Kepekatan mengukur berapa banyak bahan terlarut yang dilarutkan dalam larutan. Kepekatan jisim = jisim bahan terlarut ÷ isipadu larutan. 100 mg garam dalam 1 L air = kepekatan 100 mg/L. Nilai lebih tinggi = larutan lebih kuat.

• Kepekatan = jisim/isipadu
• g/L = gram per liter (asas)
• mg/L = miligram per liter
• Nombor lebih tinggi = lebih banyak bahan terlarut

Kepekatan jisim: jisim bahan terlarut per isipadu. Unit: g/L, mg/L, µg/L. Langsung dan tidak samar-samar. 1 g/L = 1000 mg/L = 1,000,000 µg/L. Digunakan dalam kualiti air, kimia klinikal, pemantauan alam sekitar.

• g/L = gram per liter
• mg/L = miligram per liter
• µg/L = mikrogram per liter
• Pengukuran langsung, tiada kesamaran

ppm (bahagian per juta) ≈ mg/L untuk air. ppb (bahagian per bilion) ≈ µg/L. Peratus b/v: 10% = 100 g/L. Mudah difahami tetapi bergantung pada konteks. Biasa dalam ujian kualiti air.

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

Unit standard: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Jelas dan tidak samar-samar. Setiap awalan = skala ×1000. Universal dalam kimia, sains alam sekitar, ujian klinikal.

• g/L = unit asas
• mg/L = miligram per liter
• µg/L = mikrogram per liter
• ng/L, pg/L untuk analisis surih

ppm, ppb, ppt biasa digunakan. Untuk larutan akueus cair: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA menggunakan mg/L dan µg/L untuk piawaian. WHO menggunakan ppm untuk kesederhanaan.

• ppm = bahagian per juta
• ppb = bahagian per bilion
• Sah untuk larutan air cair
• Piawaian EPA dalam mg/L, µg/L

Dinyatakan sebagai setara CaCO₃. Unit: gpg (butir per gelen), °fH (Perancis), °dH (Jerman), °e (Inggeris). Semua ditukar kepada mg/L sebagai CaCO₃. Standard untuk rawatan air.

• gpg: keliatan air AS
• °fH: darjah Perancis
• °dH: darjah Jerman
• Semua sebagai setara CaCO₃

Kepekatan = jisim/isipadu. C = m/V. Unit: g/L = kg/m³. Penukaran: darab dengan 1000 untuk mg/L, dengan 1,000,000 untuk µg/L. ppm ≈ mg/L untuk air (ketumpatan ≈ 1 kg/L).

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

Formula pencairan: C1V1 = C2V2. Kepekatan awal x isipadu = kepekatan akhir x isipadu. 10 mL 100 mg/L dicairkan kepada 100 mL = 10 mg/L. Pengekalan jisim.

• C1V1 = C2V2 (pencairan)
• Jisim dikekalkan dalam pencairan
• Contoh: 10x100 = 1x1000
• Berguna untuk penyediaan makmal

Keterlarutan = kepekatan maksimum. Bergantung pada suhu. NaCl: 360 g/L pada 20°C. Gula: 2000 g/L pada 20°C. Melebihi keterlarutan → pemendakan.

• Keterlarutan = kepekatan maksimum
• Bergantung pada suhu
• Penepuan lampau mungkin berlaku
• Melebihi → mendakan

Piawaian air minuman: had EPA untuk bahan cemar. Plumbum: 15 µg/L (15 ppb) tahap tindakan. Arsenik: 10 µg/L (10 ppb) maksimum. Nitrat: 10 mg/L (10 ppm) maksimum. Kritikal untuk kesihatan awam.

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

Ujian darah dalam g/dL atau mg/dL. Glukosa: 70-100 mg/dL normal. Kolesterol: <200 mg/dL yang diingini. Hemoglobin: 12-16 g/dL. Diagnosis perubatan bergantung pada julat kepekatan.

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

Kualiti udara: PM2.5 dalam µg/m³. Pencemaran tanah: mg/kg. Air permukaan: ng/L untuk organik surih. Tahap ppb dan ppt untuk racun perosak, farmaseutikal. Pengesanan ultra-sensitif diperlukan.

• PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
• Racun perosak: ng/L hingga µg/L
• Logam berat: julat µg/L
• Organik surih: ng/L hingga pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Pantas: 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 ×1000 yang mudah

Untuk air: 1 ppm = 1 mg/L. 1% b/v = 10 g/L = 10,000 ppm. 100 ppm = 0.01%. Peratus pantas!

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

C1V1 = C2V2. Untuk mencairkan 10x, isipadu akhir 10x lebih besar. 100 mg/L dicairkan 10x = 10 mg/L. Mudah!

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

Sampel air mempunyai 12 µg/L plumbum. Adakah ia selamat (tahap tindakan EPA: 15 µg/L)?

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

Cairkan 50 mL 200 mg/L kepada 500 mL. Kepekatan akhir?

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

Buat 0.9% salina. Berapa gram NaCl per liter?

0.9% b/v = 0.9 g per 100 mL = 9 g per 1000 mL = 9 g/L. Salina fisiologi!

Air laut mengandungi ~35 g/L garam terlarut (kemasinan 3.5%). Kebanyakannya NaCl, tetapi juga Mg, Ca, K, SO4. Laut Mati: 280 g/L (28%) sangat masin sehingga anda terapung! Tasik Garam Besar: 50-270 g/L bergantung pada paras air.

ppm (bahagian per juta) dipopularkan pada tahun 1950-an untuk pencemaran udara dan kualiti air. Sebelum itu, % atau g/L digunakan. Kini ia adalah standard untuk bahan cemar surih. Mudah difahami: 1 ppm = 1 titis dalam 50 liter!

Glukosa darah puasa: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Itu hanya 0.07-0.1% berat darah! Diabetes didiagnosis pada >126 mg/dL. Perubahan kecil adalah penting—pengawalan ketat oleh insulin/glukagon.

Klorin kolam renang: 1-3 mg/L (ppm) untuk sanitasi. Lebih tinggi = mata pedih. Lebih rendah = pertumbuhan bakteria. Tab mandi panas: 3-5 ppm (lebih panas = lebih banyak bakteria). Kepekatan kecil, kesan besar!

Lembut: <60 mg/L CaCO3. Sederhana: 60-120. Keras: 120-180. Sangat keras: >180 mg/L. Air keras menyebabkan pembentukan kerak, menggunakan lebih banyak sabun. Air lembut lebih baik untuk mencuci, tetapi boleh menghakis paip!

Tahap tindakan plumbum EPA: 15 µg/L (15 ppb) dalam air minuman. Diturunkan daripada 50 ppb pada tahun 1991. Tiada tahap plumbum yang selamat! Krisis Flint, Michigan: tahap mencapai 4000 ppb dalam kes-kes terburuk. Tragis.

Bau Busuk Besar London pada tahun 1858—apabila bau kumbahan Sungai Thames menutup Parlimen—mencetuskan kajian kualiti air sistematik yang pertama. Bandar-bandar mula melakukan ujian kimia kasar untuk pencemaran.

Kaedah awal adalah kualitatif atau separa kuantitatif: warna, bau, dan ujian pemendakan kasar. Revolusi teori kuman (Pasteur, Koch) mendorong permintaan untuk piawaian air yang lebih baik.

• 1858: Bau Busuk Besar memaksa London membina pembetung moden
• 1890-an: Ujian kimia pertama untuk keliatan, kealkalian, dan klorida
• Unit: butir per gelen (gpg), bahagian per 10,000

Pengklorinan air (loji pertama AS: Jersey City, 1914) memerlukan dos yang tepat—terlalu sedikit gagal membasmi kuman, terlalu banyak adalah toksik. Ini mendorong penggunaan mg/L (bahagian per juta) sebagai unit standard.

Spektrofotometri dan kaedah titrimetrik membolehkan pengukuran kepekatan yang tepat. Agensi kesihatan awam menetapkan had air minuman dalam mg/L.

• 1914: Klorin didos pada 0.5-2 mg/L untuk pembasmian kuman
• 1925: Perkhidmatan Kesihatan Awam AS menetapkan piawaian air pertama
• mg/L dan ppm menjadi boleh ditukar ganti untuk larutan akueus cair

Silent Spring (1962) dan krisis alam sekitar (kebakaran Sungai Cuyahoga, Love Canal) mendorong peraturan racun perosak, logam berat, dan bahan pencemar industri pada tahap µg/L (ppb).

Spektroskopi penyerapan atom (AAS) dan kromatografi gas (GC) membolehkan pengesanan di bawah 1 µg/L. Akta Air Minuman Selamat EPA (1974) mengamanahkan Tahap Bahan Cemar Maksimum (MCL) dalam µg/L.

• 1974: Akta Air Minuman Selamat mewujudkan piawaian MCL kebangsaan
• 1986: Larangan plumbum; tahap tindakan ditetapkan pada 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Had arsenik diturunkan dari 50 ke 10 µg/L

Instrumen LC-MS/MS dan ICP-MS moden mengesan farmaseutikal, PFAS, dan pengganggu endokrin pada tahap ng/L (ppt) dan bahkan pg/L (ppq).

Krisis air Flint (2014-2016) mendedahkan kegagalan: plumbum mencapai 4000 ppb (267× had EPA). WHO dan EPA sentiasa mengemas kini garis panduan apabila kepekaan analitikal bertambah baik.

• 2000-an: PFAS 'bahan kimia selamanya' dikesan pada tahap ng/L
• 2011: WHO mengemas kini garis panduan untuk >100 bahan cemar
• 2020-an: Pengesanan rutin pada pg/L; cabaran baru dalam mikroplastik, nanomaterial

Untuk larutan akueus cair (seperti air minuman), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Ini menganggap ketumpatan larutan = 1 kg/L (seperti air tulen). Untuk pelarut lain atau larutan pekat, ppm dan mg/L berbeza kerana ketumpatan ≠ 1. ppm ialah nisbah jisim/jisim atau isipadu/isipadu; mg/L ialah jisim/isipadu. Sentiasa gunakan mg/L untuk ketepatan!

g/L (kepekatan jisim) dan mol/L (kepekatan molar) adalah kuantiti yang berbeza. Penukaran 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 berbeza). Perlu tahu bahan tersebut!

%b/v = peratus berat/isipadu = gram per 100 mL. 10% b/v = 10 g per 100 mL = 100 g per 1000 mL = 100 g/L. Penukaran langsung! Berbeza daripada %b/b (berat/berat, memerlukan ketumpatan) dan %v/v (isipadu/isipadu, memerlukan kedua-dua ketumpatan). Sentiasa nyatakan % yang anda maksudkan!

Gunakan C1V1 = C2V2. C1 = kepekatan awal, V1 = isipadu awal, C2 = kepekatan akhir, V2 = isipadu akhir. Contoh: cairkan 100 mg/L sebanyak 10x. C2 = 10 mg/L. Perlu V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Tambah 90 mL pelarut kepada 10 mL pekat.

Keliatan air berasal dari ion Ca2+ dan Mg2+, tetapi berat atom yang berbeza menyukarkan perbandingan langsung. Penukaran kepada setara CaCO3 menyediakan skala standard. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L sebagai CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L sebagai CaCO3. Perbandingan yang adil walaupun ion sebenar berbeza!

Bergantung pada konteks. Kualiti air: julat µg/L (ppb) hingga ng/L (ppt). Alam Sekitar: ng/L hingga pg/L. Klinikal: selalunya ng/mL hingga µg/mL. 'Surih' secara amnya bermaksud <1 mg/L. Ultra-surih: <1 µg/L. Instrumen moden mengesan femtogram (fg) dalam penyelidikan!