농도는 용액에 용질이 얼마나 용해되어 있는지를 측정합니다. 질량 농도 = 용질의 질량 ÷ 용액의 부피. 1L 물에 100mg 소금 = 100 mg/L 농도. 값이 높을수록 더 강한 용액입니다.

• 농도 = 질량/부피
• g/L = 그램/리터(기본)
• mg/L = 밀리그램/리터
• 숫자가 높을수록 용질이 많음

질량 농도: 부피 당 용질의 질량. 단위: g/L, mg/L, µg/L. 직접적이고 명확합니다. 1 g/L = 1000 mg/L = 1,000,000 µg/L. 수질, 임상 화학, 환경 모니터링에 사용됩니다.

• g/L = 그램/리터
• mg/L = 밀리그램/리터
• µg/L = 마이크로그램/리터
• 직접 측정, 모호함 없음

ppm(백만분율) ≈ mg/L(물의 경우). ppb(십억분율) ≈ µg/L. 백분율 w/v: 10% = 100 g/L. 이해하기 쉽지만 문맥에 따라 다릅니다. 수질 검사에서 일반적입니다.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (물)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (물)
• 10% w/v = 100 g/L
• 문맥: 수용액

표준 단위: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. 명확하고 모호함이 없습니다. 각 접두사는 ×1000 배율입니다. 화학, 환경 과학, 임상 시험 전반에 걸쳐 보편적으로 사용됩니다.

• g/L = 기본 단위
• mg/L = 밀리그램/리터
• µg/L = 마이크로그램/리터
• ng/L, pg/L는 미량 분석용

ppm, ppb, ppt가 일반적으로 사용됩니다. 묽은 수용액의 경우: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA는 표준에 mg/L 및 µg/L를 사용합니다. WHO는 간단함을 위해 ppm을 사용합니다.

• ppm = 백만분율
• ppb = 십억분율
• 묽은 수용액에 유효
• EPA 표준은 mg/L, µg/L

CaCO₃ 등가물로 표현됩니다. 단위: gpg(그레인/갤런), °fH(프랑스 경도), °dH(독일 경도), °e(영국 경도). 모두 CaCO₃로서 mg/L로 변환됩니다. 수처리 표준입니다.

• gpg: 미국 물 경도
• °fH: 프랑스 경도
• °dH: 독일 경도
• 모두 CaCO₃ 등가물

농도 = 질량/부피. C = m/V. 단위: g/L = kg/m³. 변환: mg/L는 1000을 곱하고, µg/L는 1,000,000을 곱합니다. 물의 경우 ppm ≈ mg/L (밀도 ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (농도)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (물)
• %w/v: 질량% = (g/100mL)

희석 공식: C1V1 = C2V2. 초기 농도 x 부피 = 최종 농도 x 부피. 100 mg/L 10 mL를 100 mL로 희석하면 10 mg/L가 됩니다. 질량 보존 법칙입니다.

• C1V1 = C2V2 (희석)
• 희석 시 질량 보존
• 예: 10x100 = 1x1000
• 실험실 준비에 유용

용해도 = 최대 농도. 온도에 따라 다릅니다. NaCl: 20°C에서 360 g/L. 설탕: 20°C에서 2000 g/L. 용해도를 초과하면 침전이 발생합니다.

• 용해도 = 최대 농도
• 온도 의존적
• 과포화 가능
• 초과 시 침전

음용수 기준: 오염 물질에 대한 EPA 제한. 납: 15 µg/L (15 ppb) 조치 수준. 비소: 10 µg/L (10 ppb) 최대. 질산염: 10 mg/L (10 ppm) 최대. 공중 보건에 매우 중요합니다.

• 납: <15 µg/L (EPA)
• 비소: <10 µg/L (WHO)
• 질산염: <10 mg/L
• 염소: 0.2-2 mg/L (처리)

혈액 검사는 g/dL 또는 mg/dL 단위로 표시됩니다. 포도당: 70-100 mg/dL 정상. 콜레스테롤: <200 mg/dL 바람직함. 헤모글로빈: 12-16 g/dL. 의료 진단은 농도 범위에 의존합니다.

• 포도당: 70-100 mg/dL
• 콜레스테롤: <200 mg/dL
• 헤모글로빈: 12-16 g/dL
• 단위: g/dL, mg/dL 일반적

대기 질: PM2.5는 µg/m³. 토양 오염: mg/kg. 지표수: 미량 유기물은 ng/L. 농약, 제약품은 ppb 및 ppt 수준. 초고감도 검출이 필요합니다.

• PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
• 농약: ng/L ~ µg/L
• 중금속: µg/L 범위
• 미량 유기물: ng/L ~ pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. 간단하게: 각 접두사는 ×1000 배율입니다. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• 간단한 ×1000 단계

물의 경우: 1 ppm = 1 mg/L. 1% w/v = 10 g/L = 10,000 ppm. 100 ppm = 0.01%. 빠른 백분율 계산!

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

C1V1 = C2V2. 10배 희석하려면 최종 부피가 10배 커져야 합니다. 100 mg/L를 10배 희석하면 10 mg/L가 됩니다. 간단합니다!

• C1V1 = C2V2
• 10배 희석: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• 예: 100 mg/L에서 10 mg/L로

물 샘플에 납이 12 µg/L 포함되어 있습니다. 안전한가요? (EPA 조치 수준: 15 µg/L)

12 µg/L < 15 µg/L. 예, EPA 조치 수준 미만입니다. 12 ppb < 15 ppb로도 표현됩니다. 안전합니다!

200 mg/L 50 mL를 500 mL로 희석하세요. 최종 농도는?

C1V1 = C2V2. (200)(50) = C2(500). C2 = 10,000/500 = 20 mg/L. 10배 희석입니다!

0.9% 식염수를 만드세요. 리터당 NaCl 몇 그램이 필요한가요?

0.9% w/v = 100 mL당 0.9 g = 1000 mL당 9 g = 9 g/L. 생리 식염수입니다!

해수에는 약 35 g/L의 용해된 염이 포함되어 있습니다(염분 3.5%). 대부분 NaCl이지만, Mg, Ca, K, SO4도 있습니다. 사해: 280 g/L(28%)로 너무 짜서 몸이 뜹니다! 그레이트 솔트 레이크: 수위에 따라 50-270 g/L.

ppm(백만분율)은 1950년대에 대기 오염과 수질에 대해 대중화되었습니다. 그 전에는 %나 g/L가 사용되었습니다. 현재는 미량 오염 물질의 표준입니다. 이해하기 쉽습니다: 1 ppm = 50리터에 1방울!

공복 혈당: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). 이것은 혈액 무게의 0.07-0.1%에 불과합니다! 당뇨병은 >126 mg/dL에서 진단됩니다. 작은 변화도 중요합니다—인슐린/글루카곤에 의한 엄격한 조절.

수영장 염소: 소독을 위해 1-3 mg/L(ppm). 높으면 눈이 따갑고, 낮으면 박테리아가 증식합니다. 온수 욕조: 3-5 ppm(더 따뜻하면 박테리아가 더 많음). 낮은 농도, 큰 효과!

연수: <60 mg/L CaCO3. 보통 경수: 60-120. 경수: 120-180. 매우 경수: >180 mg/L. 경수는 스케일을 유발하고 비누를 더 많이 사용하게 합니다. 연수는 세척에 더 좋지만 파이프를 부식시킬 수 있습니다!

EPA의 납 조치 수준: 음용수에서 15 µg/L(15 ppb). 1991년에 50 ppb에서 낮아졌습니다. 납에 안전한 수준은 없습니다! 미시간 주 플린트의 물 위기: 최악의 경우 수치가 4000 ppb에 도달했습니다. 비극적입니다.

1858년 런던의 대악취—템스강의 하수 냄새로 의회가 문을 닫았을 때—는 최초의 체계적인 수질 연구를 촉발했습니다. 도시들은 오염에 대한 기초적인 화학 검사를 시작했습니다.

초기 방법은 정성적이거나 반정량적이었습니다: 색, 냄새, 그리고 대략적인 침전 검사. 세균설의 혁명(파스퇴르, 코흐)은 더 나은 수질 기준에 대한 수요를 촉진했습니다.

• 1858년: 대악취로 런던은 현대식 하수도 건설을 강요받음
• 1890년대: 경도, 알칼리도, 염화물에 대한 최초의 화학 검사
• 단위: 그레인/갤런(gpg), 10,000분의 1

물의 염소 소독(미국 최초의 공장: 저지 시티, 1914년)은 정확한 투여량이 필요했습니다—너무 적으면 소독이 안 되고, 너무 많으면 독성이 있었습니다. 이로 인해 mg/L(백만분율)가 표준 단위로 채택되었습니다.

분광 광도법과 적정법은 정확한 농도 측정을 가능하게 했습니다. 공중 보건 기관들은 음용수 제한을 mg/L 단위로 설정했습니다.

• 1914년: 소독을 위해 0.5-2 mg/L의 염소 투여
• 1925년: 미국 공중 보건국이 최초의 수질 기준을 설정
• 묽은 수용액에 대해 mg/L와 ppm이 상호 교환 가능해짐

『침묵의 봄』(1962년)과 환경 위기(쿠야호가 강 화재, 러브 커낼 사건)는 농약, 중금속, 산업 오염 물질을 µg/L(ppb) 수준에서 규제하도록 촉진했습니다.

원자 흡수 분광법(AAS)과 가스 크로마토그래피(GC)는 1 µg/L 미만의 검출을 가능하게 했습니다. EPA의 안전한 음용수법(1974년)은 최대 오염 물질 수준(MCL)을 µg/L 단위로 의무화했습니다.

• 1974년: 안전한 음용수법이 국가 MCL 기준을 만듦
• 1986년: 납 금지; 조치 수준을 15 µg/L(15 ppb)로 설정
• 1996년: 비소 한계가 50에서 10 µg/L로 낮아짐

현대의 LC-MS/MS 및 ICP-MS 기기는 의약품, PFAS, 내분비 교란 물질을 ng/L(ppt) 및 pg/L(ppq) 수준에서 검출합니다.

플린트 물 위기(2014-2016)는 실패를 드러냈습니다: 납은 4000 ppb(EPA 한계의 267배)에 도달했습니다. WHO와 EPA는 분석 감도가 향상됨에 따라 지속적으로 가이드라인을 업데이트하고 있습니다.

• 2000년대: PFAS '영원한 화학 물질'이 ng/L 수준에서 검출됨
• 2011년: WHO가 100개 이상의 오염 물질에 대한 가이드라인을 업데이트함
• 2020년대: pg/L 수준에서 일상적인 검출; 미세 플라스틱, 나노 물질에서의 새로운 과제

묽은 수용액(예: 음용수)의 경우, 1 ppm ≈ 1 mg/L입니다. 이는 용액의 밀도가 1 kg/L(순수한 물과 같음)이라고 가정합니다. 다른 용매나 농축 용액의 경우 밀도가 1이 아니기 때문에 ppm과 mg/L가 다릅니다. ppm은 질량/질량 또는 부피/부피 비율이고, mg/L는 질량/부피입니다. 정밀도를 위해 항상 mg/L를 사용하세요!

g/L(질량 농도)와 mol/L(몰 농도)는 다른 양입니다. 변환에는 분자량이 필요합니다: mol/L = (g/L) / (g/mol 단위의 분자량). 예: 58.44 g/L NaCl = 1 mol/L. 그러나 58.44 g/L 포도당 = 0.324 mol/L (분자량 다름). 물질을 알아야 합니다!

%w/v = 무게/부피 백분율 = 100 mL당 그램. 10% w/v = 100 mL당 10 g = 1000 mL당 100 g = 100 g/L. 직접 변환입니다! %w/w(무게/무게, 밀도 필요) 및 %v/v(부피/부피, 두 밀도 필요)와 다릅니다. 항상 어떤 %를 의미하는지 명시하세요!

C1V1 = C2V2를 사용하세요. C1 = 초기 농도, V1 = 초기 부피, C2 = 최종 농도, V2 = 최종 부피. 예: 100 mg/L를 10배 희석하세요. C2 = 10 mg/L. V1 = 10 mL, V2 = 100 mL가 필요합니다. 10 mL 농축액에 90 mL 용매를 추가하세요.

물의 경도는 Ca2+와 Mg2+ 이온에서 비롯되지만, 원자량이 다르기 때문에 직접 비교가 어렵습니다. CaCO3 등가물로 변환하면 표준 척도를 제공합니다. 1 mmol/L Ca2+ = CaCO3로서 100 mg/L. 1 mmol/L Mg2+ = CaCO3로서 100 mg/L. 실제 이온이 다르더라도 공정한 비교가 가능합니다!

문맥에 따라 다릅니다. 수질: µg/L(ppb) ~ ng/L(ppt) 범위. 환경: ng/L ~ pg/L. 임상: 종종 ng/mL ~ µg/mL. '미량'은 일반적으로 <1 mg/L를 의미합니다. 초미량: <1 µg/L. 현대 기기는 연구에서 펨토그램(fg)을 검출합니다!