Concentratie meet hoeveel opgeloste stof is opgelost in een oplossing. Massaconcentratie = massa opgeloste stof ÷ volume van de oplossing. 100 mg zout in 1 L water = 100 mg/L concentratie. Hogere waarden = sterkere oplossing.

• Concentratie = massa/volume
• g/L = gram per liter (basis)
• mg/L = milligram per liter
• Hoger getal = meer opgeloste stof

Massaconcentratie: massa van opgeloste stof per volume. Eenheden: g/L, mg/L, µg/L. Direct en ondubbelzinnig. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Gebruikt in waterkwaliteit, klinische chemie, milieumonitoring.

• g/L = gram per liter
• mg/L = milligram per liter
• µg/L = microgram per liter
• Directe meting, geen dubbelzinnigheid

ppm (delen per miljoen) ≈ mg/L voor water. ppb (delen per miljard) ≈ µg/L. Percentage g/v: 10% = 100 g/L. Makkelijk te begrijpen maar contextafhankelijk. Gebruikelijk bij het testen van de waterkwaliteit.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (water)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (water)
• 10% g/v = 100 g/L
• Context: waterige oplossingen

Standaardeenheden: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Duidelijk en ondubbelzinnig. Elk voorvoegsel = ×1000 schaal. Universeel in scheikunde, milieuwetenschappen, klinische testen.

• g/L = basiseenheid
• mg/L = milligram per liter
• µg/L = microgram per liter
• ng/L, pg/L voor sporenanalyse

ppm, ppb, ppt worden vaak gebruikt. Voor verdunde waterige oplossingen: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA gebruikt mg/L en µg/L voor normen. WHO gebruikt ppm voor eenvoud.

• ppm = delen per miljoen
• ppb = delen per miljard
• Geldig voor verdunde wateroplossingen
• EPA-normen in mg/L, µg/L

Uitgedrukt als CaCO₃-equivalent. Eenheden: gpg (grains per gallon), °fH (Frans), °dH (Duits), °e (Engels). Allemaal om te rekenen naar mg/L als CaCO₃. Standaard voor waterbehandeling.

• gpg: Amerikaanse waterhardheid
• °fH: Franse graden
• °dH: Duitse graden
• Allemaal als CaCO₃-equivalent

Concentratie = massa/volume. C = m/V. Eenheden: g/L = kg/m³. Omrekening: vermenigvuldig met 1000 voor mg/L, met 1.000.000 voor µg/L. ppm ≈ mg/L voor water (dichtheid ≈ 1 kg/L).

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

Verdunningsformule: C1V1 = C2V2. Beginconcentratie x volume = eindconcentratie x volume. 10 ml van 100 mg/L verdund tot 100 ml = 10 mg/L. Behoud van massa.

• C1V1 = C2V2 (verdunning)
• Massa blijft behouden bij verdunning
• Voorbeeld: 10x100 = 1x1000
• Handig voor laboratoriumvoorbereiding

Oplosbaarheid = maximale concentratie. Temperatuurafhankelijk. NaCl: 360 g/L bij 20°C. Suiker: 2000 g/L bij 20°C. Overschrijding van de oplosbaarheid → neerslag.

• Oplosbaarheid = maximale concentratie
• Temperatuurafhankelijk
• Oververzadiging mogelijk
• Overschrijding → neerslag

Drinkwaternormen: EPA-limieten voor verontreinigende stoffen. Lood: 15 µg/L (15 ppb) actieniveau. Arseen: 10 µg/L (10 ppb) maximum. Nitraat: 10 mg/L (10 ppm) maximum. Cruciaal voor de volksgezondheid.

• Lood: <15 µg/L (EPA)
• Arseen: <10 µg/L (WHO)
• Nitraat: <10 mg/L
• Chloor: 0.2-2 mg/L (behandeling)

Bloedtesten in g/dL of mg/dL. Glucose: 70-100 mg/dL normaal. Cholesterol: <200 mg/dL wenselijk. Hemoglobine: 12-16 g/dL. Medische diagnose is gebaseerd op concentratiebereiken.

• Glucose: 70-100 mg/dL
• Cholesterol: <200 mg/dL
• Hemoglobine: 12-16 g/dL
• Eenheden: g/dL, mg/dL gebruikelijk

Luchtkwaliteit: PM2.5 in µg/m³. Bodemverontreiniging: mg/kg. Oppervlaktewater: ng/L voor organische sporen. ppb- en ppt-niveaus voor pesticiden, farmaceutica. Ultrazintuiglijke detectie vereist.

• PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
• Pesticiden: ng/L tot µg/L
• Zware metalen: µg/L-bereik
• Organische sporen: ng/L tot pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Snel: elk voorvoegsel = ×1000 schaal. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Eenvoudige ×1000 stappen

Voor water: 1 ppm = 1 mg/L. 1% g/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0,01%. Snel percentage!

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

C1V1 = C2V2. Om 10x te verdunnen, eindvolume 10x groter. 100 mg/L 10x verdund = 10 mg/L. Makkelijk!

• C1V1 = C2V2
• 10x verdunnen: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Voorbeeld: 100 mg/L naar 10 mg/L

Watermonster heeft 12 µg/L lood. Is het veilig (EPA actieniveau: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Ja, onder het EPA-actieniveau. Ook uitgedrukt als 12 ppb < 15 ppb. Veilig!

Verdun 50 ml van 200 mg/L tot 500 ml. Eindconcentratie?

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

Maak een 0,9% zoutoplossing. Hoeveel gram NaCl per liter?

0,9% g/v = 0,9 g per 100 ml = 9 g per 1000 ml = 9 g/L. Fysiologische zoutoplossing!

Zeewater bevat ~35 g/L opgeloste zouten (3,5% zoutgehalte). Meestal NaCl, maar ook Mg, Ca, K, SO4. Dode Zee: 280 g/L (28%) zo zout dat je drijft! Great Salt Lake: 50-270 g/L afhankelijk van het waterpeil.

ppm (delen per miljoen) werd populair in de jaren '50 voor luchtvervuiling en waterkwaliteit. Daarvoor werd % of g/L gebruikt. Nu is het de standaard voor sporenverontreinigingen. Makkelijk te begrijpen: 1 ppm = 1 druppel in 50 liter!

Nuchtere bloedglucose: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Dat is slechts 0,07-0,1% van het bloedgewicht! Diabetes wordt gediagnosticeerd bij >126 mg/dL. Kleine veranderingen zijn van belang—strikte regulatie door insuline/glucagon.

Zwembadchloor: 1-3 mg/L (ppm) voor sanitaire voorzieningen. Hoger = brandende ogen. Lager = bacteriegroei. Hot tubs: 3-5 ppm (warmer = meer bacteriën). Kleine concentratie, groot effect!

Zacht: <60 mg/L CaCO3. Matig: 60-120. Hard: 120-180. Zeer hard: >180 mg/L. Hard water veroorzaakt kalkaanslag, verbruikt meer zeep. Zacht water is beter voor het wassen, maar kan leidingen aantasten!

EPA actieniveau voor lood: 15 µg/L (15 ppb) in drinkwater. Verlaagd van 50 ppb in 1991. Er is geen veilig niveau van lood! De crisis in Flint, Michigan: niveaus bereikten in de ergste gevallen 4000 ppb. Tragisch.

De Grote Stank van Londen in 1858—toen de geur van rioolwater uit de Theems het Parlement stillegde—was de katalysator voor de eerste systematische studies naar de waterkwaliteit. Steden begonnen met ruwe chemische tests voor verontreiniging.

Vroege methoden waren kwalitatief of semi-kwantitatief: kleur, geur en ruwe neerslagtests. De revolutie van de kiemtheorie (Pasteur, Koch) dreef de vraag naar betere waternormen op.

• 1858: De Grote Stank dwingt Londen om moderne rioleringen te bouwen
• Jaren 1890: Eerste chemische tests voor hardheid, alkaliniteit en chloride
• Eenheden: grains per gallon (gpg), delen per 10.000

Waterchlorering (eerste Amerikaanse installatie: Jersey City, 1914) vereiste precieze dosering—te weinig desinfecteerde niet, te veel was giftig. Dit leidde tot de invoering van mg/L (delen per miljoen) als de standaardeenheid.

Spectrofotometrie en titrimetrische methoden maakten nauwkeurige concentratiemetingen mogelijk. Volksgezondheidsinstanties stelden drinkwaterlimieten vast in mg/L.

• 1914: Chloor gedoseerd op 0,5-2 mg/L voor desinfectie
• 1925: De Amerikaanse volksgezondheidsdienst stelt de eerste waternormen vast
• mg/L en ppm worden uitwisselbaar voor verdunde waterige oplossingen

Silent Spring (1962) en milieucrises (brand in de Cuyahoga-rivier, Love Canal) leidden tot de regulering van pesticiden, zware metalen en industriële verontreinigende stoffen op µg/L (ppb)-niveaus.

Atoomabsorptiespectroscopie (AAS) en gaschromatografie (GC) maakten detectie onder 1 µg/L mogelijk. De Safe Drinking Water Act (1974) van de EPA verplichtte Maximale Contaminant Niveaus (MCL's) in µg/L.

• 1974: De Safe Drinking Water Act creëert nationale MCL-normen
• 1986: Verbod op lood; actieniveau ingesteld op 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Arseenlimiet verlaagd van 50 naar 10 µg/L

Moderne LC-MS/MS- en ICP-MS-instrumenten detecteren farmaceutica, PFAS en hormoonontregelaars op ng/L (ppt)- en zelfs pg/L (ppq)-niveaus.

De watercrisis in Flint (2014-2016) legde tekortkomingen bloot: lood bereikte 4000 ppb (267× de EPA-limiet). De WHO en EPA werken voortdurend richtlijnen bij naarmate de analytische gevoeligheid verbetert.

• Jaren 2000: PFAS 'eeuwige chemicaliën' gedetecteerd op ng/L-niveaus
• 2011: WHO werkt richtlijnen bij voor >100 verontreinigende stoffen
• Jaren 2020: Routinedetectie op pg/L; nieuwe uitdagingen in microplastics, nanomaterialen

Voor verdunde waterige oplossingen (zoals drinkwater) is 1 ppm ≈ 1 mg/L. Dit veronderstelt dat de dichtheid van de oplossing = 1 kg/L is (zoals zuiver water). Voor andere oplosmiddelen of geconcentreerde oplossingen verschillen ppm en mg/L omdat de dichtheid ≠ 1 is. ppm is een massa/massa- of volume/volume-verhouding; mg/L is massa/volume. Gebruik altijd mg/L voor precisie!

g/L (massaconcentratie) en mol/L (molaire concentratie) zijn verschillende grootheden. De omzetting vereist het molecuulgewicht: mol/L = (g/L) / (MW in g/mol). Voorbeeld: 58,44 g/L NaCl = 1 mol/L. Maar 58,44 g/L glucose = 0,324 mol/L (ander MW). Je moet de stof kennen!

%g/v = percentage gewicht/volume = gram per 100 ml. 10% g/v = 10 g per 100 ml = 100 g per 1000 ml = 100 g/L. Directe omzetting! Verschilt van %g/g (gewicht/gewicht, vereist dichtheid) en %v/v (volume/volume, vereist beide dichtheden). Specificeer altijd welk % je bedoelt!

Gebruik C1V1 = C2V2. C1 = beginconcentratie, V1 = beginvolume, C2 = eindconcentratie, V2 = eindvolume. Voorbeeld: verdun 100 mg/L 10x. C2 = 10 mg/L. Nodig: V1 = 10 ml, V2 = 100 ml. Voeg 90 ml oplosmiddel toe aan 10 ml concentraat.

Waterhardheid komt van Ca2+- en Mg2+-ionen, maar verschillende atoomgewichten maken een directe vergelijking moeilijk. De omzetting naar CaCO3-equivalent biedt een standaardschaal. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L als CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L als CaCO3. Een eerlijke vergelijking ondanks de verschillende daadwerkelijke ionen!

Hangt af van de context. Waterkwaliteit: µg/L (ppb) tot ng/L (ppt) bereik. Milieu: ng/L tot pg/L. Klinisch: vaak ng/mL tot µg/mL. 'Spoor' betekent over het algemeen <1 mg/L. Ultra-spoor: <1 µg/L. Moderne instrumenten detecteren femtogrammen (fg) in onderzoek!