산업 및 연구에서 사용되는 가스는 용도에 따라 순도가 매우 중요합니다. 가스의 순도를 평가하는 데는 여러 가지 단위가 사용되며, 이를 이해하면 정확한 측정과 적절한 가스를 선택하는 데 도움이 됩니다. 본 글에서는 가스의 순도를 나타내는 대표적인 단위들을 정리하고, 각각의 의미를 설명합니다.
1. 가스의 순도를 나타내는 주요 단위
가스의 순도를 표현하는 대표적인 단위는 퍼센트(%) 단위, ppm(Parts Per Million), ppb(Parts Per Billion), ppt(Parts Per Trillion) 등이 있습니다. 각 단위는 불순물의 농도를 나타내며, 숫자가 작을수록 순도가 높음을 의미합니다.
가스 순도 단위 비교
| 단위 | 의미 | 순도(%) 변환 |
|---|---|---|
| % (퍼센트) | 전체 중 100분율로 나타냄 | 1% = 10,000 ppm |
| ppm (Parts Per Million) | 백만분의 1 비율 | 1 ppm = 0.0001% |
| ppb (Parts Per Billion) | 십억분의 1 비율 | 1 ppb = 0.0000001% |
| ppt (Parts Per Trillion) | 조분의 1 비율 | 1 ppt = 0.0000000001% |
2. 고순도 가스의 분류 기준
고순도 가스는 일반적으로 99.999% 이상의 순도를 가지며, 순도에 따라 특정 등급으로 구분됩니다. 아래 표는 일반적인 고순도 가스의 등급을 정리한 것입니다.
고순도 가스 등급
| 순도 등급 | 순도(%) | 불순물 농도 (ppm) |
|---|---|---|
| 3N (99.9%) | 99.9% | 1,000 ppm |
| 4N (99.99%) | 99.99% | 100 ppm |
| 5N (99.999%) | 99.999% | 10 ppm |
| 6N (99.9999%) | 99.9999% | 1 ppm |
| 7N (99.99999%) | 99.99999% | 0.1 ppm |
3. 가스 순도 단위 변환 공식
가스의 순도를 서로 다른 단위로 변환할 때는 다음 공식을 사용할 수 있습니다.
- 퍼센트(%) → ppm 변환:
순도(%) × 10,000 = ppm - ppm → ppb 변환:
ppm × 1,000 = ppb - ppb → ppt 변환:
ppb × 1,000 = ppt
예를 들어, 99.999%의 순도를 가진 가스는 0.001%의 불순물을 포함하며, 이를 ppm 단위로 변환하면 0.001% × 10,000 = 10 ppm이 됩니다.
4. 고순도 가스의 활용 분야
고순도 가스는 반도체 제조, 의료, 분석 화학, 우주항공 등 다양한 산업에서 사용됩니다. 예를 들어:
- 반도체 산업: 실리콘 웨이퍼 제조를 위한 고순도 질소(N₂) 및 아르곤(Ar)
- 의료 분야: 호흡 치료를 위한 고순도 산소(O₂)
- 분석 화학: 기체 크로마토그래피(GC)에서 사용되는 고순도 수소(H₂)와 헬륨(He)
결론
가스의 순도를 나타내는 단위는 퍼센트(%), ppm, ppb, ppt 등으로 다양하며, 순도가 높을수록 불순물 함량이 낮아집니다. 산업별 요구 사항에 맞는 적절한 가스를 선택하기 위해 각 단위의 개념을 정확히 이해하는 것이 중요합니다. 이를 통해 보다 정밀하고 안전한 환경에서 고순도 가스를 활용할 수 있습니다.