Videnskabsverdenen er fyldt med forskellige måder at udtrykke det vitale koncept på koncentration, hvilket er mængden af noget til stede pr. volumenhed. Denne "mængde" har ofte masseenheder, men kan omfatte stort set alt, hvad der kan kvantificeres: gaspartikler, fotoner og mere.
Det pågældende volumen er ofte a opløsning, som involverer et stof (kaldet en opløst stof i denne sammenhæng) opløst i en væske (kaldet a opløsningsmiddel).
Når fast stof opløses i et opløsningsmiddel for at skabe en opløsning, kan koncentrationen af opløsningen udtrykkes på en række forskellige måder. Dette vedrører det faktum, at kemikalier reagerer med hinanden ikke på basis af masse, men på basis af forholdet mellem individuelle "stykker" uanset størrelse.
Begrebet mol og ækvivalenter og dermed millimol og milliekvivalenter, ligger til grund for dette forhold, og det er af vital betydning i medicin og klinisk farmakologi.
Muldvarpe og molekylvægt
I et eksempel på en simpel kemisk reaktion kan ét atom af kalium (K) reagere med et atom af chlor (Cl) for at danne et molekyle af kaliumchlorid (KCl) med intet tilbage. Men det er ikke fordi kaliumatomer og kloratomer har den samme masse. I stedet er det fordi K og Cl reagerer i et 1 til 1 molforhold.
EN muldvarp består af 6,02 × 1023 irreducerbare "stykker" (atomer eller molekyler) af et stof. Hvert element er Molar masse, eller massen af en enkelt mol i gram er angivet i det periodiske system af elementer (se Ressourcerne for en onlineversion). For eksempel har kulstof 12,11 g. Dette betyder, at en mol (1 mol) C-atomer har en masse på 12,011 g.
Fordi atomer bliver mere massive, når du bevæger dig fra lavere til højere atomnumre i det periodiske system, varierer molmasser enormt, idet uran er over 200 gange brint.
Muldvarpe og ækvivalenter
Den ækvivalente enhed blev introduceret for at tage højde for det faktum, at når opløste stoffer opløses i opløsningsmiddel for at skabe en opløsning, afhænger antallet af spredte partikler af opløsningsmiddelets valens. For eksempel, når et molekyle KCl opløses, efterlader det to ioner eller ladede partikler - et K+ ion og en Cl- ion. Dette betyder, at KCl har en valens på 2.
Tilsvarende CaCl2 adskilles i tre ioner pr. molekyle opløst stof (1 Ca+ og 2 Cl-) og har således en valens på 3. Dette fører til definitionen af en ækvivalent eller specifikt en milliekvivalent:
mEq = \ dfrac {(masse) (valens)} {MW}
Denne ligning antager, at både masse og MW eller molekylvægt (det samme som molær masse, men påført molekyler i stedet for enkeltatomer) er angivet i milligram.
Ækvivalenter pr. Liter er derfor en koncentrationsenhed, men den mest almindelige enhed i hele kemi er mEq / L..
Eksempler på mEq / L
1. Hvor mange mEq kalium er der i 750 ml opløsning, der har en K + -koncentration på 58,65 mg / L? (Bemærk: Den molære masse af kalium, angivet i det periodiske system, er 39,1 g / mol.)
- For det første har du brug for den samlede masse kalium i denne opløsning, som opnås ved at gange koncentrationen i mg / L med opløsningens volumen i liter:
(78,2 mg / l) (0,75 l) = 58,65 mg
Fra ovenstående ligning og med valensen af elementært kalium er 1, har du mEq = [(58,65 mg) (1)] / 39,1 mg / mmol = 1,5 mækv.
En opløsning indeholder 30 mg NaCl (bordsalt) pr. 400 ml opløsning. Løsningen udtrykkes i form af milliekvivalenter pr. Liter (mEq / L). (Bemærk: Molekylvægten af NaCl er 58,44 g / mol.)
- Denne gang har det opløste stof en valens på 2, da NaCl skilles i Na+ og Cl-. Ligningen for at få mEq er derfor [(30 mg) (2)] / (58,44 mg / mmol) = 1,027 mEq.
Da der er 400 ml = 0,4 l, er koncentrationen i mEq / L derfor 1,027 / 0,4 = 2,567 mEq / L.