000} = 0{,}005\ \text{ppm} \\[4pt] \text{Masse-\%} &= \frac{5\ \text{ppb}}{10^7} = 0{,}0000005\% \end{aligned}

Die Stoffmasse für einen Zielwert bestimmen

Löst man die Formel nach dem gelösten Stoff auf, lässt sich eine Lösung mit gewünschter Konzentration ansetzen:

mgelo¨st=ppb109×mLo¨sungm_{\text{gelöst}} = \frac{\text{ppb}}{10^9} \times m_{\text{Lösung}}

Um 1 kg Wasser auf 5 ppb zu bringen, wird (5÷109)×1.000 g=5 μg(5 \div 10^9) \times 1{.}000\ \text{g} = 5\ \mu\text{g} gelöster Stoff benötigt. Der Modus „Benötigte Stoffmasse“ des Rechners führt genau diese Umstellung aus.

Die ppb-zu-µg/L-Näherung

Für verdünnte wässrige Lösungen entspricht 1 ppb (Masse/Masse) etwa 1 Mikrogramm gelöstem Stoff pro Liter Lösung. Ein Liter Wasser hat eine Masse sehr nahe an 1.000 g, sodass ein Milliardstel dieser Masse rund 1 µg pro Liter ausmacht. Deshalb werden Grenzwerte der Wasserqualität häufig austauschbar als ppb oder µg/L angegeben; für verdünnte Lösungen ist die Näherung gut innerhalb der Messunsicherheit.

Bei konzentrierten Lösungen oder Flüssigkeiten mit einer Dichte, die deutlich von 1 g/mL abweicht, erfordert die Umrechnung von Masse auf Volumen die tatsächliche Dichte.

Wo ppb auftaucht

  • Trinkwasser: Grenzwerte für Blei und Arsen liegen häufig bei etwa 10 ppb, niedrig genug, dass Labore sie in ppb oder µg/L statt in ppm angeben.
  • Reinstwasser und Elektronik: Wasser in Halbleiterqualität hält Verunreinigungen im ppb- bis ppt-Bereich, da schon Spurenionen die Ausbeute beeinflussen.
  • Lebensmittelsicherheit: Stark wirksame Kontaminanten wie bestimmte Mykotoxine und Schwermetalle werden im niedrigen ppb-Bereich reguliert.
  • Umweltüberwachung: Luftgetragene und gelöste Schadstoffe werden oft in ppb verfolgt, weil die Hintergrundwerte so gering sind.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lautet die ppb-Formel?

Teile pro Milliarde (ppb) sind die Masse des gelösten Stoffes geteilt durch die Gesamtmasse der Lösung, multipliziert mit einer Milliarde:

ppb = (Masse des gelösten Stoffes ÷ Masse der Lösung) × 10⁹

Beispiel: 5 µg eines Stoffes in 1 kg Wasser ergeben (0,000005 g ÷ 1.000 g) × 10⁹ = 5 ppb. Beide Massen müssen vor der Division dieselbe Einheit haben, denn nur das Verhältnis zählt.

Was ist der Unterschied zwischen ppb und ppm?

Beide drücken ein Massenverhältnis aus und unterscheiden sich nur im Maßstab: ppm multipliziert das Verhältnis mit einer Million, ppb mit einer Milliarde. Damit ist ppb tausendmal feiner, sodass 1 ppm = 1.000 ppb und 1 ppb = 0,001 ppm gilt. Für Spurenverunreinigungen — Schwermetalle, Pestizide oder Verunreinigungen in Reinstwasser — wird ppb bevorzugt, weil eine ppm-Angabe eine unhandliche Kette führender Nullen ergäbe.

Ist 1 ppb dasselbe wie 1 µg/L?

Für verdünnte wässrige Lösungen ja — 1 ppb (Masse/Masse) entspricht etwa 1 Mikrogramm gelöstem Stoff pro Liter Lösung. Ein Liter Wasser wiegt sehr nahe an 1.000 g, sodass ein Milliardstel dieser Masse rund 1 µg pro Liter ausmacht. Aus diesem Grund werden Grenzwerte der Wasserqualität oft austauschbar als ppb oder µg/L angegeben. Bei konzentrierten Lösungen oder Flüssigkeiten mit stark abweichender Dichte ist die tatsächliche Dichte nötig.

Wo wird ppb bei Trinkwasser verwendet?

Grenzwerte für Spurenverunreinigungen im Trinkwasser werden meist in Teilen pro Milliarde festgelegt. Übliche Bezugspunkte sind in vielen Ländern ein Richtwert von 10 ppb für Blei und 10 ppb für Arsen. Weil diese Schwellen so niedrig sind, berichten Labore sie in ppb (oder µg/L) statt in ppm, und die Gleichwertigkeit von ppb und µg/L macht die Werte direkt vergleichbar.

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