La concentración mide cuánto soluto está disuelto en una solución. Concentración de masa = masa de soluto ÷ volumen de la solución. 100 mg de sal en 1 L de agua = 100 mg/L de concentración. Valores más altos = solución más fuerte.

• Concentración = masa/volumen
• g/L = gramos por litro (base)
• mg/L = miligramos por litro
• Número más alto = más soluto

Concentración de masa: masa de soluto por volumen. Unidades: g/L, mg/L, µg/L. Directa y sin ambigüedades. 1 g/L = 1000 mg/L = 1,000,000 µg/L. Se utiliza en calidad del agua, química clínica y monitoreo ambiental.

• g/L = gramos por litro
• mg/L = miligramos por litro
• µg/L = microgramos por litro
• Medición directa, sin ambigüedad

ppm (partes por millón) ≈ mg/L para el agua. ppb (partes por billón) ≈ µg/L. Porcentaje p/v: 10% = 100 g/L. Fácil de entender pero dependiente del contexto. Común en pruebas de calidad del agua.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (agua)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (agua)
• 10% p/v = 100 g/L
• Contexto: soluciones acuosas

Unidades estándar: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Claras y sin ambigüedades. Cada prefijo = escala ×1000. Universal en química, ciencias ambientales y pruebas clínicas.

• g/L = unidad base
• mg/L = miligramos por litro
• µg/L = microgramos por litro
• ng/L, pg/L para análisis de trazas

ppm, ppb, ppt se utilizan comúnmente. Para soluciones acuosas diluidas: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. La EPA utiliza mg/L y µg/L para los estándares. La OMS utiliza ppm por simplicidad.

• ppm = partes por millón
• ppb = partes por billón
• Válido para soluciones acuosas diluidas
• Estándares de la EPA en mg/L, µg/L

Expresada como equivalente de CaCO₃. Unidades: gpg (granos por galón), °fH (franceses), °dH (alemanes), °e (ingleses). Todas se convierten a mg/L como CaCO₃. Estándar para el tratamiento de aguas.

• gpg: dureza del agua en EE. UU.
• °fH: grados franceses
• °dH: grados alemanes
• Todo como equivalente de CaCO₃

Concentración = masa/volumen. C = m/V. Unidades: g/L = kg/m³. Conversión: multiplica por 1000 para mg/L, por 1,000,000 para µg/L. ppm ≈ mg/L para el agua (densidad ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (concentración)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (agua)
• %p/v: masa% = (g/100mL)

Fórmula de dilución: C1V1 = C2V2. Concentración inicial x volumen = concentración final x volumen. 10 mL de 100 mg/L diluidos a 100 mL = 10 mg/L. Conservación de la masa.

• C1V1 = C2V2 (dilución)
• Masa conservada en la dilución
• Ejemplo: 10x100 = 1x1000
• Útil para la preparación en laboratorio

Solubilidad = concentración máxima. Dependiente de la temperatura. NaCl: 360 g/L a 20°C. Azúcar: 2000 g/L a 20°C. Exceder la solubilidad → precipitación.

• Solubilidad = máx. concentración
• Dependiente de la temperatura
• Sobresaturación posible
• Exceder → precipitado

Estándares de agua potable: límites de la EPA para contaminantes. Plomo: 15 µg/L (15 ppb) nivel de acción. Arsénico: 10 µg/L (10 ppb) máximo. Nitrato: 10 mg/L (10 ppm) máximo. Crítico para la salud pública.

• Plomo: <15 µg/L (EPA)
• Arsénico: <10 µg/L (OMS)
• Nitrato: <10 mg/L
• Cloro: 0.2-2 mg/L (tratamiento)

Análisis de sangre en g/dL o mg/dL. Glucosa: 70-100 mg/dL normal. Colesterol: <200 mg/dL deseable. Hemoglobina: 12-16 g/dL. El diagnóstico médico se basa en rangos de concentración.

• Glucosa: 70-100 mg/dL
• Colesterol: <200 mg/dL
• Hemoglobina: 12-16 g/dL
• Unidades: g/dL, mg/dL comunes

Calidad del aire: PM2.5 en µg/m³. Contaminación del suelo: mg/kg. Aguas superficiales: ng/L para trazas orgánicas. Niveles de ppb y ppt para pesticidas, productos farmacéuticos. Se requiere detección ultra sensible.

• PM2.5: <12 µg/m³ (OMS)
• Pesticidas: ng/L a µg/L
• Metales pesados: rango de µg/L
• Trazas orgánicas: ng/L a pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Rápido: cada prefijo = escala ×1000. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Pasos simples de ×1000

Para el agua: 1 ppm = 1 mg/L. 1% p/v = 10 g/L = 10,000 ppm. 100 ppm = 0.01%. ¡Porcentaje rápido!

• 1 ppm = 1 mg/L (agua)
• 1% = 10,000 ppm
• 0.1% = 1,000 ppm
• 0.01% = 100 ppm

C1V1 = C2V2. Para diluir 10x, el volumen final es 10x mayor. 100 mg/L diluidos 10x = 10 mg/L. ¡Fácil!

• C1V1 = C2V2
• Diluir 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Ejemplo: 100 mg/L a 10 mg/L

Una muestra de agua tiene 12 µg/L de plomo. ¿Es segura (nivel de acción de la EPA: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Sí, por debajo del nivel de acción de la EPA. También se expresa como 12 ppb < 15 ppb. ¡Seguro!

Diluir 50 mL de 200 mg/L a 500 mL. ¿Concentración final?

C1V1 = C2V2. (200)(50) = C2(500). C2 = 10,000/500 = 20 mg/L. ¡Dilución 10x!

Preparar una solución salina al 0.9%. ¿Cuántos gramos de NaCl por litro?

0.9% p/v = 0.9 g por 100 mL = 9 g por 1000 mL = 9 g/L. ¡Solución salina fisiológica!

El agua de mar contiene ~35 g/L de sales disueltas (3.5% de salinidad). Principalmente NaCl, pero también Mg, Ca, K, SO4. Mar Muerto: 280 g/L (28%), ¡tan salado que flotas! Gran Lago Salado: 50-270 g/L dependiendo del nivel del agua.

ppm (partes por millón) se popularizó en la década de 1950 para la contaminación del aire y la calidad del agua. Antes de eso, se usaba % o g/L. Ahora es el estándar para contaminantes traza. Fácil de entender: ¡1 ppm = 1 gota en 50 litros!

Glucosa en sangre en ayunas: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). ¡Eso es solo el 0.07-0.1% del peso de la sangre! La diabetes se diagnostica a >126 mg/dL. Los pequeños cambios importan—regulación estricta por insulina/glucagón.

Cloro de piscina: 1-3 mg/L (ppm) para saneamiento. Más alto = ardor en los ojos. Más bajo = crecimiento de bacterias. Jacuzzis: 3-5 ppm (más caliente = más bacterias). ¡Pequeña concentración, gran efecto!

Blanda: <60 mg/L CaCO3. Moderada: 60-120. Dura: 120-180. Muy dura: >180 mg/L. El agua dura causa incrustaciones, usa más jabón. ¡El agua blanda es mejor para lavar, pero puede corroer las tuberías!

Nivel de acción de la EPA para el plomo: 15 µg/L (15 ppb) en agua potable. Reducido de 50 ppb en 1991. ¡No hay un nivel seguro de plomo! Crisis de Flint, Michigan: los niveles alcanzaron los 4000 ppb en los peores casos. Trágico.

El Gran Hedor de Londres de 1858 —cuando los olores de las aguas residuales del Támesis cerraron el Parlamento— catalizó los primeros estudios sistemáticos de la calidad del agua. Las ciudades comenzaron a realizar pruebas químicas rudimentarias para la contaminación.

Los primeros métodos eran cualitativos o semicuantitativos: color, olor y pruebas de precipitación aproximadas. La revolución de la teoría de los gérmenes (Pasteur, Koch) impulsó la demanda de mejores estándares de agua.

• 1858: El Gran Hedor obliga a Londres a construir alcantarillado moderno
• 1890: Primeras pruebas químicas de dureza, alcalinidad y cloruro
• Unidades: granos por galón (gpg), partes por 10,000

La cloración del agua (primera planta en EE. UU.: Jersey City, 1914) requería una dosificación precisa: muy poca no desinfectaba, demasiada era tóxica. Esto impulsó la adopción de mg/L (partes por millón) como la unidad estándar.

La espectrofotometría y los métodos titrimétricos permitieron una medición precisa de la concentración. Las agencias de salud pública establecieron límites de agua potable en mg/L.

• 1914: El cloro se dosifica a 0.5-2 mg/L para desinfección
• 1925: El Servicio de Salud Pública de EE. UU. establece los primeros estándares de agua
• mg/L y ppm se vuelven intercambiables para soluciones acuosas diluidas

Primavera Silenciosa (1962) y las crisis ambientales (incendio del río Cuyahoga, Love Canal) estimularon la regulación de pesticidas, metales pesados y contaminantes industriales a niveles de µg/L (ppb).

La espectroscopia de absorción atómica (AAS) y la cromatografía de gases (GC) permitieron la detección por debajo de 1 µg/L. La Ley de Agua Potable Segura de la EPA (1974) estableció Niveles Máximos de Contaminantes (MCL) en µg/L.

• 1974: La Ley de Agua Potable Segura crea estándares nacionales de MCL
• 1986: Prohibición del plomo; el nivel de acción se establece en 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: El límite de arsénico se reduce de 50 a 10 µg/L

Los instrumentos modernos de LC-MS/MS e ICP-MS detectan productos farmacéuticos, PFAS y disruptores endocrinos a niveles de ng/L (ppt) e incluso pg/L (ppq).

La crisis del agua de Flint (2014-2016) expuso fallos: el plomo alcanzó 4000 ppb (267 veces el límite de la EPA). La OMS y la EPA actualizan continuamente las directrices a medida que mejora la sensibilidad analítica.

• 2000: Se detectan PFAS, los 'químicos eternos', a niveles de ng/L
• 2011: La OMS actualiza las directrices para más de 100 contaminantes
• 2020: Detección rutinaria a pg/L; nuevos desafíos en microplásticos y nanomateriales

Para soluciones acuosas diluidas (como el agua potable), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Esto asume que la densidad de la solución = 1 kg/L (como el agua pura). Para otros solventes o soluciones concentradas, ppm y mg/L difieren porque la densidad ≠ 1. ppm es una relación masa/masa o volumen/volumen; mg/L es masa/volumen. ¡Usa siempre mg/L para mayor precisión!

g/L (concentración de masa) y mol/L (concentración molar) son cantidades diferentes. La conversión requiere el peso molecular: mol/L = (g/L) / (PM en g/mol). Ejemplo: 58.44 g/L de NaCl = 1 mol/L. Pero 58.44 g/L de glucosa = 0.324 mol/L (PM diferente). ¡Necesitas conocer la sustancia!

%p/v = porcentaje peso/volumen = gramos por 100 mL. 10% p/v = 10 g por 100 mL = 100 g por 1000 mL = 100 g/L. ¡Conversión directa! Diferente de %p/p (peso/peso, necesita densidad) y %v/v (volumen/volumen, necesita ambas densidades). ¡Especifica siempre a qué % te refieres!

Usa C1V1 = C2V2. C1 = concentración inicial, V1 = volumen inicial, C2 = concentración final, V2 = volumen final. Ejemplo: diluir 100 mg/L 10 veces. C2 = 10 mg/L. Necesitas V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Añade 90 mL de solvente a 10 mL de concentrado.

La dureza del agua proviene de los iones Ca2+ y Mg2+, pero los diferentes pesos atómicos dificultan la comparación directa. La conversión a equivalente de CaCO3 proporciona una escala estándar. 1 mmol/L de Ca2+ = 100 mg/L como CaCO3. 1 mmol/L de Mg2+ = 100 mg/L como CaCO3. ¡Una comparación justa a pesar de los diferentes iones reales!

Depende del contexto. Calidad del agua: rango de µg/L (ppb) a ng/L (ppt). Ambiental: de ng/L a pg/L. Clínico: a menudo de ng/mL a µg/mL. 'Traza' generalmente significa <1 mg/L. Ultra-traza: <1 µg/L. ¡Los instrumentos modernos detectan femtogramos (fg) en la investigación!