Концентрацијата мери колку растворена супстанција е растворена во раствор. Масена концентрација = маса на растворена супстанција ÷ волумен на раствор. 100 мг сол во 1 л вода = 100 мг/л концентрација. Поголеми вредности = посилен раствор.

• Концентрација = маса/волумен
• г/л = грамови на литар (основна)
• мг/л = милиграми на литар
• Поголем број = повеќе растворена супстанција

Масена концентрација: маса на растворена супстанција по волумен. Единици: г/л, мг/л, µг/л. Директна и недвосмислена. 1 г/л = 1000 мг/л = 1.000.000 µг/л. Се користи во квалитетот на водата, клиничката хемија, мониторингот на животната средина.

• г/л = грамови на литар
• мг/л = милиграми на литар
• µг/л = микрограми на литар
• Директно мерење, без нејаснотии

ppm (делови на милион) ≈ мг/л за вода. ppb (делови на милијарда) ≈ µг/л. Процент т/в: 10% = 100 г/л. Лесно за разбирање, но зависи од контекстот. Вообичаено при тестирање на квалитетот на водата.

• 1 ppm ≈ 1 мг/л (вода)
• 1 ppb ≈ 1 µг/л (вода)
• 10% т/в = 100 г/л
• Контекст: водени раствори

Стандардни единици: г/л, мг/л, µг/л, нг/л. Јасни и недвосмислени. Секој префикс = ×1000 скала. Универзални во хемијата, науката за животната средина, клиничкото тестирање.

• г/л = основна единица
• мг/л = милиграми на литар
• µг/л = микрограми на литар
• нг/л, пг/л за анализа на траги

ppm, ppb, ppt се често користени. За разредени водени раствори: 1 ppm ≈ 1 мг/л, 1 ppb ≈ 1 µг/л. EPA користи мг/л и µг/л за стандарди. СЗО користи ppm за едноставност.

• ppm = делови на милион
• ppb = делови на милијарда
• Важи за разредени водени раствори
• Стандарди на EPA во мг/л, µг/л

Изразена како CaCO₃ еквивалент. Единици: gpg (зрна по галон), °fH (француски), °dH (германски), °e (англиски). Сите се претвораат во мг/л како CaCO₃. Стандард за третман на вода.

• gpg: американска тврдост на вода
• °fH: француски степени
• °dH: германски степени
• Сите како CaCO₃ еквивалент

Концентрација = маса/волумен. C = m/V. Единици: г/л = кг/м³. Конверзија: помножете со 1000 за мг/л, со 1.000.000 за µг/л. ppm ≈ мг/л за вода (густина ≈ 1 кг/л).

• C = m/V (концентрација)
• 1 г/л = 1000 мг/л
• 1 мг/л ≈ 1 ppm (вода)
• %т/в: маса% = (г/100мл)

Формула за разредување: C1V1 = C2V2. Почетна концентрација x волумен = крајна концентрација x волумен. 10 мл од 100 мг/л разредено до 100 мл = 10 мг/л. Зачувување на масата.

• C1V1 = C2V2 (разредување)
• Масата се зачувува при разредување
• Пример: 10x100 = 1x1000
• Корисно за лабораториска подготовка

Растворливост = максимална концентрација. Зависи од температурата. NaCl: 360 г/л на 20°C. Шеќер: 2000 г/л на 20°C. Надминување на растворливоста → таложење.

• Растворливост = максимална концентрација
• Зависи од температурата
• Можно е презаситување
• Надминување → талог

Стандарди за вода за пиење: граници на EPA за загадувачи. Олово: 15 µг/л (15 ppb) ниво на дејство. Арсен: 10 µг/л (10 ppb) максимум. Нитрат: 10 мг/л (10 ppm) максимум. Критично за јавното здравје.

• Олово: <15 µг/л (EPA)
• Арсен: <10 µг/л (СЗО)
• Нитрат: <10 мг/л
• Хлор: 0.2-2 мг/л (третман)

Крвни тестови во г/дл или мг/дл. Гликоза: 70-100 мг/дл нормално. Холестерол: <200 мг/дл пожелно. Хемоглобин: 12-16 г/дл. Медицинската дијагноза се потпира на опсези на концентрација.

• Гликоза: 70-100 мг/дл
• Холестерол: <200 мг/дл
• Хемоглобин: 12-16 г/дл
• Единици: г/дл, мг/дл вообичаени

Квалитет на воздух: PM2.5 во µг/м³. Загадување на почвата: мг/кг. Површински води: нг/л за органски материи во траги. Нивоа на ppb и ppt за пестициди, фармацевтски производи. Потребна е ултра-сензитивна детекција.

• PM2.5: <12 µг/м³ (СЗО)
• Пестициди: нг/л до µг/л
• Тешки метали: опсег на µг/л
• Органски материи во траги: нг/л до пг/л

г/л × 1000 = мг/л. мг/л × 1000 = µг/л. Брзо: секој префикс = ×1000 скала. 5 мг/л = 5000 µг/л.

• г/л → мг/л: ×1000
• мг/л → µг/л: ×1000
• µг/л → нг/л: ×1000
• Едноставни ×1000 чекори

За вода: 1 ppm = 1 мг/л. 1% т/в = 10 г/л = 10.000 ppm. 100 ppm = 0.01%. Брз процент!

• 1 ppm = 1 мг/л (вода)
• 1% = 10.000 ppm
• 0.1% = 1.000 ppm
• 0.01% = 100 ppm

C1V1 = C2V2. За да се разреди 10x, крајниот волумен е 10x поголем. 100 мг/л разредено 10x = 10 мг/л. Лесно!

• C1V1 = C2V2
• Разреди 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Пример: 100 мг/л до 10 мг/л

Примерок од вода има 12 µг/л олово. Дали е безбедна (ниво на дејство на EPA: 15 µг/л)?

12 µг/л < 15 µг/л. Да, под нивото на дејство на EPA. Изразено и како 12 ppb < 15 ppb. Безбедно!

Разредете 50 мл од 200 мг/л до 500 мл. Конечна концентрација?

C1V1 = C2V2. (200)(50) = C2(500). C2 = 10.000/500 = 20 мг/л. 10x разредување!

Направете 0,9% солен раствор. Колку грама NaCl на литар?

0,9% т/в = 0,9 г на 100 мл = 9 г на 1000 мл = 9 г/л. Физиолошки раствор!

Морската вода содржи ~35 г/л растворени соли (3,5% соленост). Најмногу NaCl, но и Mg, Ca, K, SO4. Мртво Море: 280 г/л (28%) толку солено што пловите! Големо Солено Езеро: 50-270 г/л во зависност од нивото на водата.

ppm (делови на милион) стана популарен во 1950-тите за загадување на воздухот и квалитетот на водата. Пред тоа, се користеа % или г/л. Сега е стандард за загадувачи во траги. Лесно за разбирање: 1 ppm = 1 капка во 50 литри!

Гликоза во крвта на гладно: 70-100 мг/дл (700-1000 мг/л). Тоа е само 0,07-0,1% од тежината на крвта! Дијабетес се дијагностицира на >126 мг/дл. Малите промени се важни—строга регулација од инсулин/глукагон.

Хлор во базен: 1-3 мг/л (ppm) за санитација. Повисоко = печење на очите. Пониско = раст на бактерии. Џакузи: 3-5 ppm (потопло = повеќе бактерии). Мала концентрација, голем ефект!

Мека: <60 мг/л CaCO3. Умерена: 60-120. Тврда: 120-180. Многу тврда: >180 мг/л. Тврдата вода предизвикува таложење на каменец, користи повеќе сапун. Меката вода е подобра за перење, но може да ги кородира цевките!

Ниво на дејство на EPA за олово: 15 µг/л (15 ppb) во вода за пиење. Намалено од 50 ppb во 1991 година. Нема безбедно ниво на олово! Кризата во Флинт, Мичиген: нивоата достигнаа 4000 ppb во најлошите случаи. Трагично.

Големата Смрдеа во Лондон во 1858 година—кога мирисите од канализацијата на Темза го затворија Парламентот—ги катализираше првите систематски студии за квалитетот на водата. Градовите почнаа со груби хемиски тестови за загадување.

Раните методи беа квалитативни или полу-квантитативни: боја, мирис и груби тестови на таложење. Револуцијата на теоријата на микроби (Пастер, Кох) ја поттикна побарувачката за подобри стандарди за вода.

• 1858: Големата Смрдеа го принудува Лондон да изгради модерни канализациони системи
• 1890-ти: Први хемиски тестови за тврдост, алкалност и хлорид
• Единици: зрна по галон (gpg), делови на 10.000

Хлорирањето на водата (првата американска постројка: Џерси Сити, 1914) бараше прецизно дозирање—премалку не дезинфицираше, премногу беше токсично. Ова го поттикна усвојувањето на мг/л (делови на милион) како стандардна единица.

Спектрофотометријата и титриметриските методи овозможија прецизно мерење на концентрацијата. Јавноздравствените агенции поставија граници за вода за пиење во мг/л.

• 1914: Хлорот се дозираше со 0.5-2 мг/л за дезинфекција
• 1925: Американската служба за јавно здравје ги поставува првите стандарди за вода
• мг/л и ppm стануваат заменливи за разредени водени раствори

„Тивка пролет“ (1962) и еколошките кризи (пожарот на реката Кујахога, Лав Канал) ја поттикнаа регулацијата на пестициди, тешки метали и индустриски загадувачи на нивоа на µг/л (ppb).

Атомската апсорпциона спектроскопија (ААС) и гасната хроматографија (ГЦ) овозможија детекција под 1 µг/л. Законот за безбедна вода за пиење на EPA (1974) ги наложи Максималните нивоа на загадувачи (MCLs) во µг/л.

• 1974: Законот за безбедна вода за пиење создава национални MCL стандарди
• 1986: Забрана за олово; нивото на дејство поставено на 15 µг/л (15 ppb)
• 1996: Границата за арсен намалена од 50 на 10 µг/л

Модерните LC-MS/MS и ICP-MS инструменти детектираат фармацевтски производи, PFAS и ендокрини нарушувачи на нивоа на нг/л (ppt) па дури и пг/л (ppq).

Кризата со водата во Флинт (2014-2016) ги разоткри недостатоците: оловото достигна 4000 ppb (267× од границата на EPA). СЗО и EPA континуирано ги ажурираат упатствата како што се подобрува аналитичката чувствителност.

• 2000-ти: PFAS 'вечни хемикалии' детектирани на нивоа на нг/л
• 2011: СЗО ги ажурира упатствата за >100 загадувачи
• 2020-ти: Рутинска детекција на пг/л; нови предизвици во микропластиката, наноматеријалите

За разредени водени раствори (како вода за пиење), 1 ppm ≈ 1 мг/л. Ова претпоставува дека густината на растворот е = 1 кг/л (како чиста вода). За други растворувачи или концентрирани раствори, ppm и мг/л се разликуваат бидејќи густината ≠ 1. ppm е сооднос маса/маса или волумен/волумен; мг/л е маса/волумен. За прецизност секогаш користете мг/л!

г/л (масена концентрација) и мол/л (моларна концентрација) се различни величини. Конверзијата бара молекуларна тежина: мол/л = (г/л) / (MW во г/мол). Пример: 58,44 г/л NaCl = 1 мол/л. Но 58,44 г/л гликоза = 0.324 мол/л (различна MW). Треба да ја знаете супстанцијата!

%т/в = процент тежина/волумен = грамови на 100 мл. 10% т/в = 10 г на 100 мл = 100 г на 1000 мл = 100 г/л. Директна конверзија! Се разликува од %т/т (тежина/тежина, потребна е густина) и %в/в (волумен/волумен, потребни се двете густини). Секогаш наведете кој % го мислите!

Користете C1V1 = C2V2. C1 = почетна концентрација, V1 = почетен волумен, C2 = крајна концентрација, V2 = краен волумен. Пример: разредете 100 мг/л 10x. C2 = 10 мг/л. Потребно ви е V1 = 10 мл, V2 = 100 мл. Додадете 90 мл растворувач во 10 мл концентрат.

Тврдоста на водата доаѓа од јоните Ca2+ и Mg2+, но различните атомски тежини ја отежнуваат директната споредба. Конверзијата во CaCO3 еквивалент обезбедува стандардна скала. 1 ммол/л Ca2+ = 100 мг/л како CaCO3. 1 ммол/л Mg2+ = 100 мг/л како CaCO3. Праведна споредба и покрај различните вистински јони!

Зависи од контекстот. Квалитет на вода: опсег од µг/л (ppb) до нг/л (ppt). Животна средина: од нг/л до пг/л. Клинички: често од нг/мл до µг/мл. 'Трага' генерално значи <1 мг/л. Ултра-трага: <1 µг/л. Модерните инструменти детектираат фемтограми (fg) во истражувањата!