Tiedemaailma on täynnä erilaisia tapoja ilmaista elintärkeä käsite pitoisuus, mikä on läsnä olevan määrän tilavuusyksikköä kohti. Tällä "määrällä" on usein massayksikköjä, mutta se voi sisältää käytännössä kaiken, mikä voidaan mitata: kaasupartikkelit, fotonit ja paljon muuta.
Kyseinen määrä on usein a ratkaisu, johon liittyy aine (kutsutaan a liuenneen aineen tässä yhteydessä) liuotettuna nesteeseen (kutsutaan a liuotin).
Kun kiinteä aine liukenee liuottimeen liuoksen muodostamiseksi, liuoksen konsentraatio voidaan ilmaista monin eri tavoin. Tämä liittyy siihen, että kemikaalit eivät reagoi keskenään massan perusteella, vaan yksittäisten "kappaleiden" suhteen perusteella koosta riippumatta.
Moolien ja vastaavien ja siten millimoolien ja milliekvivalentit, on tämän suhteen perusta, ja sillä on elintärkeä merkitys lääketieteessä ja kliinisessä farmakologiassa.
Moolit ja molekyylipaino
Esimerkissä yksinkertaisesta kemiallisesta reaktiosta yksi kaliumatomi (K) voi reagoida yhden klooriatomin (Cl) kanssa muodostaen kaliumkloridin (KCl) molekyylin, jossa ei ole mitään jäljellä. Mutta tämä ei johdu siitä, että kaliumatomilla ja klooriatomilla on sama massa. Sen sijaan se johtuu siitä, että K ja Cl reagoivat moolisuhteessa 1: 1.
A mooli koostuu 6,02 × 10: stä23 aineen pelkistämättömät "palat" (atomit tai molekyylit). Jokainen elementti on moolimassa, tai yksittäisen moolin massa grammoina ilmoitetaan jaksollisessa elementtitaulukossa (katso online-version Resurssit). Esimerkiksi hiilessä on 12,11 g. Tämä tarkoittaa, että yhden moolin (1 mol) C-atomia on massa 12,011 g.
Koska atomit muuttuvat massiivisemmiksi siirtyessä jaksollisen taulukon alemmasta atomiluvusta suurempaan atomiin, moolimassat vaihtelevat valtavasti uraanin määrän ollessa yli 200 kertaa vedyn painon.
Moolit ja vastaavat
Vastaava yksikkö otettiin käyttöön sen huomioon ottamiseksi, että kun liuenneet aineet liukenevat liuottimeen liuoksen muodostamiseksi, dispergoituneiden hiukkasten määrä riippuu liuenneen aineen valenssista. Esimerkiksi kun yksi KCl-molekyyli liukenee, se jättää kaksi ionia tai varattuja hiukkasia - K: n+ ioni ja Cl- ioni. Tämä tarkoittaa, että KCl: n valenssi on 2.
Samoin CaCl2 erottuu kolmeksi ioniksi liuenneen aineen molekyyliä kohden (1 Ca+ ja 2 Cl-) ja siten sen valenssi on 3. Tämä johtaa vastaavan määritelmään tai erityisesti a milliekvivalentti:
mEq = \ dfrac {(massa) (valenssi)} {MW}
Tämä yhtälö olettaa, että sekä massa että MW tai molekyylipaino (sama kuin moolimassa, mutta sitä sovelletaan molekyyleihin yksittäisten atomien sijasta), annetaan milligrammoina.
Ekvivalentit litraa kohti ovat siis pitoisuusyksikkö, mutta kemian yleisimmin havaittu yksikkö on mEq / L.
Esimerkkejä mEq / L: stä
1. Kuinka monta mEq kaliumia on 750 ml: ssa liuosta, jonka K + -pitoisuus on 58,65 mg / L? (Huomaa: Jaksollisessa taulukossa annettu kaliummoolimassa on 39,1 g / mol.)
- Ensinnäkin tarvitset tässä liuoksessa olevan kaliumin kokonaismassan, joka saadaan kertomalla pitoisuus mg / l liuoksen tilavuudella litroina:
(78,2 mg / l) (0,75 l) = 58,65 mg
Yllä olevasta yhtälöstä ja kun alkuaalikaliumin valenssi on 1, mEq = [(58,65 mg) (1)] / 39,1 mg / mmol = 1,5 mEq.
Liuos sisältää 30 mg NaCl (pöytäsuola) per 400 ml liuosta. Liuos ilmaistaan milliekvivalentteina litrassa (mEq / l). (Huomaa: NaCl: n molekyylipaino on 58,44 g / mol.)
- Tällä kertaa liuenneen aineen valenssi on 2, kun NaCl erottuu Na: ksi+ ja Cl-. Yhtälö mEq: n saamiseksi on siis [(30 mg) (2)] / (58,44 mg / mmol) = 1,027 mEq.
Koska on 400 ml = 0,4 l, pitoisuus mEq / l on siis 1,027 / 0,4 = 2,567 mEq / l.