Concentrația măsoară cât de mult solut este dizolvat într-o soluție. Concentrația masică = masa de solut ÷ volumul soluției. 100 mg de sare în 1 L de apă = concentrație de 100 mg/L. Valori mai mari = soluție mai puternică.

• Concentrație = masă/volum
• g/L = grame pe litru (bază)
• mg/L = miligrame pe litru
• Număr mai mare = mai mult solut

Concentrația masică: masa de solut pe volum. Unități: g/L, mg/L, µg/L. Directă și neambiguă. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Utilizată în calitatea apei, chimia clinică, monitorizarea mediului.

• g/L = grame pe litru
• mg/L = miligrame pe litru
• µg/L = micrograme pe litru
• Măsurare directă, fără ambiguitate

ppm (părți pe milion) ≈ mg/L pentru apă. ppb (părți pe miliard) ≈ µg/L. Procent w/v: 10% = 100 g/L. Ușor de înțeles, dar dependent de context. Comun în testarea calității apei.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (apă)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (apă)
• 10% w/v = 100 g/L
• Context: soluții apoase

Unități standard: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Clare și neambigue. Fiecare prefix = scară ×1000. Universal în chimie, știința mediului, testare clinică.

• g/L = unitate de bază
• mg/L = miligrame pe litru
• µg/L = micrograme pe litru
• ng/L, pg/L pentru analiza urmelor

ppm, ppb, ppt utilizate frecvent. Pentru soluții apoase diluate: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA utilizează mg/L și µg/L pentru standarde. OMS utilizează ppm pentru simplitate.

• ppm = părți pe milion
• ppb = părți pe miliard
• Valabil pentru soluții apoase diluate
• Standarde EPA în mg/L, µg/L

Exprimată ca echivalent CaCO₃. Unități: gpg (granule pe galon), °fH (francez), °dH (german), °e (englez). Toate se convertesc în mg/L ca CaCO₃. Standard pentru tratarea apei.

• gpg: duritatea apei în SUA
• °fH: grade franceze
• °dH: grade germane
• Toate ca echivalent CaCO₃

Concentrație = masă/volum. C = m/V. Unități: g/L = kg/m³. Conversie: înmulțiți cu 1000 pentru mg/L, cu 1.000.000 pentru µg/L. ppm ≈ mg/L pentru apă (densitate ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (concentrație)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (apă)
• %w/v: masă% = (g/100mL)

Formula diluției: C1V1 = C2V2. Concentrația inițială x volum = concentrația finală x volum. 10 mL de 100 mg/L diluat la 100 mL = 10 mg/L. Conservarea masei.

• C1V1 = C2V2 (diluție)
• Masa conservată în diluție
• Exemplu: 10x100 = 1x1000
• Util pentru prepararea în laborator

Solubilitatea = concentrația maximă. Dependentă de temperatură. NaCl: 360 g/L la 20°C. Zahăr: 2000 g/L la 20°C. Depășirea solubilității → precipitare.

• Solubilitate = concentrație maximă
• Dependentă de temperatură
• Suprasaturația este posibilă
• Depășirea → precipitat

Standarde pentru apa potabilă: limite EPA pentru contaminanți. Plumb: nivel de acțiune 15 µg/L (15 ppb). Arsenic: maxim 10 µg/L (10 ppb). Nitrat: maxim 10 mg/L (10 ppm). Critic pentru sănătatea publică.

• Plumb: <15 µg/L (EPA)
• Arsenic: <10 µg/L (OMS)
• Nitrat: <10 mg/L
• Clor: 0,2-2 mg/L (tratament)

Teste de sânge în g/dL sau mg/dL. Glucoză: 70-100 mg/dL normal. Colesterol: <200 mg/dL de dorit. Hemoglobină: 12-16 g/dL. Diagnosticul medical se bazează pe intervale de concentrație.

• Glucoză: 70-100 mg/dL
• Colesterol: <200 mg/dL
• Hemoglobină: 12-16 g/dL
• Unități: g/dL, mg/dL comune

Calitatea aerului: PM2.5 în µg/m³. Contaminarea solului: mg/kg. Ape de suprafață: ng/L pentru organice în urme. Niveluri de ppb și ppt pentru pesticide, farmaceutice. Este necesară o detecție ultra-sensibilă.

• PM2.5: <12 µg/m³ (OMS)
• Pesticide: ng/L la µg/L
• Metale grele: interval µg/L
• Organice în urme: ng/L la pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Rapid: fiecare prefix = scară ×1000. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Pași simpli de ×1000

Pentru apă: 1 ppm = 1 mg/L. 1% w/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0,01%. Procentaj rapid!

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

C1V1 = C2V2. Pentru a dilua de 10x, volumul final este de 10x mai mare. 100 mg/L diluat de 10x = 10 mg/L. Ușor!

• C1V1 = C2V2
• Diluare 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Exemplu: 100 mg/L la 10 mg/L

O probă de apă are 12 µg/L de plumb. Este sigură (nivel de acțiune EPA: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Da, sub nivelul de acțiune EPA. De asemenea, exprimat ca 12 ppb < 15 ppb. Sigur!

Diluați 50 mL de 200 mg/L la 500 mL. Concentrația finală?

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

Preparați ser fiziologic 0,9%. Câte grame de NaCl pe litru?

0,9% w/v = 0,9 g la 100 mL = 9 g la 1000 mL = 9 g/L. Ser fiziologic!

Apa de mare conține ~35 g/L de săruri dizolvate (salinitate de 3,5%). Majoritar NaCl, dar și Mg, Ca, K, SO4. Marea Moartă: 280 g/L (28%), atât de sărată încât plutești! Marele Lac Sărat: 50-270 g/L în funcție de nivelul apei.

ppm (părți pe milion) a fost popularizat în anii 1950 pentru poluarea aerului și calitatea apei. Înainte de asta, se folosea % sau g/L. Acum este standard pentru contaminanții în urme. Ușor de înțeles: 1 ppm = 1 picătură în 50 de litri!

Glicemia pe nemâncate: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Asta înseamnă doar 0,07-0,1% din greutatea sângelui! Diabetul este diagnosticat la >126 mg/dL. Schimbările mici contează—reglare strictă de către insulină/glucagon.

Clorul din piscină: 1-3 mg/L (ppm) pentru igienizare. Mai mare = usturime la ochi. Mai mic = creșterea bacteriilor. Jacuzzi: 3-5 ppm (mai cald = mai multe bacterii). Concentrație mică, efect mare!

Apă moale: <60 mg/L CaCO3. Moderată: 60-120. Dură: 120-180. Foarte dură: >180 mg/L. Apa dură provoacă depuneri de calcar, consumă mai mult săpun. Apa moale este mai bună pentru spălat, dar poate coroda țevile!

Nivel de acțiune EPA pentru plumb: 15 µg/L (15 ppb) în apa potabilă. Redus de la 50 ppb în 1991. Nu există un nivel sigur de plumb! Criza din Flint, Michigan: nivelurile au atins 4000 ppb în cele mai grave cazuri. Tragic.

Marea Puturoșenie a Londrei din 1858—când mirosurile de canalizare de pe Tamisa au închis Parlamentul—a catalizat primele studii sistematice ale calității apei. Orașele au început teste chimice rudimentare pentru contaminare.

Metodele timpurii erau calitative sau semi-cantitative: culoare, miros și teste aproximative de precipitare. Revoluția teoriei germenilor (Pasteur, Koch) a stimulat cererea pentru standarde mai bune ale apei.

• 1858: Marea Puturoșenie forțează Londra să construiască canalizări moderne
• Anii 1890: Primele teste chimice pentru duritate, alcalinitate și cloruri
• Unități: granule pe galon (gpg), părți la 10.000

Clorinarea apei (prima uzină din SUA: Jersey City, 1914) a necesitat dozare precisă—prea puțin nu dezinfecta, prea mult era toxic. Acest lucru a condus la adoptarea mg/L (părți pe milion) ca unitate standard.

Spectrofotometria și metodele titrimetrice au permis măsurarea precisă a concentrației. Agențiile de sănătate publică au stabilit limite pentru apa potabilă în mg/L.

• 1914: Clorul dozat la 0,5-2 mg/L pentru dezinfectare
• 1925: Serviciul de Sănătate Publică al SUA stabilește primele standarde pentru apă
• mg/L și ppm devin interschimbabile pentru soluții apoase diluate

„Primăvara Tăcută” (1962) și crizele de mediu (incendiul râului Cuyahoga, Love Canal) au stimulat reglementarea pesticidelor, metalelor grele și poluanților industriali la niveluri de µg/L (ppb).

Spectroscopia de absorbție atomică (AAS) și cromatografia de gaze (GC) au permis detecția sub 1 µg/L. Legea privind Apa Potabilă Sigură a EPA (1974) a impus Niveluri Maxime de Contaminant (MCL) în µg/L.

• 1974: Legea privind Apa Potabilă Sigură creează standarde naționale MCL
• 1986: Interzicerea plumbului; nivel de acțiune stabilit la 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Limita pentru arsenic redusă de la 50 la 10 µg/L

Instrumentele moderne LC-MS/MS și ICP-MS detectează produse farmaceutice, PFAS și perturbatori endocrini la niveluri de ng/L (ppt) și chiar pg/L (ppq).

Criza apei din Flint (2014-2016) a expus eșecuri: plumbul a atins 4000 ppb (de 267 de ori limita EPA). OMS și EPA actualizează continuu ghidurile pe măsură ce sensibilitatea analitică se îmbunătățește.

• Anii 2000: 'Substanțele chimice veșnice' PFAS detectate la niveluri de ng/L
• 2011: OMS actualizează ghidurile pentru >100 de contaminanți
• Anii 2020: Detecție de rutină la pg/L; noi provocări în microplastice, nanomateriale

Pentru soluții apoase diluate (cum ar fi apa potabilă), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Acest lucru presupune că densitatea soluției = 1 kg/L (ca apa pură). Pentru alți solvenți sau soluții concentrate, ppm și mg/L diferă deoarece densitatea ≠ 1. ppm este un raport masă/masă sau volum/volum; mg/L este masă/volum. Folosiți întotdeauna mg/L pentru precizie!

g/L (concentrația masică) și mol/L (concentrația molară) sunt cantități diferite. Conversia necesită greutatea moleculară: mol/L = (g/L) / (MW în g/mol). Exemplu: 58,44 g/L NaCl = 1 mol/L. Dar 58,44 g/L glucoză = 0,324 mol/L (MW diferit). Trebuie să cunoașteți substanța!

%w/v = procent greutate/volum = grame la 100 mL. 10% w/v = 10 g la 100 mL = 100 g la 1000 mL = 100 g/L. Conversie directă! Diferit de %w/w (greutate/greutate, necesită densitate) și %v/v (volum/volum, necesită ambele densități). Specificați întotdeauna la ce % vă referiți!

Folosiți C1V1 = C2V2. C1 = concentrația inițială, V1 = volumul inițial, C2 = concentrația finală, V2 = volumul final. Exemplu: diluați 100 mg/L de 10x. C2 = 10 mg/L. Aveți nevoie de V1 = 10 mL, V2 = 100 mL. Adăugați 90 mL de solvent la 10 mL de concentrat.

Duritatea apei provine de la ionii Ca2+ și Mg2+, dar greutățile atomice diferite fac comparația directă dificilă. Conversia la echivalentul CaCO3 oferă o scară standard. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L ca CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L ca CaCO3. Comparație corectă în ciuda ionilor reali diferiți!

Depinde de context. Calitatea apei: intervalul µg/L (ppb) la ng/L (ppt). Mediu: ng/L la pg/L. Clinic: adesea ng/mL la µg/mL. 'Urmă' înseamnă în general <1 mg/L. Ultra-urmă: <1 µg/L. Instrumentele moderne detectează femtograme (fg) în cercetare!