Ο επιστημονικός κόσμος είναι γεμάτος με διαφορετικούς τρόπους για να εκφράσει τη ζωτική έννοια του συγκέντρωση, που είναι το ποσό κάτι που υπάρχει ανά όγκο μονάδας. Αυτή η "ποσότητα" έχει συχνά μονάδες μάζας, αλλά μπορεί να περιλαμβάνει σχεδόν οτιδήποτε μπορεί να ποσοτικοποιηθεί: σωματίδια αερίου, φωτόνια και άλλα.
Ο εν λόγω τόμος είναι συχνά α λύση, που περιλαμβάνει μια ουσία (που ονομάζεται a διαλυτό σε αυτό το πλαίσιο) διαλυμένο σε υγρό (ονομάζεται α διαλυτικό μέσο).
Όταν το στερεό διαλύεται σε διαλύτη για τη δημιουργία διαλύματος, η συγκέντρωση του διαλύματος μπορεί να εκφραστεί με διάφορους τρόπους. Αυτό σχετίζεται με το γεγονός ότι τα χημικά αντιδρούν μεταξύ τους όχι με βάση τη μάζα αλλά με βάση την αναλογία των μεμονωμένων "τεμαχίων", ανεξάρτητα από το μέγεθος.
Η έννοια των γραμμομορίων και των ισοδυνάμων, και έτσι χιλιοστογραμμομόρια και milliequivalents, στηρίζει αυτή τη σχέση και είναι ζωτικής σημασίας στην ιατρική και την κλινική φαρμακολογία.
Moles και μοριακό βάρος
Σε ένα παράδειγμα απλής χημικής αντίδρασης, ένα άτομο καλίου (Κ) μπορεί να αντιδράσει με ένα άτομο χλωρίου (CI) για να σχηματίσει ένα μόριο χλωριούχου καλίου (KCl) χωρίς να έχει απομείνει τίποτα. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει επειδή τα άτομα καλίου και τα άτομα χλωρίου έχουν την ίδια μάζα. Αντίθετα, αυτό οφείλεται στο ότι τα K και Cl αντιδρούν σε μοριακή αναλογία 1 προς 1.
ΕΝΑ ΕΛΙΑ δερματος αποτελείται από 6,02 × 1023 μη αναγώγιμα "κομμάτια" (άτομα ή μόρια) μιας ουσίας. Κάθε στοιχείο μοριακή μάζα, ή η μάζα ενός γραμμομορίου σε γραμμάρια δίνεται στον περιοδικό πίνακα στοιχείων (δείτε τους πόρους για μια διαδικτυακή έκδοση). Για παράδειγμα, ο άνθρακας έχει 12,11 g. Αυτό σημαίνει ότι ένα γραμμομόριο (1 mol) ατόμων C έχει μάζα 12.011 g.
Επειδή τα άτομα γίνονται πιο ογκώδη καθώς μετακινείστε από χαμηλότερους σε υψηλότερους ατομικούς αριθμούς στον περιοδικό πίνακα, οι γραμμομοριακές μάζες ποικίλλουν πάρα πολύ, με εκείνη του ουρανίου να είναι πάνω από 200 φορές μεγαλύτερη από το υδρογόνο.
Moles και ισοδύναμα
Η ισοδύναμη μονάδα εισήχθη για να εξηγήσει το γεγονός ότι όταν διαλύονται διαλύτες σε διαλύτη για να δημιουργήσουν ένα διάλυμα, ο αριθμός των διασπαρμένων σωματιδίων εξαρτάται από το σθένος της διαλυμένης ουσίας. Για παράδειγμα, όταν ένα μόριο KCl διαλύεται, αφήνει δύο ιόντα ή φορτισμένα σωματίδια - ένα Κ+ ιόν και ένα Cl- ιόν. Αυτό σημαίνει ότι το KCl έχει σθένος 2.
Ομοίως, CaCl2 διαχωρίζεται σε τρία ιόντα ανά μόριο διαλυμένης ουσίας (1 Ca+ και 2 Cl-) και έτσι έχει σθένος 3. Αυτό οδηγεί στον ορισμό ενός ισοδύναμου, ή συγκεκριμένα ενός milliequivalent:
mEq = \ dfrac {(μάζα) (σθένος)} {MW}
Αυτή η εξίσωση προϋποθέτει ότι τόσο η μάζα όσο και το MW, ή μοριακό βάρος (το ίδιο με τη μοριακή μάζα αλλά εφαρμόζεται σε μόρια αντί για μεμονωμένα άτομα), δίνονται σε χιλιοστόγραμμα.
Τα ισοδύναμα ανά λίτρο είναι επομένως μια μονάδα συγκέντρωσης, αλλά η πιο συχνά παρατηρούμενη μονάδα σε όλη τη χημεία είναι η mEq / Λ.
Παραδείγματα mEq / L
1. Πόσα mEq καλίου υπάρχουν σε 750 mL διαλύματος που έχει συγκέντρωση Κ + 58,65 mg / L; (Σημείωση: Η γραμμομοριακή μάζα του καλίου, που δίνεται στον περιοδικό πίνακα, είναι 39,1 g / mol.)
- Πρώτον, χρειάζεστε τη συνολική μάζα καλίου σε αυτό το διάλυμα, το οποίο λαμβάνεται πολλαπλασιάζοντας τη συγκέντρωση σε mg / L με τον όγκο του διαλύματος σε λίτρα:
(78,2 mg / L) (0,75 L) = 58,65 mg
Από την παραπάνω εξίσωση και με το σθένος του στοιχειακού καλίου να είναι 1, έχετε mEq = [(58,65 mg) (1)] / 39,1 mg / mmol = 1,5 mEq.
Ένα διάλυμα περιέχει 30 mg NaCl (επιτραπέζιο άλας) ανά 400 mL διαλύματος. Εκφράστε τη λύση σε χιλιοστοϊσοδύναμα ανά λίτρο (mEq / L). (Σημείωση: το μοριακό βάρος του NaCl είναι 58,44 g / mol.)
- Αυτή τη φορά, η διαλυμένη ουσία έχει σθένος 2, καθώς το NaCl διαχωρίζεται σε Na+ και Cl-. Η εξίσωση για λήψη mEq είναι επομένως [(30 mg) (2)] / (58,44 mg / mmol) = 1,027 mEq.
Εφόσον υπάρχουν 400 mL = 0,4 L, η συγκέντρωση σε mEq / L είναι επομένως 1,027 / 0,4 = 2,567 mEq / L.