La concentrazione misura quanto soluto è disciolto in una soluzione. Concentrazione di massa = massa di soluto ÷ volume della soluzione. 100 mg di sale in 1 L di acqua = 100 mg/L di concentrazione. Valori più alti = soluzione più forte.

• Concentrazione = massa/volume
• g/L = grammi per litro (base)
• mg/L = milligrammi per litro
• Numero più alto = più soluto

Concentrazione di massa: massa di soluto per volume. Unità: g/L, mg/L, µg/L. Diretta e inequivocabile. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Utilizzata nella qualità dell'acqua, chimica clinica, monitoraggio ambientale.

• g/L = grammi per litro
• mg/L = milligrammi per litro
• µg/L = microgrammi per litro
• Misurazione diretta, nessuna ambiguità

ppm (parti per milione) ≈ mg/L per l'acqua. ppb (parti per miliardo) ≈ µg/L. Percentuale p/v: 10% = 100 g/L. Facile da capire ma dipendente dal contesto. Comune nei test sulla qualità dell'acqua.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (acqua)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (acqua)
• 10% p/v = 100 g/L
• Contesto: soluzioni acquose

Unità standard: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Chiare e inequivocabili. Ogni prefisso = scala ×1000. Universale in chimica, scienze ambientali, test clinici.

• g/L = unità di base
• mg/L = milligrammi per litro
• µg/L = microgrammi per litro
• ng/L, pg/L per analisi in tracce

ppm, ppb, ppt sono comunemente usati. Per soluzioni acquose diluite: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. L'EPA usa mg/L e µg/L per gli standard. L'OMS usa ppm per semplicità.

• ppm = parti per milione
• ppb = parti per miliardo
• Valido per soluzioni acquose diluite
• Standard EPA in mg/L, µg/L

Espressa come equivalente di CaCO₃. Unità: gpg (grani per gallone), °fH (francesi), °dH (tedeschi), °e (inglesi). Tutte si convertono in mg/L come CaCO₃. Standard per il trattamento dell'acqua.

• gpg: durezza dell'acqua USA
• °fH: gradi francesi
• °dH: gradi tedeschi
• Tutto come equivalente di CaCO₃

Concentrazione = massa/volume. C = m/V. Unità: g/L = kg/m³. Conversione: moltiplicare per 1000 per mg/L, per 1.000.000 per µg/L. ppm ≈ mg/L per l'acqua (densità ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (concentrazione)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (acqua)
• %p/v: massa% = (g/100mL)

Formula di diluizione: C1V1 = C2V2. Concentrazione iniziale x volume = concentrazione finale x volume. 10 mL di 100 mg/L diluiti a 100 mL = 10 mg/L. Conservazione della massa.

• C1V1 = C2V2 (diluizione)
• Massa conservata nella diluizione
• Esempio: 10x100 = 1x1000
• Utile per la preparazione in laboratorio

Solubilità = concentrazione massima. Dipendente dalla temperatura. NaCl: 360 g/L a 20°C. Zucchero: 2000 g/L a 20°C. Superare la solubilità → precipitazione.

• Solubilità = concentrazione max
• Dipendente dalla temperatura
• Sovrasaturazione possibile
• Superamento → precipitato

Standard per l'acqua potabile: limiti EPA per i contaminanti. Piombo: 15 µg/L (15 ppb) livello di azione. Arsenico: 10 µg/L (10 ppb) massimo. Nitrato: 10 mg/L (10 ppm) massimo. Critico per la salute pubblica.

• Piombo: <15 µg/L (EPA)
• Arsenico: <10 µg/L (OMS)
• Nitrato: <10 mg/L
• Cloro: 0,2-2 mg/L (trattamento)

Esami del sangue in g/dL o mg/dL. Glucosio: 70-100 mg/dL normale. Colesterolo: <200 mg/dL desiderabile. Emoglobina: 12-16 g/dL. La diagnosi medica si basa su intervalli di concentrazione.

• Glucosio: 70-100 mg/dL
• Colesterolo: <200 mg/dL
• Emoglobina: 12-16 g/dL
• Unità: g/dL, mg/dL comuni

Qualità dell'aria: PM2.5 in µg/m³. Contaminazione del suolo: mg/kg. Acque superficiali: ng/L per tracce organiche. Livelli di ppb e ppt per pesticidi, prodotti farmaceutici. È richiesta una rilevazione ultra-sensibile.

• PM2.5: <12 µg/m³ (OMS)
• Pesticidi: da ng/L a µg/L
• Metalli pesanti: intervallo µg/L
• Tracce organiche: da ng/L a pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Rapido: ogni prefisso = scala ×1000. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Semplici passi da ×1000

Per l'acqua: 1 ppm = 1 mg/L. 1% p/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0,01%. Percentuale veloce!

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

C1V1 = C2V2. Per diluire di 10x, il volume finale è 10x più grande. 100 mg/L diluiti 10x = 10 mg/L. Facile!

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

Un campione d'acqua ha 12 µg/L di piombo. È sicura (livello di azione EPA: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Sì, al di sotto del livello di azione EPA. Espresso anche come 12 ppb < 15 ppb. Sicuro!

Diluire 50 mL di 200 mg/L a 500 mL. Concentrazione finale?

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

Preparare una soluzione fisiologica allo 0,9%. Quanti grammi di NaCl per litro?

0,9% p/v = 0,9 g per 100 mL = 9 g per 1000 mL = 9 g/L. Soluzione fisiologica!

L'acqua di mare contiene ~35 g/L di sali disciolti (3,5% di salinità). Principalmente NaCl, ma anche Mg, Ca, K, SO4. Mar Morto: 280 g/L (28%), così salato che si galleggia! Grande Lago Salato: 50-270 g/L a seconda del livello dell'acqua.

ppm (parti per milione) è stato reso popolare negli anni '50 per l'inquinamento atmosferico e la qualità dell'acqua. Prima si usava % o g/L. Ora è lo standard per i contaminanti in tracce. Facile da capire: 1 ppm = 1 goccia in 50 litri!

Glicemia a digiuno: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). È solo lo 0,07-0,1% del peso del sangue! Il diabete viene diagnosticato a >126 mg/dL. Piccoli cambiamenti contano—regolazione stretta da parte di insulina/glucagone.

Cloro per piscine: 1-3 mg/L (ppm) per la sanificazione. Più alto = bruciore agli occhi. Più basso = crescita batterica. Vasche idromassaggio: 3-5 ppm (più caldo = più batteri). Piccola concentrazione, grande effetto!

Dolce: <60 mg/L CaCO3. Moderata: 60-120. Dura: 120-180. Molto dura: >180 mg/L. L'acqua dura causa incrostazioni di calcare, consuma più sapone. L'acqua dolce è migliore per lavare, ma può corrodere i tubi!

Livello di azione EPA per il piombo: 15 µg/L (15 ppb) nell'acqua potabile. Ridotto da 50 ppb nel 1991. Non esiste un livello sicuro di piombo! Crisi di Flint, Michigan: i livelli hanno raggiunto i 4000 ppb nei casi peggiori. Tragico.

La Grande Puzza di Londra del 1858 — quando gli odori delle fognature del Tamigi chiusero il Parlamento — catalizzò i primi studi sistematici sulla qualità dell'acqua. Le città iniziarono test chimici rudimentali per la contaminazione.

I primi metodi erano qualitativi o semi-quantitativi: colore, odore e test di precipitazione approssimativi. La rivoluzione della teoria dei germi (Pasteur, Koch) guidò la domanda di migliori standard per l'acqua.

• 1858: La Grande Puzza costringe Londra a costruire fognature moderne
• Anni 1890: Primi test chimici per durezza, alcalinità e cloruro
• Unità: grani per gallone (gpg), parti per 10.000

La clorazione dell'acqua (primo impianto statunitense: Jersey City, 1914) richiedeva un dosaggio preciso — troppo poco non disinfettava, troppo era tossico. Questo portò all'adozione del mg/L (parti per milione) come unità standard.

La spettrofotometria e i metodi titrimetrici permisero una misurazione accurata della concentrazione. Le agenzie di sanità pubblica stabilirono limiti per l'acqua potabile in mg/L.

• 1914: Il cloro veniva dosato a 0,5-2 mg/L per la disinfezione
• 1925: Il Servizio Sanitario Pubblico degli Stati Uniti stabilisce i primi standard per l'acqua
• mg/L e ppm diventano intercambiabili per soluzioni acquose diluite

Primavera Silenziosa (1962) e le crisi ambientali (incendio del fiume Cuyahoga, Love Canal) stimolarono la regolamentazione di pesticidi, metalli pesanti e inquinanti industriali a livelli di µg/L (ppb).

La spettroscopia di assorbimento atomico (AAS) e la gascromatografia (GC) permisero il rilevamento al di sotto di 1 µg/L. Il Safe Drinking Water Act dell'EPA (1974) impose Livelli Massimi di Contaminanti (MCL) in µg/L.

• 1974: Il Safe Drinking Water Act crea standard nazionali MCL
• 1986: Divieto del piombo; il livello di azione è fissato a 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Il limite per l'arsenico è abbassato da 50 a 10 µg/L

Gli strumenti moderni LC-MS/MS e ICP-MS rilevano prodotti farmaceutici, PFAS e interferenti endocrini a livelli di ng/L (ppt) e persino pg/L (ppq).

La crisi dell'acqua di Flint (2014-2016) ha esposto fallimenti: il piombo ha raggiunto 4000 ppb (267 volte il limite EPA). L'OMS e l'EPA aggiornano continuamente le linee guida man mano che la sensibilità analitica migliora.

• Anni 2000: I PFAS, 'sostanze chimiche per sempre', vengono rilevati a livelli di ng/L
• 2011: L'OMS aggiorna le linee guida per >100 contaminanti
• Anni 2020: Rilevamento di routine a pg/L; nuove sfide in microplastiche, nanomateriali

Per soluzioni acquose diluite (come l'acqua potabile), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Questo presuppone che la densità della soluzione = 1 kg/L (come l'acqua pura). Per altri solventi o soluzioni concentrate, ppm e mg/L differiscono perché la densità ≠ 1. ppm è un rapporto massa/massa o volume/volume; mg/L è massa/volume. Usa sempre mg/L per la precisione!

g/L (concentrazione di massa) e mol/L (concentrazione molare) sono quantità diverse. La conversione richiede il peso molecolare: mol/L = (g/L) / (PM in g/mol). Esempio: 58,44 g/L di NaCl = 1 mol/L. Ma 58,44 g/L di glucosio = 0,324 mol/L (PM diverso). È necessario conoscere la sostanza!

%p/v = percentuale peso/volume = grammi per 100 mL. 10% p/v = 10 g per 100 mL = 100 g per 1000 mL = 100 g/L. Conversione diretta! Diverso da %p/p (peso/peso, richiede la densità) e %v/v (volume/volume, richiede entrambe le densità). Specifica sempre a quale % ti riferisci!

Usa C1V1 = C2V2. C1 = concentrazione iniziale, V1 = volume iniziale, C2 = concentrazione finale, V2 = volume finale. Esempio: diluire 100 mg/L di 10 volte. C2 = 10 mg/L. Hai bisogno di V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Aggiungi 90 mL di solvente a 10 mL di concentrato.

La durezza dell'acqua deriva dagli ioni Ca2+ e Mg2+, ma pesi atomici diversi rendono difficile un confronto diretto. La conversione all'equivalente di CaCO3 fornisce una scala standard. 1 mmol/L di Ca2+ = 100 mg/L come CaCO3. 1 mmol/L di Mg2+ = 100 mg/L come CaCO3. Un confronto equo nonostante gli ioni reali diversi!

Dipende dal contesto. Qualità dell'acqua: intervallo da µg/L (ppb) a ng/L (ppt). Ambientale: da ng/L a pg/L. Clinico: spesso da ng/mL a µg/mL. 'Traccia' generalmente significa <1 mg/L. Ultra-traccia: <1 µg/L. Gli strumenti moderni rilevano femtogrammi (fg) nella ricerca!