Svijet znanosti ispunjen je različitim načinima izražavanja vitalnog koncepta koncentracija, što je količina nečega prisutnog u jedinici volumena. Ova "količina" često ima jedinice mase, ali može uključivati gotovo sve što se može kvantificirati: čestice plina, fotoni i još mnogo toga.
Volumen o kojem je riječ često je a riješenje, koji uključuje supstancu (koja se naziva a otopljeni u ovom kontekstu) otopljeni u tekućini (koja se naziva a otapalo).
Kada se krutina otopi u otapalu da bi stvorila otopinu, koncentracija otopine može se izraziti na razne načine. To se odnosi na činjenicu da kemikalije međusobno reagiraju ne na temelju mase već na osnovi omjera pojedinih "komada", bez obzira na veličinu.
Pojam molova i ekvivalenata, a time i milimola i milliekvivalenti, koji leži u osnovi ovog odnosa, i koji je od vitalne važnosti u medicini i kliničkoj farmakologiji.
Molovi i molekularna težina
U primjeru jednostavne kemijske reakcije, jedan atom kalija (K) može reagirati s jednim atomom klora (Cl) da stvori molekulu kalijevog klorida (KCl) bez ostatka. Ali to nije zato što atomi kalija i atoma klora imaju jednaku masu. Umjesto toga, to je zato što K i Cl reagiraju u molarnom omjeru 1: 1.
A madež sastoji se od 6,02 × 1023 nesvodivi "komadići" (atomi ili molekule) tvari. Svaki element molekulska masa, ili je masa jednog mola u gramima navedena u periodnom sustavu elemenata (pogledajte Resurse za internetsku verziju). Na primjer, ugljik ima 12,11 g. To znači da jedan mol (1 mol) C atoma ima masu od 12.011 g.
Budući da atomi postaju masivniji dok se krećete od nižih do većih atomskih brojeva u periodnom sustavu, molarne mase enormno variraju, s tim da je masa urana preko 200 puta veća od mase vodika.
Madeži i ekvivalenti
Ekvivalentna jedinica uvedena je zbog činjenice da kada se otopljene tvari otope u otapalu da bi se stvorila otopina, broj raspršenih čestica ovisi o valenciji otopljene tvari. Na primjer, kada se jedna molekula KCl otopi, ona ostavlja dva iona ili nabijene čestice - K+ ion i Cl- ion. To znači da KCl ima valencu 2.
Slično tome, CaCl2 razdvaja se u tri iona po molekuli otopljene tvari (1 Ca+ i 2 Cl-) i tako ima valentnost 3. To dovodi do definicije ekvivalenta ili konkretno a milliekvivalentni:
mEq = \ dfrac {(masa) (valencija)} {MW}
Ova jednadžba pretpostavlja da su i masa i MW, odnosno molekularna težina (ista kao molarna masa, ali primijenjena na molekule umjesto pojedinačnih atoma), dani u miligramima.
Ekvivalenti po litri je dakle jedinica koncentracije, ali najčešće primijećena jedinica u kemiji je mEq / L.
Primjeri mEq / L
1. Koliko mEq kalija ima u 750 ml otopine koja ima koncentraciju K + 58,65 mg / L? (Napomena: Molarna masa kalija, dana u periodnom sustavu, iznosi 39,1 g / mol.)
- Prvo, trebate ukupnu masu kalija u ovoj otopini, koja se dobiva množenjem koncentracije u mg / L s volumenom otopine u litrama:
(78,2 mg / L) (0,75 L) = 58,65 mg
Iz gornje jednadžbe, a s valencijom elementarnog kalija 1, imate mEq = [(58,65 mg) (1)] / 39,1 mg / mmol = 1,5 mEq.
Otopina sadrži 30 mg NaCl (kuhinjske soli) na 400 ml otopine. Otopinu izrazite u miliekvivalentima po litri (mEq / L). (Napomena: molekularna težina NaCl je 58,44 g / mol.)
- Ovaj put, otopljena tvar ima valenciju 2, jer se NaCl odvaja u Na+ i Cl-. Jednadžba za dobivanje mEq je dakle [(30 mg) (2)] / (58,44 mg / mmol) = 1,027 mEq.
Budući da ima 400 ml = 0,4 L, koncentracija u mEq / L je prema tome 1,027 / 0,4 = 2,567 mEq / L.