Konzentrationseinheiten umrechnen (mg/l, µg/l, mol/l)
Ein Fehler bei den Einheiten ist einer der häufigsten und kostspieligsten Fehler im Umgang mit Wasserdaten - denn verschiedene Quellen geben Konzentrationen auf verschiedene Weise an. Ein paar Regeln erlauben es, frei umzurechnen und Pannen zu vermeiden.
Grundlegende Massenumrechnungen
| Von | Nach | Faktor |
|---|---|---|
| mg/l | µg/l | × 1000 |
| µg/l | mg/l | ÷ 1000 |
| mg/l | ppm | × 1 (Süßwasser, Dichte ≈ 1 kg/l) |
| µg/l | ppb | × 1 (wie oben) |
| g/m³ | mg/l | × 1 |
| mg/l | g/l | ÷ 1000 |
Die Gleichsetzung ppm = mg/l ist eine Näherung auf Basis einer Wasserdichte von ≈ 1 kg/l. Für Süßwasser bei üblichen Temperaturen liegt der Fehler unter 1% und ist praktisch bedeutungslos; für Salzlaugen und heißes Wasser nicht.
Masse versus Mol
Der Übergang zwischen mg/l und mol/l erfordert die molare Masse der Substanz:
Konzentration [mol/l] = Konzentration [g/l] ÷ molare Masse [g/mol]
Beispiel: Für Nitrate (NO₃⁻, ~62 g/mol) sind 1 mg/l ≈ 0,016 mmol/l. Dasselbe gilt für Phosphate, Ammoniak und so weiter.
Achtung auf die „Form” - N und P
Die häufigste Falle bei Nährstoffen: Ist das Ergebnis als ganze Verbindung oder als Element angegeben?
- Nitratstickstoff wird als N-NO₃ (nur die Stickstoffmasse) oder als NO₃ (das ganze Ion) geschrieben,
- analog N-NH₄ vs. NH₄, P-PO₄ vs. PO₄.
Diese Werte unterscheiden sich um einen festen Faktor, der dem Verhältnis der Molmassen entspricht:
| Form | Molmasse des Ions | Element | Elementform → Ion | Ion → Elementform |
|---|---|---|---|---|
| NH₄⁺ / N-NH₄ | 18,039 g/mol | N (14,007) | × 1,288 | × 0,776 |
| NO₃⁻ / N-NO₃ | 62,004 g/mol | N (14,007) | × 4,427 | × 0,226 |
| NO₂⁻ / N-NO₂ | 46,005 g/mol | N (14,007) | × 3,284 | × 0,304 |
| PO₄³⁻ / P-PO₄ | 94,970 g/mol | P (30,974) | × 3,066 | × 0,326 |
Ein Beispiel für die Größenordnung des Fehlers: 10 mg/l NO₃ sind 2,26 mg/l N-NO₃ - eine Verwechslung der Formen ergibt einen mehr als vierfachen Unterschied, also eine andere Antwort auf die Frage nach dem Gewässerzustand, keine Rundungsfrage. Dieselben Molmassen stecken in unserem Konzentrations-Einheitenrechner, sodass beide Seiten übereinstimmen.
Praktische Regeln
- Halte eine Einheit und Form über die ganze Reihe und erfasse sie ausdrücklich.
- Beim Import aus verschiedenen Quellen zuerst vereinheitlichen, dann vergleichen.
- Denke beim Export an das Dezimaltrennzeichen (siehe Export nach Excel).
🧮 Werkzeug: Umrechner für Konzentrationseinheiten - mg/l, µg/l, mmol/l, ppm sowie die Formen von Stickstoff und Phosphor (NO₃ ↔ NO₃-N, PO₄ ↔ PO₄-P).
Woher diese Molmassen stammen
Die Atommassen stammen aus den IUPAC-Tabellen (Atomic weights of the elements, periodisch aktualisiert - daher die kleinen Unterschiede in der dritten Nachkommastelle zwischen Quellen): CIAAW - Atomic weights of the elements. Für Oberflächen- und Trinkwasser genügt die Rundung auf drei signifikante Stellen vollkommen - die analytische Unsicherheit der Methode ist um eine Größenordnung größer als der Unterschied zwischen Tabellenversionen.
In der Praxis
Die wenigsten Fehler entstehen, wenn jeder Indikator eine im Voraus zugewiesene Einheit hat. In LimnoLog führst du einen Indikator in der gewählten Einheit konsistent über die ganze Reihe, sodass Vergleiche und Diagramme eindeutig sind. Wie man Ergebnisse allgemein liest, beschreiben wir im Artikel Wie man Ergebnisse einer Wasseruntersuchung interpretiert.
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