A concentração mede a quantidade de soluto dissolvida numa solução. Concentração de massa = massa de soluto ÷ volume da solução. 100 mg de sal em 1 L de água = 100 mg/L de concentração. Valores mais altos = solução mais forte.

• Concentração = massa/volume
• g/L = gramas por litro (base)
• mg/L = miligramas por litro
• Número maior = mais soluto

Concentração de massa: massa de soluto por volume. Unidades: g/L, mg/L, µg/L. Direta e sem ambiguidade. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Utilizada na qualidade da água, química clínica, monitorização ambiental.

• g/L = gramas por litro
• mg/L = miligramas por litro
• µg/L = microgramas por litro
• Medição direta, sem ambiguidade

ppm (partes por milhão) ≈ mg/L para água. ppb (partes por bilião) ≈ µg/L. Percentagem m/v: 10% = 100 g/L. Fácil de entender, mas dependente do contexto. Comum em testes de qualidade da água.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (água)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (água)
• 10% m/v = 100 g/L
• Contexto: soluções aquosas

Unidades padrão: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Claras e sem ambiguidade. Cada prefixo = escala ×1000. Universal em química, ciências ambientais, testes clínicos.

• g/L = unidade base
• mg/L = miligramas por litro
• µg/L = microgramas por litro
• ng/L, pg/L para análise de vestígios

ppm, ppb, ppt são comumente usados. Para soluções aquosas diluídas: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. A EPA usa mg/L e µg/L para padrões. A OMS usa ppm por simplicidade.

• ppm = partes por milhão
• ppb = partes por bilião
• Válido para soluções aquosas diluídas
• Padrões da EPA em mg/L, µg/L

Expressa como equivalente de CaCO₃. Unidades: gpg (grãos por galão), °fH (francês), °dH (alemão), °e (inglês). Todas se convertem para mg/L como CaCO₃. Padrão para tratamento de água.

• gpg: dureza da água nos EUA
• °fH: graus franceses
• °dH: graus alemães
• Todos como equivalente de CaCO₃

Concentração = massa/volume. C = m/V. Unidades: g/L = kg/m³. Conversão: multiplicar por 1000 para mg/L, por 1.000.000 para µg/L. ppm ≈ mg/L para água (densidade ≈ 1 kg/L).

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

Fórmula de diluição: C1V1 = C2V2. Concentração inicial x volume = concentração final x volume. 10 mL de 100 mg/L diluídos para 100 mL = 10 mg/L. Conservação da massa.

• C1V1 = C2V2 (diluição)
• Massa conservada na diluição
• Exemplo: 10x100 = 1x1000
• Útil para preparação em laboratório

Solubilidade = concentração máxima. Dependente da temperatura. NaCl: 360 g/L a 20°C. Açúcar: 2000 g/L a 20°C. Exceder a solubilidade → precipitação.

• Solubilidade = concentração máxima
• Dependente da temperatura
• Supersaturação possível
• Exceder → precipitar

Padrões de água potável: limites da EPA para contaminantes. Chumbo: 15 µg/L (15 ppb) nível de ação. Arsénico: 10 µg/L (10 ppb) máximo. Nitrato: 10 mg/L (10 ppm) máximo. Crítico para a saúde pública.

• Chumbo: <15 µg/L (EPA)
• Arsénico: <10 µg/L (OMS)
• Nitrato: <10 mg/L
• Cloro: 0,2-2 mg/L (tratamento)

Análises de sangue em g/dL ou mg/dL. Glicose: 70-100 mg/dL normal. Colesterol: <200 mg/dL desejável. Hemoglobina: 12-16 g/dL. O diagnóstico médico depende de faixas de concentração.

• Glicose: 70-100 mg/dL
• Colesterol: <200 mg/dL
• Hemoglobina: 12-16 g/dL
• Unidades: g/dL, mg/dL comuns

Qualidade do ar: PM2.5 em µg/m³. Contaminação do solo: mg/kg. Água superficial: ng/L para orgânicos vestigiais. Níveis de ppb e ppt para pesticidas, produtos farmacêuticos. Deteção ultrassensível necessária.

• PM2.5: <12 µg/m³ (OMS)
• Pesticidas: ng/L a µg/L
• Metais pesados: faixa de µg/L
• Orgânicos vestigiais: ng/L a pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Rápido: cada prefixo = escala ×1000. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Passos simples de ×1000

Para água: 1 ppm = 1 mg/L. 1% m/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0,01%. Percentagem rápida!

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

C1V1 = C2V2. Para diluir 10x, o volume final é 10x maior. 100 mg/L diluídos 10x = 10 mg/L. Fácil!

• C1V1 = C2V2
• Diluir 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Exemplo: 100 mg/L para 10 mg/L

Amostra de água tem 12 µg/L de chumbo. É segura (nível de ação da EPA: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Sim, abaixo do nível de ação da EPA. Também expresso como 12 ppb < 15 ppb. Seguro!

Diluir 50 mL de 200 mg/L para 500 mL. Concentração final?

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

Fazer solução salina a 0,9%. Quantos gramas de NaCl por litro?

0,9% m/v = 0,9 g por 100 mL = 9 g por 1000 mL = 9 g/L. Soro fisiológico!

A água do mar contém ~35 g/L de sais dissolvidos (salinidade de 3,5%). Principalmente NaCl, mas também Mg, Ca, K, SO4. Mar Morto: 280 g/L (28%) tão salgado que se flutua! Grande Lago Salgado: 50-270 g/L dependendo do nível da água.

ppm (partes por milhão) foi popularizado na década de 1950 para poluição do ar e qualidade da água. Antes disso, usava-se % ou g/L. Agora é padrão para contaminantes vestigiais. Fácil de entender: 1 ppm = 1 gota em 50 litros!

Glicose no sangue em jejum: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Isso é apenas 0,07-0,1% do peso do sangue! A diabetes é diagnosticada em >126 mg/dL. Pequenas mudanças importam—regulação rigorosa por insulina/glucagon.

Cloro de piscina: 1-3 mg/L (ppm) para saneamento. Mais alto = ardor nos olhos. Mais baixo = crescimento de bactérias. Banheiras de hidromassagem: 3-5 ppm (mais quente = mais bactérias). Pequena concentração, grande efeito!

Macia: <60 mg/L CaCO3. Moderada: 60-120. Dura: 120-180. Muito dura: >180 mg/L. Água dura causa acumulação de calcário, usa mais sabão. Água macia é melhor para lavar, mas pode corroer canos!

Nível de ação para chumbo da EPA: 15 µg/L (15 ppb) na água potável. Reduzido de 50 ppb em 1991. Não há nível seguro de chumbo! Crise de Flint, Michigan: os níveis atingiram 4000 ppb nos piores casos. Trágico.

O Grande Fedor de Londres em 1858—quando os odores de esgoto do Tamisa fecharam o Parlamento—catalisou os primeiros estudos sistemáticos de qualidade da água. As cidades começaram testes químicos rudimentares para contaminação.

Os primeiros métodos eram qualitativos ou semiquantitativos: cor, cheiro e testes de precipitação aproximados. A revolução da teoria dos germes (Pasteur, Koch) impulsionou a demanda por melhores padrões de água.

• 1858: O Grande Fedor força Londres a construir esgotos modernos
• 1890: Primeiros testes químicos para dureza, alcalinidade e cloreto
• Unidades: grãos por galão (gpg), partes por 10.000

A cloração da água (primeira central dos EUA: Jersey City, 1914) exigia dosagem precisa—muito pouco não desinfetava, muito era tóxico. Isto impulsionou a adoção de mg/L (partes por milhão) como a unidade padrão.

A espectrofotometria e os métodos titrimétricos permitiram a medição precisa da concentração. As agências de saúde pública estabeleceram limites para a água potável em mg/L.

• 1914: Cloro doseado a 0,5-2 mg/L para desinfeção
• 1925: O Serviço de Saúde Pública dos EUA estabelece os primeiros padrões de água
• mg/L e ppm tornam-se intercambiáveis para soluções aquosas diluídas

Primavera Silenciosa (1962) e crises ambientais (incêndio no rio Cuyahoga, Love Canal) estimularam a regulamentação de pesticidas, metais pesados e poluentes industriais em níveis de µg/L (ppb).

A espectroscopia de absorção atómica (AAS) e a cromatografia gasosa (GC) permitiram a deteção abaixo de 1 µg/L. A Lei da Água Potável Segura da EPA (1974) determinou Níveis Máximos de Contaminantes (LMPs) em µg/L.

• 1974: A Lei da Água Potável Segura cria padrões nacionais de LMP
• 1986: Proibição do chumbo; nível de ação estabelecido em 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Limite de arsénico reduzido de 50 para 10 µg/L

Instrumentos modernos de LC-MS/MS e ICP-MS detetam produtos farmacêuticos, PFAS e disruptores endócrinos em níveis de ng/L (ppt) e até pg/L (ppq).

A crise da água de Flint (2014-2016) expôs falhas: o chumbo atingiu 4000 ppb (267× o limite da EPA). A OMS e a EPA atualizam continuamente as diretrizes à medida que a sensibilidade analítica melhora.

• 2000: 'Produtos químicos eternos' PFAS detetados em níveis de ng/L
• 2011: OMS atualiza diretrizes para >100 contaminantes
• 2020: Deteção de rotina em pg/L; novos desafios em microplásticos, nanomateriais

Para soluções aquosas diluídas (como água potável), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Isto assume que a densidade da solução = 1 kg/L (como água pura). Para outros solventes ou soluções concentradas, ppm e mg/L diferem porque a densidade ≠ 1. ppm é uma razão massa/massa ou volume/volume; mg/L é massa/volume. Utilize sempre mg/L para precisão!

g/L (concentração de massa) e mol/L (concentração molar) são grandezas diferentes. A conversão requer o peso molecular: mol/L = (g/L) / (PM em g/mol). Exemplo: 58,44 g/L de NaCl = 1 mol/L. Mas 58,44 g/L de glicose = 0,324 mol/L (PM diferente). É preciso conhecer a substância!

%m/v = percentagem massa/volume = gramas por 100 mL. 10% m/v = 10 g por 100 mL = 100 g por 1000 mL = 100 g/L. Conversão direta! Diferente de %m/m (massa/massa, precisa da densidade) e %v/v (volume/volume, precisa de ambas as densidades). Especifique sempre a qual % se refere!

Utilize C1V1 = C2V2. C1 = concentração inicial, V1 = volume inicial, C2 = concentração final, V2 = volume final. Exemplo: diluir 100 mg/L em 10x. C2 = 10 mg/L. Precisa de V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Adicione 90 mL de solvente a 10 mL do concentrado.

A dureza da água vem dos iões Ca2+ e Mg2+, mas os diferentes pesos atómicos dificultam a comparação direta. A conversão para o equivalente de CaCO3 fornece uma escala padrão. 1 mmol/L de Ca2+ = 100 mg/L como CaCO3. 1 mmol/L de Mg2+ = 100 mg/L como CaCO3. Comparação justa apesar dos diferentes iões reais!

Depende do contexto. Qualidade da água: faixa de µg/L (ppb) a ng/L (ppt). Ambiental: ng/L a pg/L. Clínico: frequentemente de ng/mL a µg/mL. 'Vestigial' geralmente significa <1 mg/L. Ultra-vestigial: <1 µg/L. Instrumentos modernos detetam femtogramas (fg) em pesquisa!