Koncentracija meri koliko je rastvorene supstance rastvoreno u rastvoru. Masena koncentracija = masa rastvorene supstance ÷ zapremina rastvora. 100 mg soli u 1 L vode = 100 mg/L koncentracije. Veće vrednosti = jači rastvor.

• Koncentracija = masa/zapremina
• g/L = grami po litru (osnovna)
• mg/L = miligrami po litru
• Veći broj = više rastvorene supstance

Masena koncentracija: masa rastvorene supstance po zapremini. Jedinice: g/L, mg/L, µg/L. Direktno i nedvosmisleno. 1 g/L = 1000 mg/L = 1.000.000 µg/L. Koristi se u kvalitetu vode, kliničkoj hemiji, praćenju životne sredine.

• g/L = grami po litru
• mg/L = miligrami po litru
• µg/L = mikrogrami po litru
• Direktno merenje, bez dvosmislenosti

ppm (delova po milionu) ≈ mg/L za vodu. ppb (delova po milijardi) ≈ µg/L. Procenat m/v: 10% = 100 g/L. Lako za razumevanje, ali zavisi od konteksta. Uobičajeno u testiranju kvaliteta vode.

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

Standardne jedinice: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Jasne i nedvosmislene. Svaki prefiks = ×1000 skala. Univerzalno u hemiji, nauci o životnoj sredini, kliničkom testiranju.

• g/L = osnovna jedinica
• mg/L = miligrami po litru
• µg/L = mikrogrami po litru
• ng/L, pg/L za analizu tragova

ppm, ppb, ppt se često koriste. Za razblažene vodene rastvore: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA koristi mg/L i µg/L za standarde. SZO koristi ppm radi jednostavnosti.

• ppm = delova po milionu
• ppb = delova po milijardi
• Važi za razblažene vodene rastvore
• EPA standardi u mg/L, µg/L

Izražava se kao CaCO₃ ekvivalent. Jedinice: gpg (grejna po galonu), °fH (francuski), °dH (nemački), °e (engleski). Sve se konvertuju u mg/L kao CaCO₃. Standard za tretman vode.

• gpg: američka tvrdoća vode
• °fH: francuski stepeni
• °dH: nemački stepeni
• Sve kao CaCO₃ ekvivalent

Koncentracija = masa/zapremina. C = m/V. Jedinice: g/L = kg/m³. Konverzija: pomnožiti sa 1000 za mg/L, sa 1.000.000 za µg/L. ppm ≈ mg/L za vodu (gustina ≈ 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 razblaživanje: C1V1 = C2V2. Početna koncentracija x zapremina = konačna koncentracija x zapremina. 10 ml od 100 mg/L razblaženo do 100 ml = 10 mg/L. Očuvanje mase.

• C1V1 = C2V2 (razblaživanje)
• Masa se čuva pri razblaživanju
• Primer: 10x100 = 1x1000
• Korisno za laboratorijsku pripremu

Rastvorljivost = maksimalna koncentracija. Zavisi od temperature. NaCl: 360 g/L na 20°C. Šećer: 2000 g/L na 20°C. Prekoračenje rastvorljivosti → taloženje.

• Rastvorljivost = maksimalna koncentracija
• Zavisi od temperature
• Moguća je prezasićenost
• Prekoračenje → talog

Standardi za pijaću vodu: EPA granice za zagađivače. Olovo: 15 µg/L (15 ppb) nivo delovanja. Arsen: 10 µg/L (10 ppb) maksimum. Nitrat: 10 mg/L (10 ppm) maksimum. Ključno za javno zdravlje.

• Olovo: <15 µg/L (EPA)
• Arsen: <10 µg/L (SZO)
• Nitrat: <10 mg/L
• Hlor: 0.2-2 mg/L (tretman)

Krvni testovi u g/dL ili mg/dL. Glukoza: 70-100 mg/dL normalno. Holesterol: <200 mg/dL poželjno. Hemoglobin: 12-16 g/dL. Medicinska dijagnoza se oslanja na opsege koncentracija.

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

Kvalitet vazduha: PM2.5 u µg/m³. Zagađenje zemljišta: mg/kg. Površinske vode: ng/L za organske materije u tragovima. Nivoi ppb i ppt za pesticide, farmaceutske proizvode. Potrebna je ultra-osetljiva detekcija.

• PM2.5: <12 µg/m³ (SZO)
• Pesticidi: ng/L do µg/L
• Teški metali: opseg µg/L
• Organske materije u tragovima: ng/L do pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Brzo: svaki prefiks = ×1000 skala. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Jednostavni ×1000 koraci

Za vodu: 1 ppm = 1 mg/L. 1% m/v = 10 g/L = 10.000 ppm. 100 ppm = 0.01%. Brzi procenat!

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

C1V1 = C2V2. Da bi se razblažilo 10x, konačna zapremina je 10x veća. 100 mg/L razblaženo 10x = 10 mg/L. Lako!

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

Uzorak vode ima 12 µg/L olova. Da li je bezbedan (nivo delovanja EPA: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Da, ispod nivoa delovanja EPA. Takođe izraženo kao 12 ppb < 15 ppb. Bezbedno!

Razblažiti 50 ml od 200 mg/L do 500 ml. Konačna koncentracija?

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

Napraviti 0.9% fiziološki rastvor. Koliko grama NaCl po litru?

0.9% m/v = 0.9 g po 100 ml = 9 g po 1000 ml = 9 g/L. Fiziološki rastvor!

Morska voda sadrži ~35 g/L rastvorenih soli (3,5% saliniteta). Uglavnom NaCl, ali i Mg, Ca, K, SO4. Mrtvo more: 280 g/L (28%) toliko slano da plutate! Veliko slano jezero: 50-270 g/L u zavisnosti od nivoa vode.

ppm (delova po milionu) je popularizovan 1950-ih za zagađenje vazduha i kvalitet vode. Pre toga su se koristili % ili g/L. Sada je standard za zagađivače u tragovima. Lako za razumevanje: 1 ppm = 1 kap u 50 litara!

Glukoza u krvi na prazan stomak: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). To je samo 0,07-0,1% težine krvi! Dijabetes se dijagnostikuje na >126 mg/dL. Male promene su važne—stroga regulacija insulinom/glukagonom.

Hlor u bazenu: 1-3 mg/L (ppm) za sanitaciju. Više = peckanje očiju. Niže = rast bakterija. Đakuzi: 3-5 ppm (toplije = više bakterija). Mala koncentracija, veliki efekat!

Meka: <60 mg/L CaCO3. Umerena: 60-120. Tvrda: 120-180. Veoma tvrda: >180 mg/L. Tvrda voda izaziva nakupljanje kamenca, troši više sapuna. Meka voda je bolja za pranje, ali može korodirati cevi!

EPA nivo delovanja za olovo: 15 µg/L (15 ppb) u pijaćoj vodi. Smanjeno sa 50 ppb 1991. godine. Ne postoji bezbedan nivo olova! Kriza u Flintu, Mičigen: nivoi su dostigli 4000 ppb u najgorim slučajevima. Tragično.

Veliki smrad u Londonu 1858. godine—kada su mirisi iz kanalizacije Temze zatvorili Parlament—katalizovao je prve sistematske studije kvaliteta vode. Gradovi su počeli sa grubim hemijskim testovima na zagađenje.

Rane metode su bile kvalitativne ili polukvantitativne: boja, miris i grubi testovi taloženja. Revolucija teorije klica (Paster, Koh) je podstakla potražnju za boljim standardima vode.

• 1858: Veliki smrad primorava London da izgradi moderne kanalizacione sisteme
• 1890-e: Prvi hemijski testovi za tvrdoću, alkalnost i hlorid
• Jedinice: grejna po galonu (gpg), delova na 10.000

Hlorisanje vode (prva američka fabrika: Džersi Siti, 1914) zahtevalo je precizno doziranje—premalo nije dezinfikovalo, previše je bilo toksično. To je dovelo do usvajanja mg/L (delova po milionu) kao standardne jedinice.

Spektrofotometrija i titrimetrijske metode su omogućile precizno merenje koncentracije. Agencije za javno zdravlje su postavile granice za pijaću vodu u mg/L.

• 1914: Hlor se dozira na 0.5-2 mg/L za dezinfekciju
• 1925: Služba za javno zdravlje SAD postavlja prve standarde za vodu
• mg/L i ppm postaju zamenljivi za razblažene vodene rastvore

„Tiho proleće“ (1962) i ekološke krize (požar na reci Kajahoga, Lav kanal) podstakle su regulaciju pesticida, teških metala i industrijskih zagađivača na nivoima µg/L (ppb).

Atomska apsorpciona spektroskopija (AAS) i gasna hromatografija (GC) su omogućile detekciju ispod 1 µg/L. Zakon o bezbednoj pijaćoj vodi EPA (1974) je propisao maksimalne nivoe zagađivača (MCLs) u µg/L.

• 1974: Zakon o bezbednoj pijaćoj vodi stvara nacionalne MCL standarde
• 1986: Zabrana olova; nivo delovanja postavljen na 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Granica za arsen smanjena sa 50 na 10 µg/L

Moderni LC-MS/MS i ICP-MS instrumenti detektuju farmaceutske proizvode, PFAS i endokrine disruptore na nivoima ng/L (ppt) pa čak i pg/L (ppq).

Kriza vode u Flintu (2014-2016) je otkrila neuspehe: olovo je dostiglo 4000 ppb (267× EPA granice). SZO i EPA kontinuirano ažuriraju smernice kako se analitička osetljivost poboljšava.

• 2000-e: PFAS 'večne hemikalije' detektovane na nivoima ng/L
• 2011: SZO ažurira smernice za >100 zagađivača
• 2020-e: Rutinska detekcija na pg/L; novi izazovi u mikroplastici, nanomaterijalima

Za razblažene vodene rastvore (kao što je pijaća voda), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Ovo pretpostavlja da je gustina rastvora = 1 kg/L (kao čista voda). Za druge rastvarače ili koncentrovane rastvore, ppm i mg/L se razlikuju jer gustina ≠ 1. ppm je odnos masa/masa ili zapremina/zapremina; mg/L je masa/zapremina. Za preciznost uvek koristite mg/L!

g/L (masena koncentracija) i mol/L (molarna koncentracija) su različite veličine. Konverzija zahteva molekulsku težinu: mol/L = (g/L) / (MW u g/mol). Primer: 58.44 g/L NaCl = 1 mol/L. Ali 58.44 g/L glukoze = 0.324 mol/L (različita MW). Potrebno je znati supstancu!

%m/v = procenat težina/zapremina = grami po 100 ml. 10% m/v = 10 g po 100 ml = 100 g po 1000 ml = 100 g/L. Direktna konverzija! Razlikuje se od %m/m (težina/težina, potrebna je gustina) i %v/v (zapremina/zapremina, potrebne su obe gustine). Uvek navedite koji % mislite!

Koristite C1V1 = C2V2. C1 = početna koncentracija, V1 = početna zapremina, C2 = konačna koncentracija, V2 = konačna zapremina. Primer: razblažiti 100 mg/L 10x. C2 = 10 mg/L. Potrebno je V1 = 10 ml, V2 = 100 ml. Dodati 90 ml rastvarača u 10 ml koncentrata.

Tvrdoća vode potiče od jona Ca2+ i Mg2+, ali različite atomske težine otežavaju direktno poređenje. Konverzija u CaCO3 ekvivalent pruža standardnu skalu. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L kao CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L kao CaCO3. Pravedno poređenje uprkos različitim stvarnim jonima!

Zavisi od konteksta. Kvalitet vode: opseg od µg/L (ppb) do ng/L (ppt). Životna sredina: od ng/L do pg/L. Klinički: često od ng/mL do µg/mL. 'Trag' generalno znači <1 mg/L. Ultra-trag: <1 µg/L. Moderni instrumenti detektuju femtograme (fg) u istraživanjima!