Konverter Konsentrasi
Konsentrasi — Saka Bagean Saben Kuadriliun nganti Persen
Kuasani unit konsentrasi massa ing kualitas banyu, kimia, lan ilmu lingkungan. Saka g/L nganti ppb, mangerteni konsentrasi zat terlarut lan apa tegese angka-angka kasebut ing aplikasi nyata.
Dasar-dasar Konsentrasi
Apa iku Konsentrasi?
Konsentrasi ngukur sepira akehe zat terlarut sing larut ing sawijining larutan. Konsentrasi massa = massa zat terlarut ÷ volume larutan. 100 mg uyah ing 1 L banyu = konsentrasi 100 mg/L. Nilai sing luwih dhuwur = larutan sing luwih kuwat.
- Konsentrasi = massa/volume
- g/L = gram saben liter (dhasar)
- mg/L = miligram saben liter
- Angka sing luwih dhuwur = luwih akeh zat terlarut
Konsentrasi Massa
Konsentrasi massa: massa zat terlarut saben volume. Unit: g/L, mg/L, µg/L. Langsung lan ora ambigu. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Digunakake ing kualitas banyu, kimia klinis, pemantauan lingkungan.
- g/L = gram saben liter
- mg/L = miligram saben liter
- µg/L = mikrogram saben liter
- Pangukuran langsung, ora ana ambiguitas
ppm lan Persentase
ppm (bagean saben yuta) ≈ mg/L kanggo banyu. ppb (bagean saben milyar) ≈ µg/L. Persen b/v: 10% = 100 g/L. Gampang dimangerteni nanging gumantung konteks. Umum ing pengujian kualitas banyu.
- 1 ppm ≈ 1 mg/L (banyu)
- 1 ppb ≈ 1 µg/L (banyu)
- 10% b/v = 100 g/L
- Konteks: larutan banyu
- Konsentrasi massa = massa/volume
- 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L
- 1 ppm ≈ 1 mg/L (kanggo banyu)
- 10% b/v = 100 g/L
Penjelasan Sistem Satuan
Konsentrasi Massa SI
Satuan standar: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Cetha lan ora ambigu. Saben awalan = skala ×1000. Universal ing saindhenging kimia, ilmu lingkungan, pengujian klinis.
- g/L = satuan dhasar
- mg/L = miligram saben liter
- µg/L = mikrogram saben liter
- ng/L, pg/L kanggo analisis jejak
Satuan Kualitas Banyu
ppm, ppb, ppt umum digunakake. Kanggo larutan banyu encer: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA nggunakake mg/L lan µg/L kanggo standar. WHO nggunakake ppm kanggo kesederhanaan.
- ppm = bagean saben yuta
- ppb = bagean saben milyar
- Berlaku kanggo larutan banyu encer
- Standar EPA ing mg/L, µg/L
Kesadahan Banyu
Dinyatakake minangka ekuivalen CaCO₃. Satuan: gpg (butir saben galon), °fH (Prancis), °dH (Jerman), °e (Inggris). Kabeh dikonversi dadi mg/L minangka CaCO₃. Standar kanggo pengolahan banyu.
- gpg: kesadahan banyu AS
- °fH: derajat Prancis
- °dH: derajat Jerman
- Kabeh minangka ekuivalen CaCO₃
Ilmu Konsentrasi
Rumus Kunci
Konsentrasi = massa/volume. C = m/V. Satuan: g/L = kg/m³. Konversi: tikelake 1000 kanggo mg/L, tikelake 1.000.000 kanggo µg/L. ppm ≈ mg/L kanggo banyu (kepadatan ≈ 1 kg/L).
- C = m/V (konsentrasi)
- 1 g/L = 1000 mg/L
- 1 mg/L ≈ 1 ppm (banyu)
- %b/v: massa% = (g/100mL)
Pengenceran
Rumus pengenceran: C1V1 = C2V2. Konsentrasi awal x volume = konsentrasi akhir x volume. 10 mL saka 100 mg/L sing diencerake dadi 100 mL = 10 mg/L. Kekekalan massa.
- C1V1 = C2V2 (pengenceran)
- Massa tetep ing pengenceran
- Conto: 10x100 = 1x1000
- Migunani kanggo persiapan laboratorium
Kelarutan
Kelarutan = konsentrasi maksimum. Gumantung suhu. NaCl: 360 g/L ing 20°C. Gula: 2000 g/L ing 20°C. Ngluwihi kelarutan → pengendapan.
- Kelarutan = konsentrasi maks
- Gumantung suhu
- Superjenuh bisa kedadeyan
- Ngluwihi → ngendap
Tolok Ukur Konsentrasi
| Zat/Standar | Konsentrasi | Konteks | Cathetan |
|---|---|---|---|
| Deteksi jejak | 1 pg/L | Ultra-jejak | Kimia analitik tingkat lanjut |
| Jejak farmasi | 1 ng/L | Lingkungan | Kontaminan sing lagi muncul |
| Watesan arsenik EPA | 10 µg/L | Banyu ombe | Maksimal 10 ppb |
| Tindakan timbal EPA | 15 µg/L | Banyu ombe | Tingkat tindakan 15 ppb |
| Klorin kolam renang | 1-3 mg/L | Kolam renang | 1-3 ppm khas |
| Larutan garam | 9 g/L | Medis | 0,9% NaCl, fisiologis |
| Salinitas banyu segara | 35 g/L | Samodra | Rata-rata 3,5% |
| Uyah jenuh | 360 g/L | Kimia | NaCl ing 20°C |
| Larutan gula | 500 g/L | Panganan | Sirup 50% b/v |
| Asam pekat | 1200 g/L | Reagen lab | HCl pekat (~37%) |
Standar Banyu Umum
| Kontaminan | EPA MCL | Pedoman WHO | Satuan |
|---|---|---|---|
| Arsenik | 10 | 10 | µg/L (ppb) |
| Timbal | 15* | 10 | µg/L (ppb) |
| Raksa | 2 | 6 | µg/L (ppb) |
| Nitrat (minangka N) | 10 | 50 | mg/L (ppm) |
| Fluorida | 4.0 | 1.5 | mg/L (ppm) |
| Kromium | 100 | 50 | µg/L (ppb) |
| Tembaga | 1300 | 2000 | µg/L (ppb) |
Aplikasi ing Donya Nyata
Kualitas Banyu
Standar banyu ombe: watesan EPA kanggo kontaminan. Timbal: tingkat tindakan 15 µg/L (15 ppb). Arsenik: maksimal 10 µg/L (10 ppb). Nitrat: maksimal 10 mg/L (10 ppm). Penting kanggo kesehatan masyarakat.
- Timbal: <15 µg/L (EPA)
- Arsenik: <10 µg/L (WHO)
- Nitrat: <10 mg/L
- Klorin: 0.2-2 mg/L (pengolahan)
Kimia Klinis
Tes getih ing g/dL utawa mg/dL. Glukosa: 70-100 mg/dL normal. Kolesterol: <200 mg/dL sing dikarepake. Hemoglobin: 12-16 g/dL. Diagnosis medis gumantung ing rentang konsentrasi.
- Glukosa: 70-100 mg/dL
- Kolesterol: <200 mg/dL
- Hemoglobin: 12-16 g/dL
- Satuan: g/dL, mg/dL umum
Pemantauan Lingkungan
Kualitas udara: PM2.5 ing µg/m³. Kontaminasi lemah: mg/kg. Banyu permukaan: ng/L kanggo organik jejak. Tingkat ppb lan ppt kanggo pestisida, farmasi. Deteksi ultra-sensitif dibutuhake.
- PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
- Pestisida: ng/L nganti µg/L
- Logam abot: rentang µg/L
- Organik jejak: ng/L nganti pg/L
Matematika Cepet
Konversi Satuan
g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Cepet: saben 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
ppm & Persen
Kanggo banyu: 1 ppm = 1 mg/L. 1% b/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0,01%. Persentase cepet!
- 1 ppm = 1 mg/L (banyu)
- 1% = 10.000 ppm
- 0,1% = 1.000 ppm
- 0,01% = 100 ppm
Pengenceran
C1V1 = C2V2. Kanggo ngencerake 10x, volume akhir 10x luwih gedhe. 100 mg/L diencerake 10x = 10 mg/L. Gampang!
- C1V1 = C2V2
- Encerake 10x: V2 = 10V1
- C2 = C1/10
- Conto: 100 mg/L dadi 10 mg/L
Carane Konversi Bekerja
- Langkah 1: Sumber → g/L
- Langkah 2: g/L → target
- ppm ≈ mg/L (banyu)
- %b/v: g/L = % × 10
- Kesadahan: liwat CaCO₃
Konversi Umum
| Saka | Menyang | × | Conto |
|---|---|---|---|
| g/L | mg/L | 1000 | 1 g/L = 1000 mg/L |
| mg/L | µg/L | 1000 | 1 mg/L = 1000 µg/L |
| mg/L | ppm | 1 | 1 mg/L ≈ 1 ppm (banyu) |
| µg/L | ppb | 1 | 1 µg/L ≈ 1 ppb (banyu) |
| %b/v | g/L | 10 | 10% = 100 g/L |
| g/L | g/mL | 0.001 | 1 g/L = 0.001 g/mL |
| g/dL | g/L | 10 | 10 g/dL = 100 g/L |
| mg/dL | mg/L | 10 | 100 mg/dL = 1000 mg/L |
Conto Cepet
Soal sing Digarap
Tes Timbal Banyu
Sampel banyu nduweni 12 µg/L timbal. Apa aman (tingkat tindakan EPA: 15 µg/L)?
12 µg/L < 15 µg/L. Ya, ing ngisor tingkat tindakan EPA. Uga dinyatakake minangka 12 ppb < 15 ppb. Aman!
Perhitungan Pengenceran
Encerake 50 mL saka 200 mg/L dadi 500 mL. Konsentrasi akhir?
C1V1 = C2V2. (200)(50) = C2(500). C2 = 10.000/500 = 20 mg/L. Pengenceran 10x!
Larutan Garam
Gawe larutan garam 0,9%. Pira gram NaCl saben liter?
0,9% b/v = 0,9 g saben 100 mL = 9 g saben 1000 mL = 9 g/L. Larutan garam fisiologis!
Kesalahan Umum
- **Ambiguitas ppm**: ppm bisa dadi b/b, v/v, utawa b/v! Kanggo banyu, ppm ≈ mg/L (nganggep kepadatan = 1). Ora berlaku kanggo minyak, alkohol, larutan pekat!
- **Molar ≠ massa**: Ora bisa ngowahi g/L dadi mol/L tanpa bobot molekul! NaCl: 58,44 g/mol. Glukosa: 180,16 g/mol. Beda!
- **% b/b vs % b/v**: 10% b/b ≠ 100 g/L (mbutuhake kepadatan larutan). Mung % b/v sing bisa diowahi langsung! 10% b/v = 100 g/L pas.
- **Satuan mg/dL**: Tes medis kerep nggunakake mg/dL, dudu mg/L. 100 mg/dL = 1000 mg/L. Bedane faktor 10!
- **Kesadahan banyu**: Dinyatakake minangka CaCO3 sanajan ion sejatine yaiku Ca2+ lan Mg2+. Konvensi standar kanggo perbandingan.
- **ppb vs ppt**: Ing AS, milyar = 10^9. Ing Inggris (lawas), milyar = 10^12. Gunakake ppb (10^-9) kanggo ngindhari kebingungan. ppt = 10^-12.
Fakta Menarik
Salinitas Segara yaiku 35 g/L
Banyu segara ngandhut ~35 g/L uyah terlarut (salinitas 3,5%). Umume NaCl, nanging uga Mg, Ca, K, SO4. Segara Mati: 280 g/L (28%) asin banget nganti sampeyan bisa ngambang! Tlaga Garam Gedhe: 50-270 g/L gumantung saka dhuwure banyu.
ppm Wiwit Taun 1950-an
ppm (bagean saben yuta) dadi populer ing taun 1950-an kanggo polusi udara lan kualitas banyu. Sadurunge, digunakake % utawa g/L. Saiki dadi standar kanggo kontaminan jejak. Gampang dimangerteni: 1 ppm = 1 tetes ing 50 liter!
Rentang Normal Glukosa Darah
Glukosa getih pasa: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Iku mung 0,07-0,1% saka bobot getih! Diabetes didiagnosis ing >126 mg/dL. Owah-owahan cilik penting—regulasi ketat dening insulin/glukagon.
Klorin ing Kolam Renang: 1-3 ppm
Klorin kolam renang: 1-3 mg/L (ppm) kanggo sanitasi. Luwih dhuwur = mripat perih. Luwih cendhek = tuwuhing bakteri. Bak banyu panas: 3-5 ppm (luwih anget = luwih akeh bakteri). Konsentrasi cilik, efek gedhe!
Klasifikasi Kesadahan Banyu
Lunak: <60 mg/L CaCO3. Sedheng: 60-120. Keras: 120-180. Keras banget: >180 mg/L. Banyu sadah nyebabake kerak, nggunakake sabun luwih akeh. Banyu lunak luwih apik kanggo ngumbah, nanging bisa ngrusak pipa!
Tingkat Tindakan Timbal EPA: 15 ppb
Tingkat tindakan timbal EPA: 15 µg/L (15 ppb) ing banyu ombe. Diturunake saka 50 ppb ing taun 1991. Ora ana tingkat timbal sing aman! Krisis banyu Flint, Michigan: tingkat tekan 4000 ppb ing kasus paling parah. Tragis.
Evolusi Pangukuran Konsentrasi
Saka Bau Busuk Gedhe London nganti deteksi jejak modern ing bagean saben kuadriliun, pangukuran konsentrasi ngalami evolusi bebarengan karo kesehatan masyarakat, ilmu lingkungan, lan kimia analitik.
1850-an - 1900-an
Bau Busuk Gedhe London taun 1858—nalika bau limbah Thames nutup Parlemen—micu studi kualitas banyu sistematis pisanan. Kutha-kutha wiwit nindakake tes kimia kasar kanggo kontaminasi.
Metode awal bersifat kualitatif utawa semi-kuantitatif: warna, ambu, lan tes pengendapan kasar. Revolusi teori kuman (Pasteur, Koch) nyurung panjaluk standar banyu sing luwih apik.
- 1858: Bau Busuk Gedhe meksa London mbangun saluran pembuangan modern
- 1890-an: Tes kimia pisanan kanggo kesadahan, alkalinitas, lan klorida
- Satuan: butir saben galon (gpg), bagean saben 10.000
1900-an - 1950-an
Klorinasi banyu (pabrik AS pisanan: Jersey City, 1914) mbutuhake dosis sing pas—sithik banget gagal ndisinfeksi, kakehan beracun. Iki nyurung adopsi mg/L (bagean saben yuta) minangka satuan standar.
Spektrofotometri lan metode titrimetri ngidini pangukuran konsentrasi sing akurat. Badan kesehatan masyarakat netepake watesan banyu ombe ing mg/L.
- 1914: Klorin didosisake ing 0,5-2 mg/L kanggo desinfeksi
- 1925: Layanan Kesehatan Masyarakat AS netepake standar banyu pisanan
- mg/L lan ppm dadi bisa diijolake kanggo larutan banyu encer
1960-an - 1980-an
Silent Spring (1962) lan krisis lingkungan (kebakaran Kali Cuyahoga, Love Canal) nyurung regulasi pestisida, logam abot, lan polutan industri ing tingkat µg/L (ppb).
Spektroskopi serapan atom (AAS) lan kromatografi gas (GC) ngidini deteksi ing ngisor 1 µg/L. Undhang-undhang Banyu Ombe Aman EPA (1974) mrentahake Tingkat Kontaminan Maksimum (MCL) ing µg/L.
- 1974: Undhang-undhang Banyu Ombe Aman nggawe standar MCL nasional
- 1986: Larangan timbal; tingkat tindakan ditetepake ing 15 µg/L (15 ppb)
- 1996: Watesan arsenik diturunake saka 50 dadi 10 µg/L
1990-an - Saiki
Instrumen LC-MS/MS lan ICP-MS modern ndeteksi farmasi, PFAS, lan pengganggu endokrin ing tingkat ng/L (ppt) lan malah pg/L (ppq).
Krisis banyu Flint (2014-2016) mbukak kegagalan: timbal tekan 4000 ppb (267× watesan EPA). WHO lan EPA terus nganyari pedoman amarga sensitivitas analitik saya apik.
- 2000-an: PFAS 'bahan kimia abadi' kadeteksi ing tingkat ng/L
- 2011: WHO nganyari pedoman kanggo >100 kontaminan
- 2020-an: Deteksi rutin ing pg/L; tantangan anyar ing mikroplastik, nanomaterial
Tips Pro
- **ppm cepet**: kanggo banyu, 1 ppm = 1 mg/L. Konversi gampang!
- **% menyang g/L**: %b/v x 10 = g/L. 5% = 50 g/L.
- **Pengenceran**: C1V1 = C2V2. Tikelake konsentrasi x volume kanggo mriksa.
- **mg/dL menyang mg/L**: Tikelake 10. Satuan medis butuh konversi!
- **ppb = ppm x 1000**: saben langkah = x1000. 5 ppm = 5000 ppb.
- **Kesadahan**: gpg x 17,1 = mg/L minangka CaCO3. Konversi cepet!
- **Notasi ilmiah otomatis**: Nilai < 0,000001 g/L utawa > 1.000.000 g/L ditampilake minangka notasi ilmiah kanggo keterbacaan (penting kanggo analisis jejak ing tingkat ppq/pg!)
Referensi Satuan
Konsentrasi Massa
| Satuan | Simbol | g/L | Cathetan |
|---|---|---|---|
| gram saben liter | g/L | 1 g/L (base) | Satuan dhasar; gram saben liter. Standar kanggo kimia. |
| miligram saben liter | mg/L | 1.0000 mg/L | Miligram saben liter; 1 g/L = 1000 mg/L. Umum ing kualitas banyu. |
| mikrogram saben liter | µg/L | 1.0000 µg/L | Mikrogram saben liter; tingkat kontaminan jejak. Standar EPA. |
| nanogram saben liter | ng/L | 1.000e-9 g/L | Nanogram saben liter; analisis ultra-jejak. Kontaminan sing lagi muncul. |
| pikogram saben liter | pg/L | 1.000e-12 g/L | Pikogram saben liter; kimia analitik tingkat lanjut. Penelitian. |
| kilogram saben liter | kg/L | 1000.0000 g/L | Kilogram saben liter; larutan pekat. Industri. |
| kilogram saben meter kubik | kg/m³ | 1 g/L (base) | Kilogram saben meter kubik; padha karo g/L. Satuan SI. |
| gram saben meter kubik | g/m³ | 1.0000 mg/L | Gram saben meter kubik; kualitas udara (PM). Lingkungan. |
| miligram saben meter kubik | mg/m³ | 1.0000 µg/L | Miligram saben meter kubik; standar polusi udara. |
| mikrogram saben meter kubik | µg/m³ | 1.000e-9 g/L | Mikrogram saben meter kubik; pangukuran PM2.5, PM10. |
| gram saben mililiter | g/mL | 1000.0000 g/L | Gram saben mililiter; larutan pekat. Panggunaan laboratorium. |
| miligram saben mililiter | mg/mL | 1 g/L (base) | Miligram saben mililiter; padha karo g/L. Farmasi. |
| mikrogram saben mililiter | µg/mL | 1.0000 mg/L | Mikrogram saben mililiter; padha karo mg/L. Medis. |
| gram saben desiliter | g/dL | 10.0000 g/L | Gram saben desiliter; tes medis (hemoglobin). Klinis. |
| miligram saben desiliter | mg/dL | 10.0000 mg/L | Miligram saben desiliter; glukosa getih, kolesterol. Medis. |
Persentase (massa/volume)
| Satuan | Simbol | g/L | Cathetan |
|---|---|---|---|
| persen massa/volume (%w/v) | %w/v | 10.0000 g/L | %b/v; 10% = 100 g/L. Konversi langsung, ora ambigu. |
Bagian Per (ppm, ppb, ppt)
| Satuan | Simbol | g/L | Cathetan |
|---|---|---|---|
| bagian per yuta | ppm | 1.0000 mg/L | Bagean saben yuta; mg/L kanggo banyu. Nganggep kepadatan = 1 kg/L. |
| bagian per milyar | ppb | 1.0000 µg/L | Bagean saben milyar; µg/L kanggo banyu. Kontaminan jejak. |
| bagian per triliun | ppt | 1.000e-9 g/L | Bagean saben triliun; ng/L kanggo banyu. Tingkat ultra-jejak. |
| bagian per kuadriliun | ppq | 1.000e-12 g/L | Bagean saben kuadriliun; pg/L. Deteksi tingkat lanjut. |
Kekerasan Banyu
| Satuan | Simbol | g/L | Cathetan |
|---|---|---|---|
| gandum saben galon (kekerasan banyu) | gpg | 17.1200 mg/L | Butir saben galon; kesadahan banyu AS. 1 gpg = 17,1 mg/L CaCO3. |
| derajat Prancis (°fH) | °fH | 10.0000 mg/L | Derajat Prancis (fH); 1 fH = 10 mg/L CaCO3. Standar Eropa. |
| derajat Jerman (°dH) | °dH | 17.8300 mg/L | Derajat Jerman (dH); 1 dH = 17,8 mg/L CaCO3. Eropa Tengah. |
| derajat Inggris (°e) | °e | 14.2700 mg/L | Derajat Inggris (e); 1 e = 14,3 mg/L CaCO3. Standar Inggris. |
Pitakonan Umum
Apa bedane ppm lan mg/L?
Kanggo larutan banyu encer (kayata banyu ombe), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Iki nganggep kepadatan larutan = 1 kg/L (kayata banyu murni). Kanggo pelarut liyane utawa larutan pekat, ppm lan mg/L beda amarga kepadatan ≠ 1. ppm yaiku rasio massa/massa utawa volume/volume; mg/L yaiku massa/volume. Tansah gunakake mg/L kanggo presisi!
Napa aku ora bisa ngowahi g/L dadi mol/L?
g/L (konsentrasi massa) lan mol/L (konsentrasi molar) yaiku besaran sing beda. Konversi mbutuhake bobot molekul: mol/L = (g/L) / (BM ing g/mol). Conto: 58,44 g/L NaCl = 1 mol/L. Nanging 58,44 g/L glukosa = 0,324 mol/L (BM beda). Sampeyan kudu ngerti zat kasebut!
Apa tegese %b/v?
%b/v = persen bobot/volume = gram saben 100 mL. 10% b/v = 10 g saben 100 mL = 100 g saben 1000 mL = 100 g/L. Konversi langsung! Beda saka %b/b (bobot/bobot, mbutuhake kepadatan) lan %v/v (volume/volume, mbutuhake loro-lorone kepadatan). Tansah sebutake % endi sing sampeyan maksud!
Kepiye carane ngencerake larutan?
Gunakake C1V1 = C2V2. C1 = konsentrasi awal, V1 = volume awal, C2 = konsentrasi akhir, V2 = volume akhir. Conto: encerake 100 mg/L 10x. C2 = 10 mg/L. Sampeyan butuh V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Tambahake 90 mL pelarut menyang 10 mL konsentrat.
Napa kesadahan banyu diukur minangka CaCO3?
Kesadahan banyu asale saka ion Ca2+ lan Mg2+, nanging bobot atom sing beda nggawe perbandingan langsung angel. Konversi menyang ekuivalen CaCO3 menehi skala standar. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L minangka CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L minangka CaCO3. Perbandingan sing adil sanajan ion sejatine beda!
Konsentrasi apa sing dianggep jejak?
Gumantung ing konteks. Kualitas banyu: rentang µg/L (ppb) nganti ng/L (ppt). Lingkungan: ng/L nganti pg/L. Klinis: asring ng/mL nganti µg/mL. 'Jejak' umume tegese <1 mg/L. Ultra-jejak: <1 µg/L. Instrumen modern ndeteksi femtogram (fg) ing penelitian!
Direktori Piranti Lengkap
Kabeh 71 piranti sing kasedhiya ing UNITS