Koncentracija meri, koliko topljenca je raztopljenega v raztopini. Masna koncentracija = masa topljenca ÷ volumen raztopine. 100 mg soli v 1 L vode = 100 mg/L koncentracije. Višje vrednosti = močnejša raztopina.

• Koncentracija = masa/volumen
• g/L = grami na liter (osnova)
• mg/L = miligrami na liter
• Višja številka = več topljenca

Masna koncentracija: masa topljenca na volumen. Enote: g/L, mg/L, µg/L. Neposredno in nedvoumno. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Uporablja se pri kakovosti vode, klinični kemiji, okoljskem monitoringu.

• g/L = grami na liter
• mg/L = miligrami na liter
• µg/L = mikrogrami na liter
• Neposredno merjenje, brez dvoumnosti

ppm (delov na milijon) ≈ mg/L za vodo. ppb (delov na milijardo) ≈ µg/L. Odstotek m/v: 10% = 100 g/L. Enostavno za razumevanje, vendar odvisno od konteksta. Pogosto pri testiranju kakovosti vode.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (voda)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (voda)
• 10% m/v = 100 g/L
• Kontekst: vodne raztopine

Standardne enote: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Jasne in nedvoumne. Vsaka predpona = ×1000 lestvica. Univerzalno v kemiji, okoljski znanosti, kliničnem testiranju.

• g/L = osnovna enota
• mg/L = miligrami na liter
• µg/L = mikrogrami na liter
• ng/L, pg/L za sledilno analizo

ppm, ppb, ppt se pogosto uporabljajo. Za razredčene vodne raztopine: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA uporablja mg/L in µg/L za standarde. WHO uporablja ppm za enostavnost.

• ppm = delov na milijon
• ppb = delov na milijardo
• Veljavno za razredčene vodne raztopine
• Standardi EPA v mg/L, µg/L

Izražena kot ekvivalent CaCO₃. Enote: gpg (granov na galono), °fH (francoske), °dH (nemške), °e (angleške). Vse se pretvorijo v mg/L kot CaCO₃. Standard za obdelavo vode.

• gpg: ameriška trdota vode
• °fH: francoske stopinje
• °dH: nemške stopinje
• Vse kot ekvivalent CaCO₃

Koncentracija = masa/volumen. C = m/V. Enote: g/L = kg/m³. Pretvorba: pomnožite s 1000 za mg/L, z 1.000.000 za µg/L. ppm ≈ mg/L za vodo (gostota ≈ 1 kg/L).

• C = m/V (koncentracija)
• 1 g/L = 1000 mg/L
• 1 mg/L ≈ 1 ppm (voda)
• %m/v: masa% = (g/100mL)

Formula za redčenje: C1V1 = C2V2. Začetna koncentracija x volumen = končna koncentracija x volumen. 10 ml 100 mg/L razredčeno na 100 ml = 10 mg/L. Ohranjanje mase.

• C1V1 = C2V2 (redčenje)
• Masa se ohrani pri redčenju
• Primer: 10x100 = 1x1000
• Uporabno za laboratorijsko pripravo

Topnost = največja koncentracija. Odvisna od temperature. NaCl: 360 g/L pri 20°C. Sladkor: 2000 g/L pri 20°C. Preseganje topnosti → obarjanje.

• Topnost = največja koncentracija
• Odvisna od temperature
• Možna je prenasičenost
• Preseganje → oborina

Standardi za pitno vodo: omejitve EPA za onesnaževala. Svinec: 15 µg/L (15 ppb) ukrepni nivo. Arzen: 10 µg/L (10 ppb) največ. Nitrat: 10 mg/L (10 ppm) največ. Ključno za javno zdravje.

• Svinec: <15 µg/L (EPA)
• Arzen: <10 µg/L (WHO)
• Nitrat: <10 mg/L
• Klor: 0.2-2 mg/L (obdelava)

Krvni testi v g/dL ali mg/dL. Glukoza: 70-100 mg/dL normalno. Holesterol: <200 mg/dL zaželeno. Hemoglobin: 12-16 g/dL. Medicinska diagnoza se zanaša na območja koncentracij.

• Glukoza: 70-100 mg/dL
• Holesterol: <200 mg/dL
• Hemoglobin: 12-16 g/dL
• Enote: g/dL, mg/dL pogoste

Kakovost zraka: PM2.5 v µg/m³. Onesnaženje tal: mg/kg. Površinske vode: ng/L za organske snovi v sledeh. Ravni ppb in ppt za pesticide, farmacevtske izdelke. Potrebna je ultra-občutljiva detekcija.

• PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
• Pesticidi: ng/L do µg/L
• Težke kovine: območje µg/L
• Organske snovi v sledeh: ng/L do pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Hitro: vsaka predpona = ×1000 lestvica. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Enostavni ×1000 koraki

Za vodo: 1 ppm = 1 mg/L. 1% m/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0.01%. Hiter odstotek!

• 1 ppm = 1 mg/L (voda)
• 1% = 10.000 ppm
• 0.1% = 1.000 ppm
• 0.01% = 100 ppm

C1V1 = C2V2. Za 10x redčenje je končni volumen 10x večji. 100 mg/L razredčeno 10x = 10 mg/L. Enostavno!

• C1V1 = C2V2
• Razredčiti 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Primer: 100 mg/L do 10 mg/L

Vzorec vode vsebuje 12 µg/L svinca. Je varno (ukrepni nivo EPA: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Da, pod ukrepnim nivojem EPA. Izraženo tudi kot 12 ppb < 15 ppb. Varno!

Razredčite 50 ml 200 mg/L na 500 ml. Končna koncentracija?

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

Naredite 0,9% fiziološko raztopino. Koliko gramov NaCl na liter?

0,9% m/v = 0,9 g na 100 ml = 9 g na 1000 ml = 9 g/L. Fiziološka raztopina!

Morska voda vsebuje ~35 g/L raztopljenih soli (3,5% slanosti). Večinoma NaCl, pa tudi Mg, Ca, K, SO4. Mrtvo morje: 280 g/L (28%), tako slano, da lebdite! Veliko slano jezero: 50-270 g/L, odvisno od nivoja vode.

ppm (delov na milijon) je postalo popularno v 1950-ih za onesnaženje zraka in kakovost vode. Pred tem so uporabljali % ali g/L. Zdaj je standard za sledilne onesnaževalce. Enostavno za razumevanje: 1 ppm = 1 kapljica v 50 litrih!

Glukoza v krvi na tešče: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). To je le 0,07-0,1% teže krvi! Sladkorna bolezen se diagnosticira pri >126 mg/dL. Majhne spremembe so pomembne—stroga regulacija z inzulinom/glukagonom.

Klor v bazenu: 1-3 mg/L (ppm) za sanitacijo. Višje = pekoče oči. Nižje = rast bakterij. Vroče kopeli: 3-5 ppm (toplejše = več bakterij). Majhna koncentracija, velik učinek!

Mehka: <60 mg/L CaCO3. Zmerna: 60-120. Trda: 120-180. Zelo trda: >180 mg/L. Trda voda povzroča vodni kamen, porabi več mila. Mehka voda je boljša za pranje, vendar lahko korodira cevi!

Ukrepni nivo EPA za svinec: 15 µg/L (15 ppb) v pitni vodi. Znižan s 50 ppb leta 1991. Ni varnega nivoja svinca! Kriza v Flintu, Michigan: nivoji so dosegli 4000 ppb v najhujših primerih. Tragično.

Veliki smrad v Londonu leta 1858—ko so vonjave iz kanalizacije Temze zaprle Parlament—je sprožil prve sistematične študije kakovosti vode. Mesta so začela z grobimi kemičnimi testi za onesnaženje.

Zgodnje metode so bile kvalitativne ali pol-kvantitativne: barva, vonj in grobi testi obarjanja. Revolucija teorije o klicah (Pasteur, Koch) je spodbudila povpraševanje po boljših standardih vode.

• 1858: Veliki smrad prisili London v izgradnjo sodobnih kanalizacij
• 1890-ta: Prvi kemični testi za trdoto, alkalnost in klorid
• Enote: granov na galono (gpg), delov na 10.000

Kloriranje vode (prva ameriška naprava: Jersey City, 1914) je zahtevalo natančno doziranje—premalo ni dezinficiralo, preveč je bilo strupeno. To je spodbudilo sprejetje mg/L (delov na milijon) kot standardne enote.

Spektrofotometrija in titrimetrične metode so omogočile natančno merjenje koncentracije. Agencije za javno zdravje so določile omejitve za pitno vodo v mg/L.

• 1914: Klor se dozira pri 0,5-2 mg/L za dezinfekcijo
• 1925: Ameriška služba za javno zdravje postavi prve standarde za vodo
• mg/L in ppm postaneta zamenljiva za razredčene vodne raztopine

Tiha pomlad (1962) in okoljske krize (požar reke Cuyahoga, Love Canal) so spodbudile regulacijo pesticidov, težkih kovin in industrijskih onesnaževal na ravneh µg/L (ppb).

Atomska absorpcijska spektroskopija (AAS) in plinska kromatografija (GC) sta omogočili detekcijo pod 1 µg/L. Zakon o varni pitni vodi EPA (1974) je predpisal največje dovoljene koncentracije (MCL) v µg/L.

• 1974: Zakon o varni pitni vodi ustvari nacionalne standarde MCL
• 1986: Prepoved svinca; ukrepni nivo določen na 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Omejitev za arzen znižana s 50 na 10 µg/L

Sodobni instrumenti LC-MS/MS in ICP-MS zaznavajo farmacevtske izdelke, PFAS in endokrine motilce na ravneh ng/L (ppt) in celo pg/L (ppq).

Voda v Flintu (2014-2016) je razkrila napake: svinec je dosegel 4000 ppb (267× omejitve EPA). WHO in EPA nenehno posodabljata smernice, ko se analitična občutljivost izboljšuje.

• 2000-ta: PFAS 'večne kemikalije' zaznane na ravneh ng/L
• 2011: WHO posodobi smernice za >100 onesnaževalcev
• 2020-ta: Rutinska detekcija na pg/L; novi izzivi pri mikroplastiki, nanomaterialih

Za razredčene vodne raztopine (kot je pitna voda), je 1 ppm ≈ 1 mg/L. To predpostavlja, da je gostota raztopine = 1 kg/L (kot čista voda). Za druge topila ali koncentrirane raztopine se ppm in mg/L razlikujeta, ker gostota ≠ 1. ppm je razmerje masa/masa ali volumen/volumen; mg/L je masa/volumen. Za natančnost vedno uporabljajte mg/L!

g/L (masna koncentracija) in mol/L (molarna koncentracija) sta različni količini. Pretvorba zahteva molekulsko maso: mol/L = (g/L) / (MM v g/mol). Primer: 58,44 g/L NaCl = 1 mol/L. Ampak 58,44 g/L glukoze = 0,324 mol/L (različna MM). Vedeti morate snov!

%m/v = odstotek teža/volumen = grami na 100 ml. 10% m/v = 10 g na 100 ml = 100 g na 1000 ml = 100 g/L. Neposredna pretvorba! Razlikuje se od %m/m (teža/teža, potrebna je gostota) in %v/v (volumen/volumen, potrebni sta obe gostoti). Vedno navedite, kateri % mislite!

Uporabite C1V1 = C2V2. C1 = začetna koncentracija, V1 = začetni volumen, C2 = končna koncentracija, V2 = končni volumen. Primer: razredčite 100 mg/L 10x. C2 = 10 mg/L. Potrebujete V1 = 10 ml, V2 = 100 ml. Dodajte 90 ml topila k 10 ml koncentrata.

Trdota vode izvira iz ionov Ca2+ in Mg2+, vendar različne atomske teže otežujejo neposredno primerjavo. Pretvorba v ekvivalent CaCO3 zagotavlja standardno lestvico. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L kot CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L kot CaCO3. Pravična primerjava kljub različnim dejanskim ionom!

Odvisno od konteksta. Kakovost vode: območje od µg/L (ppb) do ng/L (ppt). Okolje: od ng/L do pg/L. Klinično: pogosto od ng/mL do µg/mL. 'Sled' na splošno pomeni <1 mg/L. Ultra-sled: <1 µg/L. Sodobni instrumenti v raziskavah zaznajo femtograme (fg)!