Koncentration mäter hur mycket löst ämne som är upplöst i en lösning. Masskoncentration = massa av löst ämne ÷ volym av lösning. 100 mg salt i 1 L vatten = 100 mg/L koncentration. Högre värden = starkare lösning.

• Koncentration = massa/volym
• g/L = gram per liter (bas)
• mg/L = milligram per liter
• Högre siffra = mer löst ämne

Masskoncentration: massa av löst ämne per volym. Enheter: g/L, mg/L, µg/L. Direkt och entydig. 1 g/L = 1000 mg/L = 1 000 000 µg/L. Används inom vattenkvalitet, klinisk kemi, miljöövervakning.

• g/L = gram per liter
• mg/L = milligram per liter
• µg/L = mikrogram per liter
• Direkt mätning, ingen tvetydighet

ppm (delar per miljon) ≈ mg/L för vatten. ppb (delar per miljard) ≈ µg/L. Procent w/v: 10% = 100 g/L. Lätt att förstå men kontextberoende. Vanligt vid testning av vattenkvalitet.

• 1 ppm ≈ 1 mg/L (vatten)
• 1 ppb ≈ 1 µg/L (vatten)
• 10% w/v = 100 g/L
• Kontext: vattenlösningar

Standardenheter: g/L, mg/L, µg/L, ng/L. Tydliga och entydiga. Varje prefix = ×1000 skala. Universell inom kemi, miljövetenskap, klinisk testning.

• g/L = basenhet
• mg/L = milligram per liter
• µg/L = mikrogram per liter
• ng/L, pg/L för spåranalys

ppm, ppb, ppt används ofta. För utspädda vattenlösningar: 1 ppm ≈ 1 mg/L, 1 ppb ≈ 1 µg/L. EPA använder mg/L och µg/L för standarder. WHO använder ppm för enkelhetens skull.

• ppm = delar per miljon
• ppb = delar per miljard
• Giltig för utspädda vattenlösningar
• EPA-standarder i mg/L, µg/L

Uttrycks som CaCO₃-ekvivalent. Enheter: gpg (grains per gallon), °fH (franska), °dH (tyska), °e (engelska). Alla omvandlas till mg/L som CaCO₃. Standard för vattenbehandling.

• gpg: amerikansk vattenhårdhet
• °fH: franska grader
• °dH: tyska grader
• Alla som CaCO₃-ekvivalent

Koncentration = massa/volym. C = m/V. Enheter: g/L = kg/m³. Omvandling: multiplicera med 1000 för mg/L, med 1 000 000 för µg/L. ppm ≈ mg/L för vatten (densitet ≈ 1 kg/L).

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

Spädningsformel: C1V1 = C2V2. Initial koncentration x volym = slutlig koncentration x volym. 10 ml av 100 mg/L spädd till 100 ml = 10 mg/L. Masskonservering.

• C1V1 = C2V2 (spädning)
• Massa konserveras vid spädning
• Exempel: 10x100 = 1x1000
• Användbar för laboratorieberedning

Löslighet = maximal koncentration. Temperaturberoende. NaCl: 360 g/L vid 20°C. Socker: 2000 g/L vid 20°C. Överskridande av löslighet → fällning.

• Löslighet = max koncentration
• Temperaturberoende
• Övermättnad möjlig
• Överskridande → fällning

Dricksvattenstandarder: EPA-gränser för föroreningar. Bly: 15 µg/L (15 ppb) åtgärdsnivå. Arsenik: 10 µg/L (10 ppb) maximum. Nitrat: 10 mg/L (10 ppm) maximum. Avgörande för folkhälsan.

• Bly: <15 µg/L (EPA)
• Arsenik: <10 µg/L (WHO)
• Nitrat: <10 mg/L
• Klor: 0.2-2 mg/L (behandling)

Blodprov i g/dL eller mg/dL. Glukos: 70-100 mg/dL normalt. Kolesterol: <200 mg/dL önskvärt. Hemoglobin: 12-16 g/dL. Medicinsk diagnos förlitar sig på koncentrationsintervall.

• Glukos: 70-100 mg/dL
• Kolesterol: <200 mg/dL
• Hemoglobin: 12-16 g/dL
• Enheter: g/dL, mg/dL vanliga

Luftkvalitet: PM2.5 i µg/m³. Markförorening: mg/kg. Ytvatten: ng/L för spår av organiska ämnen. ppb- och ppt-nivåer för bekämpningsmedel, läkemedel. Ultrakänslig detektering krävs.

• PM2.5: <12 µg/m³ (WHO)
• Bekämpningsmedel: ng/L till µg/L
• Tungmetaller: µg/L-intervall
• Spår av organiska ämnen: ng/L till pg/L

g/L × 1000 = mg/L. mg/L × 1000 = µg/L. Snabbt: varje prefix = ×1000 skala. 5 mg/L = 5000 µg/L.

• g/L → mg/L: ×1000
• mg/L → µg/L: ×1000
• µg/L → ng/L: ×1000
• Enkla ×1000 steg

För vatten: 1 ppm = 1 mg/L. 1% w/v = 10 g/L = 10 000 ppm. 100 ppm = 0.01%. Snabb procent!

• 1 ppm = 1 mg/L (vatten)
• 1% = 10 000 ppm
• 0.1% = 1 000 ppm
• 0.01% = 100 ppm

C1V1 = C2V2. För att späda 10x, slutlig volym 10x större. 100 mg/L spädd 10x = 10 mg/L. Enkelt!

• C1V1 = C2V2
• Späd 10x: V2 = 10V1
• C2 = C1/10
• Exempel: 100 mg/L till 10 mg/L

Vattenprov har 12 µg/L bly. Är det säkert (EPA:s åtgärdsnivå: 15 µg/L)?

12 µg/L < 15 µg/L. Ja, under EPA:s åtgärdsnivå. Uttrycks också som 12 ppb < 15 ppb. Säkert!

Späd 50 ml av 200 mg/L till 500 ml. Slutlig koncentration?

C1V1 = C2V2. (200)(50) = C2(500). C2 = 10 000/500 = 20 mg/L. 10x spädning!

Gör 0.9% saltlösning. Hur många gram NaCl per liter?

0.9% w/v = 0.9 g per 100 ml = 9 g per 1000 ml = 9 g/L. Fysiologisk saltlösning!

Havsvatten innehåller ~35 g/L lösta salter (3.5% salthalt). Mestadels NaCl, men även Mg, Ca, K, SO4. Döda havet: 280 g/L (28%) så salt att du flyter! Stora Saltsjön: 50-270 g/L beroende på vattennivå.

ppm (delar per miljon) populariserades på 1950-talet för luftföroreningar och vattenkvalitet. Före det användes % eller g/L. Nu standard för spårföroreningar. Lätt att förstå: 1 ppm = 1 droppe i 50 liter!

Fasteblodsocker: 70-100 mg/dL (700-1000 mg/L). Det är bara 0.07-0.1% av blodets vikt! Diabetes diagnostiseras vid >126 mg/dL. Små förändringar spelar roll—strikt reglering av insulin/glukagon.

Poolklor: 1-3 mg/L (ppm) för sanering. Högre = svidande ögon. Lägre = bakterietillväxt. Bubbelpooler: 3-5 ppm (varmare = mer bakterier). Liten koncentration, stor effekt!

Mjukt: <60 mg/L CaCO3. Medelhårt: 60-120. Hårt: 120-180. Mycket hårt: >180 mg/L. Hårt vatten orsakar kalkavlagringar, använder mer tvål. Mjukt vatten är bättre för tvätt, men kan korrodera rör!

EPA:s åtgärdsnivå för bly: 15 µg/L (15 ppb) i dricksvatten. Sänktes från 50 ppb 1991. Det finns ingen säker nivå av bly! Flint, Michigan-krisen: nivåerna nådde 4000 ppb i de värsta fallen. Tragiskt.

Den stora stanken i London 1858—när lukten från avloppsvatten i Themsen stängde parlamentet—katalyserade de första systematiska studierna av vattenkvalitet. Städer började med grova kemiska tester för föroreningar.

Tidiga metoder var kvalitativa eller semi-kvantitativa: färg, lukt och grova fällningstester. Bakterieteorins revolution (Pasteur, Koch) drev på efterfrågan på bättre vattenstandarder.

• 1858: Den stora stanken tvingar London att bygga moderna avlopp
• 1890-talet: Första kemiska testerna för hårdhet, alkalinitet och klorid
• Enheter: grains per gallon (gpg), delar per 10 000

Vattenklorering (första anläggningen i USA: Jersey City, 1914) krävde exakt dosering—för lite desinficerade inte, för mycket var giftigt. Detta drev på införandet av mg/L (delar per miljon) som standardenhet.

Spektrofotometri och titrimetriska metoder möjliggjorde exakt koncentrationsmätning. Folkhälsomyndigheter satte dricksvattengränser i mg/L.

• 1914: Klor doserades med 0.5-2 mg/L för desinfektion
• 1925: US Public Health Service sätter de första vattenstandarderna
• mg/L och ppm blir utbytbara för utspädda vattenlösningar

Tyst vår (1962) och miljökriser (Cuyahogaflodens brand, Love Canal) sporrade reglering av bekämpningsmedel, tungmetaller och industriella föroreningar på µg/L (ppb)-nivåer.

Atomabsorptionsspektroskopi (AAS) och gaskromatografi (GC) möjliggjorde detektering under 1 µg/L. EPA:s Safe Drinking Water Act (1974) föreskrev högsta tillåtna föroreningsnivåer (MCLs) i µg/L.

• 1974: Safe Drinking Water Act skapar nationella MCL-standarder
• 1986: Blyförbud; åtgärdsnivån sattes till 15 µg/L (15 ppb)
• 1996: Arsenikgränsen sänktes från 50 till 10 µg/L

Moderna LC-MS/MS- och ICP-MS-instrument detekterar läkemedel, PFAS och hormonstörande ämnen på ng/L (ppt)- och till och med pg/L (ppq)-nivåer.

Vattenkrisen i Flint (2014-2016) avslöjade brister: bly nådde 4000 ppb (267× EPA:s gräns). WHO och EPA uppdaterar kontinuerligt riktlinjer i takt med att den analytiska känsligheten förbättras.

• 2000-talet: PFAS 'evighetskemikalier' detekterade på ng/L-nivåer
• 2011: WHO uppdaterar riktlinjer för >100 föroreningar
• 2020-talet: Rutinmässig detektering på pg/L; nya utmaningar med mikroplaster, nanomaterial

För utspädda vattenlösningar (som dricksvatten), 1 ppm ≈ 1 mg/L. Detta antar att lösningsdensiteten = 1 kg/L (som rent vatten). För andra lösningsmedel eller koncentrerade lösningar skiljer sig ppm och mg/L eftersom densiteten ≠ 1. ppm är ett förhållande mellan massa/massa eller volym/volym; mg/L är massa/volym. Använd alltid mg/L för precision!

g/L (masskoncentration) och mol/L (molkoncentration) är olika storheter. Omvandling kräver molekylvikt: mol/L = (g/L) / (MV i g/mol). Exempel: 58.44 g/L NaCl = 1 mol/L. Men 58.44 g/L glukos = 0.324 mol/L (annan MV). Du måste veta ämnet!

%w/v = procent vikt/volym = gram per 100 ml. 10% w/v = 10 g per 100 ml = 100 g per 1000 ml = 100 g/L. Direkt omvandling! Skiljer sig från %w/w (vikt/vikt, behöver densitet) och %v/v (volym/volym, behöver båda densiteterna). Ange alltid vilken % du menar!

Använd C1V1 = C2V2. C1 = initial koncentration, V1 = initial volym, C2 = slutlig koncentration, V2 = slutlig volym. Exempel: späd 100 mg/L 10x. C2 = 10 mg/L. Behöver V1 = 10 ml, V2 = 100 ml. Tillsätt 90 ml lösningsmedel till 10 ml koncentrat.

Vattenhårdhet kommer från Ca2+- och Mg2+-joner, men olika atomvikter gör direkt jämförelse svår. Omvandling till CaCO3-ekvivalent ger en standardskala. 1 mmol/L Ca2+ = 100 mg/L som CaCO3. 1 mmol/L Mg2+ = 100 mg/L som CaCO3. Rättvis jämförelse trots olika faktiska joner!

Beror på kontexten. Vattenkvalitet: µg/L (ppb) till ng/L (ppt)-intervall. Miljö: ng/L till pg/L. Klinisk: ofta ng/mL till µg/mL. 'Spår' betyder generellt <1 mg/L. Ultraspår: <1 µg/L. Moderna instrument detekterar femtogram (fg) i forskning!