La concentration mesure la quantité de soluté dissoute dans une solution. Concentration massique = masse de soluté ÷ volume de la solution. 100 mg de sel dans 1 L d'eau = concentration de 100 mg/L. Des valeurs plus élevées = une solution plus forte.

• Concentration = masse/volume
• g/L = grammes par litre (base)
• mg/L = milligrammes par litre
• Un chiffre plus élevé = plus de soluté

Concentration massique : masse de soluté par volume. Unités : g/L, mg/L, µg/L. Directe et sans ambiguïté. 1 g/L = 1000 mg/L = 1 000 000 µg/L. Utilisée en qualité de l'eau, en chimie clinique, en surveillance environnementale.

• g/L = grammes par litre
• mg/L = milligrammes par litre
• µg/L = microgrammes par litre
• Mesure directe, sans ambiguïté

ppm (parties par million) ≈ mg/L pour l'eau. ppb (parties par milliard) ≈ µg/L. Pourcentage p/v : 10 % = 100 g/L. Facile à comprendre mais dépendant du contexte. Courant dans les tests de qualité de l'eau.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (eau)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (eau)
• 10 % p/v = 100 g/L
• Contexte : solutions aqueuses

Unités standard : g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Claires et sans ambiguïté. Chaque préfixe = échelle ×1000. Universel en chimie, sciences de l'environnement, tests cliniques.

• g/L = unité de base
• mg/L = milligrammes par litre
• µg/L = microgrammes par litre
• ng/L, pg/L pour l'analyse des traces

ppm, ppb, ppt sont couramment utilisés. Pour les solutions aqueuses diluées : 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. L'EPA utilise mg/L et µg/L pour les normes. L'OMS utilise les ppm par souci de simplicité.

• ppm = parties par million
• ppb = parties par milliard
• Valable pour les solutions aqueuses diluées
• Normes de l'EPA en mg/L, µg/L

Exprimée en équivalent CaCO₃. Unités : gpg (grains par gallon), °fH (français), °dH (allemand), °e (anglais). Toutes se convertissent en mg/L en tant que CaCO₃. Standard pour le traitement de l'eau.

• gpg : dureté de l'eau aux États-Unis
• °fH : degrés français
• °dH : degrés allemands
• Tout en équivalent CaCO₃

Concentration = masse/volume. C = m/V. Unités : g/L = kg/m³. Conversion : multiplier par 1000 pour les mg/L, par 1 000 000 pour les µg/L. ppm ≈ mg/L pour l'eau (densité ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (concentration)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (eau)
• %p/v : masse% = (g/100mL)

Formule de dilution : C1V1 = C2V2. Concentration initiale x volume = concentration finale x volume. 10 mL de 100 mg/L dilués à 100 mL = 10 mg/L. Conservation de la masse.

• C1V1 = C2V2 (dilution)
• Masse conservée lors de la dilution
• Exemple : 10x100 = 1x1000
• Utile pour la préparation en laboratoire

Solubilité = concentration maximale. Dépend de la température. NaCl : 360 g/L à 20°C. Sucre : 2000 g/L à 20°C. Dépassement de la solubilité → précipitation.

• Solubilité = concentration max.
• Dépend de la température
• Sursaturation possible
• Dépassement → précipité

Normes pour l'eau potable : limites de l'EPA pour les contaminants. Plomb : 15 µg/L (15 ppb) niveau d'action. Arsenic : 10 µg/L (10 ppb) maximum. Nitrate : 10 mg/L (10 ppm) maximum. Crucial pour la santé publique.

• Plomb : <15 µg/L (EPA)
• Arsenic : <10 µg/L (OMS)
• Nitrate : <10 mg/L
• Chlore : 0,2-2 mg/L (traitement)

Analyses de sang en g/dL ou mg/dL. Glucose : 70-100 mg/dL normal. Cholestérol : <200 mg/dL souhaitable. Hémoglobine : 12-16 g/dL. Le diagnostic médical repose sur des plages de concentration.

• Glucose : 70-100 mg/dL
• Cholestérol : <200 mg/dL
• Hémoglobine : 12-16 g/dL
• Unités : g/dL, mg/dL courantes

Qualité de l'air : PM2.5 en µg/m³. Contamination des sols : mg/kg. Eaux de surface : ng/L pour les traces organiques. Niveaux de ppb et ppt pour les pesticides, les produits pharmaceutiques. Une détection ultra-sensible est requise.

• PM2.5 : <12 µg/m³ (OMS)
• Pesticides : ng/L à µg/L
• Métaux lourds : gamme des µg/L
• Traces organiques : ng/L à pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Rapide : chaque préfixe = échelle ×1000. 5 mg/L = 5000 µg/L.

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

Pour l'eau : 1 ppm = 1 mg/L. 1 % p/v = 10 g/L = 10 000 ppm. 100 ppm = 0,01 %. Pourcentage rapide !

• 1 ppm = 1 mg/L (eau)
• 1 % = 10 000 ppm
• 0,1 % = 1 000 ppm
• 0,01 % = 100 ppm

C1V1 = C2V2. Pour diluer 10x, le volume final est 10x plus grand. 100 mg/L dilués 10x = 10 mg/L. Facile !

• C1V1 = C2V2
• Diluer 10x : V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Exemple : 100 mg/L à 10 mg/L

Un échantillon d'eau contient 12 µg/L de plomb. Est-il sûr (niveau d'action de l'EPA : 15 µg/L) ?

12 µg/L < 15 µg/L. Oui, en dessous du niveau d'action de l'EPA. Également exprimé par 12 ppb < 15 ppb. Sûr !

Diluez 50 mL de 200 mg/L à 500 mL. Concentration finale ?

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

Préparez une solution saline à 0,9 %. Combien de grammes de NaCl par litre ?

0,9 % p/v = 0,9 g pour 100 mL = 9 g pour 1000 mL = 9 g/L. Solution saline physiologique !

L'eau de mer contient ~35 g/L de sels dissous (3,5 % de salinité). Principalement du NaCl, mais aussi du Mg, Ca, K, SO4. La mer Morte : 280 g/L (28 %), si salée que vous flottez ! Le Grand Lac Salé : 50-270 g/L selon le niveau de l'eau.

Les ppm (parties par million) ont été popularisées dans les années 1950 pour la pollution de l'air et la qualité de l'eau. Avant cela, on utilisait % ou g/L. C'est maintenant la norme pour les contaminants à l'état de traces. Facile à comprendre : 1 ppm = 1 goutte dans 50 litres !

Glycémie à jeun : 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Cela ne représente que 0,07-0,1 % du poids du sang ! Le diabète est diagnostiqué à >126 mg/dL. Les petits changements comptent—régulation stricte par l'insuline/glucagon.

Chlore de piscine : 1-3 mg/L (ppm) pour l'assainissement. Plus élevé = yeux qui piquent. Plus bas = croissance bactérienne. Spas : 3-5 ppm (plus chaud = plus de bactéries). Petite concentration, grand effet !

Douce : <60 mg/L de CaCO3. Modérée : 60-120. Dure : 120-180. Très dure : >180 mg/L. L'eau dure provoque des dépôts de tartre, consomme plus de savon. L'eau douce est meilleure pour le lavage, mais peut corroder les tuyaux !

Niveau d'action de l'EPA pour le plomb : 15 µg/L (15 ppb) dans l'eau potable. Abaissé de 50 ppb en 1991. Il n'y a pas de niveau sûr de plomb ! Crise de Flint, Michigan : les niveaux ont atteint 4000 ppb dans les pires cas. Tragique.

La Grande Puanteur de Londres en 1858 — lorsque les odeurs d'égouts de la Tamise ont fermé le Parlement — a catalysé les premières études systématiques sur la qualité de l'eau. Les villes ont commencé des tests chimiques rudimentaires pour la contamination.

Les premières méthodes étaient qualitatives ou semi-quantitatives : couleur, odeur et tests de précipitation approximatifs. La révolution de la théorie des germes (Pasteur, Koch) a stimulé la demande de meilleures normes pour l'eau.

• 1858 : La Grande Puanteur force Londres à construire des égouts modernes
• Années 1890 : Premiers tests chimiques pour la dureté, l'alcalinité et les chlorures
• Unités : grains par gallon (gpg), parties pour 10 000

La chloration de l'eau (première usine américaine : Jersey City, 1914) nécessitait un dosage précis — trop peu ne désinfectait pas, trop était toxique. Cela a conduit à l'adoption du mg/L (parties par million) comme unité standard.

La spectrophotométrie et les méthodes titrimétriques ont permis une mesure précise de la concentration. Les agences de santé publique ont fixé des limites pour l'eau potable en mg/L.

• 1914 : Le chlore est dosé à 0,5-2 mg/L pour la désinfection
• 1925 : Le Service de Santé Publique des États-Unis établit les premières normes pour l'eau
• mg/L et ppm deviennent interchangeables pour les solutions aqueuses diluées

Printemps Silencieux (1962) et les crises environnementales (incendie de la rivière Cuyahoga, Love Canal) ont stimulé la réglementation des pesticides, des métaux lourds et des polluants industriels à des niveaux de µg/L (ppb).

La spectroscopie d'absorption atomique (AAS) et la chromatographie en phase gazeuse (GC) ont permis la détection en dessous de 1 µg/L. La loi sur l'eau potable sûre de l'EPA (1974) a imposé des Niveaux de Contaminants Maximaux (NCM) en µg/L.

• 1974 : La loi sur l'eau potable sûre crée des normes nationales de NCM
• 1986 : Interdiction du plomb ; le niveau d'action est fixé à 15 µg/L (15 ppb)
• 1996 : La limite de l'arsenic est abaissée de 50 à 10 µg/L

Les instruments modernes LC-MS/MS et ICP-MS détectent les produits pharmaceutiques, les PFAS et les perturbateurs endocriniens à des niveaux de ng/L (ppt) et même de pg/L (ppq).

La crise de l'eau de Flint (2014-2016) a révélé des défaillances : le plomb a atteint 4000 ppb (267 fois la limite de l'EPA). L'OMS et l'EPA mettent continuellement à jour les directives à mesure que la sensibilité analytique s'améliore.

• Années 2000 : Les PFAS, 'produits chimiques éternels', sont détectés à des niveaux de ng/L
• 2011 : L'OMS met à jour les directives pour plus de 100 contaminants
• Années 2020 : Détection de routine à des niveaux de pg/L ; nouveaux défis dans les microplastiques, les nanomatériaux

Pour les solutions aqueuses diluées (comme l'eau potable), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Cela suppose que la densité de la solution = 1 kg/L (comme l'eau pure). Pour d'autres solvants ou des solutions concentrées, ppm et mg/L diffèrent car la densité ≠ 1. ppm est un rapport masse/masse ou volume/volume ; mg/L est une masse/volume. Utilisez toujours mg/L pour la précision !

g/L (concentration massique) et mol/L (concentration molaire) sont des grandeurs différentes. La conversion nécessite le poids moléculaire : mol/L = (g/L) / (PM en g/mol). Exemple : 58,44 g/L de NaCl = 1 mol/L. Mais 58,44 g/L de glucose = 0,324 mol/L (PM différent). Il faut connaître la substance !

%p/v = pourcentage poids/volume = grammes pour 100 mL. 10 % p/v = 10 g pour 100 mL = 100 g pour 1000 mL = 100 g/L. Conversion directe ! Différent de %p/p (poids/poids, nécessite la densité) et de %v/v (volume/volume, nécessite les deux densités). Spécifiez toujours de quel % il s'agit !

Utilisez C1V1 = C2V2. C1 = concentration initiale, V1 = volume initial, C2 = concentration finale, V2 = volume final. Exemple : diluer 100 mg/L par 10. C2 = 10 mg/L. Il faut V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Ajoutez 90 mL de solvant à 10 mL de concentré.

La dureté de l'eau provient des ions Ca2+ et Mg2+, mais des poids atomiques différents rendent la comparaison directe difficile. La conversion en équivalent CaCO3 fournit une échelle standard. 1 mmol/L de Ca2+ = 100 mg/L en tant que CaCO3. 1 mmol/L de Mg2+ = 100 mg/L en tant que CaCO3. Une comparaison équitable malgré des ions réels différents !

Cela dépend du contexte. Qualité de l'eau : de l'ordre de µg/L (ppb) à ng/L (ppt). Environnement : de ng/L à pg/L. Clinique : souvent de ng/mL à µg/mL. 'Trace' signifie généralement <1 mg/L. Ultra-trace : <1 µg/L. Les instruments modernes détectent des femtogrammes (fg) en recherche !