Konsentrasi mengukur berapa banyak zat terlarut yang dilarutkan dalam suatu larutan. Konsentrasi massa = massa zat terlarut ÷ volume larutan. 100 mg garam dalam 1 L air = konsentrasi 100 mg/L. Nilai lebih tinggi = larutan lebih kuat.

• Konsentrasi = massa/volume
• g/L = gram per liter (dasar)
• mg/L = miligram per liter
• Angka lebih tinggi = lebih banyak zat terlarut

Konsentrasi massa: massa zat terlarut per volume. Unit: g/L, mg/L, µg/L. Langsung dan tidak ambigu. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Digunakan dalam kualitas air, kimia klinis, pemantauan lingkungan.

• g/L = gram per liter
• mg/L = miligram per liter
• µg/L = mikrogram per liter
• Pengukuran langsung, tidak ada ambiguitas

ppm (bagian per juta) ≈ mg/L untuk air. ppb (bagian per miliar) ≈ µg/L. Persen b/v: 10% = 100 g/L. Mudah dimengerti tetapi tergantung konteks. Umum dalam pengujian kualitas air.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (air)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (air)
• 10% b/v = 100 g/L
• Konteks: larutan berair

Satuan standar: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Jelas dan tidak ambigu. Setiap awalan = skala ×1000. Universal di seluruh bidang kimia, ilmu lingkungan, pengujian klinis.

• g/L = satuan dasar
• mg/L = miligram per liter
• µg/L = mikrogram per liter
• ng/L, pg/L untuk analisis jejak

ppm, ppb, ppt umum digunakan. Untuk larutan berair encer: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA menggunakan mg/L dan µg/L untuk standar. WHO menggunakan ppm untuk kesederhanaan.

• ppm = bagian per juta
• ppb = bagian per miliar
• Berlaku untuk larutan air encer
• Standar EPA dalam mg/L, µg/L

Dinyatakan sebagai ekuivalen CaCO₃. Satuan: gpg (butir per galon), °fH (Prancis), °dH (Jerman), °e (Inggris). Semua dikonversi menjadi mg/L sebagai CaCO₃. Standar untuk pengolahan air.

• gpg: kesadahan air AS
• °fH: derajat Prancis
• °dH: derajat Jerman
• Semua sebagai ekuivalen CaCO₃

Konsentrasi = massa/volume. C = m/V. Satuan: g/L = kg/m³. Konversi: kalikan dengan 1000 untuk mg/L, dengan 1.000.000 untuk µg/L. ppm ≈ mg/L untuk air (kepadatan ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (konsentrasi)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (air)
• %b/v: massa% = (g/100mL)

Rumus pengenceran: C1V1 = C2V2. Konsentrasi awal x volume = konsentrasi akhir x volume. 10 mL dari 100 mg/L yang diencerkan menjadi 100 mL = 10 mg/L. Kekekalan massa.

• C1V1 = C2V2 (pengenceran)
• Massa kekal dalam pengenceran
• Contoh: 10x100 = 1x1000
• Berguna untuk persiapan laboratorium

Kelarutan = konsentrasi maksimum. Tergantung suhu. NaCl: 360 g/L pada 20°C. Gula: 2000 g/L pada 20°C. Melebihi kelarutan → pengendapan.

• Kelarutan = konsentrasi maks
• Tergantung suhu
• Superjenuh mungkin terjadi
• Melebihi → mengendap

Standar air minum: batas EPA untuk kontaminan. Timbal: tingkat tindakan 15 µg/L (15 ppb). Arsenik: maksimum 10 µg/L (10 ppb). Nitrat: maksimum 10 mg/L (10 ppm). Penting untuk kesehatan masyarakat.

• Timbal: <15 µg/L (EPA)
• Arsenik: <10 µg/L (WHO)
• Nitrat: <10 mg/L
• Klorin: 0.2-2 mg/L (pengolahan)

Tes darah dalam g/dL atau mg/dL. Glukosa: 70-100 mg/dL normal. Kolesterol: <200 mg/dL yang diinginkan. Hemoglobin: 12-16 g/dL. Diagnosis medis bergantung pada rentang konsentrasi.

• Glukosa: 70-100 mg/dL
• Kolesterol: <200 mg/dL
• Hemoglobin: 12-16 g/dL
• Satuan: g/dL, mg/dL umum

Kualitas udara: PM2.5 dalam µg/m³. Kontaminasi tanah: mg/kg. Air permukaan: ng/L untuk organik jejak. Tingkat ppb dan ppt untuk pestisida, farmasi. Diperlukan deteksi ultra-sensitif.

• PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
• Pestisida: ng/L hingga µg/L
• Logam berat: rentang µg/L
• Organik jejak: ng/L hingga pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Cepat: setiap awalan = skala ×1000. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Langkah sederhana ×1000

Untuk air: 1 ppm = 1 mg/L. 1% b/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0,01%. Persentase cepat!

• 1 ppm = 1 mg/L (air)
• 1% = 10.000 ppm
• 0,1% = 1.000 ppm
• 0,01% = 100 ppm

C1V1 = C2V2. Untuk mengencerkan 10x, volume akhir 10x lebih besar. 100 mg/L diencerkan 10x = 10 mg/L. Mudah!

• C1V1 = C2V2
• Encerkan 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Contoh: 100 mg/L menjadi 10 mg/L

Sampel air memiliki 12 µg/L timbal. Apakah aman (tingkat tindakan EPA: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Ya, di bawah tingkat tindakan EPA. Juga dinyatakan sebagai 12 ppb < 15 ppb. Aman!

Encerkan 50 mL dari 200 mg/L menjadi 500 mL. Konsentrasi akhir?

C1V1 = C2V2. (200)(50) = C2(500). C2 = 10.000/500 = 20 mg/L. Pengenceran 10x!

Buat larutan garam 0,9%. Berapa gram NaCl per liter?

0,9% b/v = 0,9 g per 100 mL = 9 g per 1000 mL = 9 g/L. Larutan garam fisiologis!

Air laut mengandung ~35 g/L garam terlarut (salinitas 3,5%). Sebagian besar NaCl, tetapi juga Mg, Ca, K, SO4. Laut Mati: 280 g/L (28%) sangat asin sehingga Anda mengapung! Danau Garam Besar: 50-270 g/L tergantung pada ketinggian air.

ppm (bagian per juta) dipopulerkan pada tahun 1950-an untuk polusi udara dan kualitas air. Sebelumnya, digunakan % atau g/L. Sekarang menjadi standar untuk kontaminan jejak. Mudah dimengerti: 1 ppm = 1 tetes dalam 50 liter!

Glukosa darah puasa: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Itu hanya 0,07-0,1% dari berat darah! Diabetes didiagnosis pada >126 mg/dL. Perubahan kecil penting—regulasi ketat oleh insulin/glukagon.

Klorin kolam renang: 1-3 mg/L (ppm) untuk sanitasi. Lebih tinggi = mata perih. Lebih rendah = pertumbuhan bakteri. Bak mandi air panas: 3-5 ppm (lebih hangat = lebih banyak bakteri). Konsentrasi kecil, efek besar!

Lunak: <60 mg/L CaCO3. Sedang: 60-120. Keras: 120-180. Sangat keras: >180 mg/L. Air sadah menyebabkan kerak, menggunakan lebih banyak sabun. Air lunak lebih baik untuk mencuci, tetapi dapat merusak pipa!

Tingkat tindakan timbal EPA: 15 µg/L (15 ppb) dalam air minum. Diturunkan dari 50 ppb pada tahun 1991. Tidak ada tingkat timbal yang aman! Krisis air Flint, Michigan: tingkat mencapai 4000 ppb dalam kasus terburuk. Tragis.

Bau Busuk Besar London tahun 1858—ketika bau limbah Thames menutup Parlemen—memicu studi kualitas air sistematis pertama. Kota-kota mulai melakukan tes kimia kasar untuk kontaminasi.

Metode awal bersifat kualitatif atau semi-kuantitatif: warna, bau, dan tes pengendapan kasar. Revolusi teori kuman (Pasteur, Koch) mendorong permintaan akan standar air yang lebih baik.

• 1858: Bau Busuk Besar memaksa London membangun saluran pembuangan modern
• 1890-an: Tes kimia pertama untuk kesadahan, alkalinitas, dan klorida
• Satuan: butir per galon (gpg), bagian per 10.000

Klorinasi air (pabrik AS pertama: Jersey City, 1914) memerlukan dosis yang tepat—terlalu sedikit gagal mendisinfeksi, terlalu banyak beracun. Ini mendorong adopsi mg/L (bagian per juta) sebagai satuan standar.

Spektrofotometri dan metode titrimetri memungkinkan pengukuran konsentrasi yang akurat. Badan kesehatan masyarakat menetapkan batas air minum dalam mg/L.

• 1914: Klorin didosiskan pada 0,5-2 mg/L untuk desinfeksi
• 1925: Layanan Kesehatan Masyarakat AS menetapkan standar air pertama
• mg/L dan ppm menjadi dapat dipertukarkan untuk larutan berair encer

Silent Spring (1962) dan krisis lingkungan (kebakaran Sungai Cuyahoga, Love Canal) mendorong regulasi pestisida, logam berat, dan polutan industri pada tingkat µg/L (ppb).

Spektroskopi serapan atom (AAS) dan kromatografi gas (GC) memungkinkan deteksi di bawah 1 µg/L. Undang-Undang Air Minum Aman EPA (1974) mengamanatkan Tingkat Kontaminan Maksimum (MCL) dalam µg/L.

• 1974: Undang-Undang Air Minum Aman menciptakan standar MCL nasional
• 1986: Larangan timbal; tingkat tindakan ditetapkan pada 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Batas arsenik diturunkan dari 50 menjadi 10 µg/L

Instrumen LC-MS/MS dan ICP-MS modern mendeteksi farmasi, PFAS, dan pengganggu endokrin pada tingkat ng/L (ppt) dan bahkan pg/L (ppq).

Krisis air Flint (2014-2016) mengungkap kegagalan: timbal mencapai 4000 ppb (267× batas EPA). WHO dan EPA terus memperbarui pedoman seiring dengan peningkatan sensitivitas analitik.

• 2000-an: PFAS 'bahan kimia abadi' terdeteksi pada tingkat ng/L
• 2011: WHO memperbarui pedoman untuk >100 kontaminan
• 2020-an: Deteksi rutin pada pg/L; tantangan baru dalam mikroplastik, nanomaterial

Untuk larutan berair encer (seperti air minum), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Ini mengasumsikan kepadatan larutan = 1 kg/L (seperti air murni). Untuk pelarut lain atau larutan pekat, ppm dan mg/L berbeda karena kepadatan ≠ 1. ppm adalah rasio massa/massa atau volume/volume; mg/L adalah massa/volume. Selalu gunakan mg/L untuk presisi!

g/L (konsentrasi massa) dan mol/L (konsentrasi molar) adalah besaran yang berbeda. Konversi memerlukan berat molekul: mol/L = (g/L) / (BM dalam g/mol). Contoh: 58,44 g/L NaCl = 1 mol/L. Tetapi 58,44 g/L glukosa = 0,324 mol/L (BM berbeda). Anda perlu tahu zatnya!

%b/v = persen berat/volume = gram per 100 mL. 10% b/v = 10 g per 100 mL = 100 g per 1000 mL = 100 g/L. Konversi langsung! Berbeda dari %b/b (berat/berat, membutuhkan kepadatan) dan %v/v (volume/volume, membutuhkan kedua kepadatan). Selalu tentukan % mana yang Anda maksud!

Gunakan C1V1 = C2V2. C1 = konsentrasi awal, V1 = volume awal, C2 = konsentrasi akhir, V2 = volume akhir. Contoh: encerkan 100 mg/L 10x. C2 = 10 mg/L. Anda perlu V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Tambahkan 90 mL pelarut ke 10 mL konsentrat.

Kesadahan air berasal dari ion Ca2+ dan Mg2+, tetapi berat atom yang berbeda membuat perbandingan langsung menjadi sulit. Konversi ke ekuivalen CaCO3 memberikan skala standar. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L sebagai CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L sebagai CaCO3. Perbandingan yang adil meskipun ion sebenarnya berbeda!

Tergantung pada konteks. Kualitas air: rentang µg/L (ppb) hingga ng/L (ppt). Lingkungan: ng/L hingga pg/L. Klinis: seringkali ng/mL hingga µg/mL. 'Jejak' umumnya berarti <1 mg/L. Ultra-jejak: <1 µg/L. Instrumen modern mendeteksi femtogram (fg) dalam penelitian!