Vitenskapsverdenen er fylt med forskjellige måter å uttrykke det vitale begrepet konsentrasjon, som er mengden av noe til stede per volumsenhet. Denne "mengden" har ofte masseenheter, men kan omfatte praktisk talt alt som kan kvantifiseres: gasspartikler, fotoner og mer.
Volumet det er snakk om er ofte a løsning, som involverer et stoff (kalt a løsemiddel i denne sammenheng) oppløst i en væske (kalt a løsemiddel).
Når fast stoff oppløses i et løsningsmiddel for å lage en løsning, kan konsentrasjonen av løsningen uttrykkes på en rekke måter. Dette er knyttet til det faktum at kjemikalier reagerer med hverandre ikke på grunnlag av masse, men på grunnlag av forholdet mellom individuelle "stykker", uavhengig av størrelse.
Konseptet med føflekker og ekvivalenter, og dermed millimol og milliekvivalenter, ligger til grunn for dette forholdet, og det er av avgjørende betydning i medisin og klinisk farmakologi.
Moles og molekylvekt
I et eksempel på en enkel kjemisk reaksjon, kan ett atom av kalium (K) reagere med ett atom av klor (Cl) for å danne et molekyl av kaliumklorid (KCl) uten noe som er igjen. Men dette er ikke fordi kaliumatomer og kloratomer har samme masse. I stedet er det fordi K og Cl reagerer i et 1 til 1 molforhold.
EN muldvarp består av 6,02 × 1023 irredusible "biter" (atomer eller molekyler) av et stoff. Hvert element er molær masse, eller massen av en enkelt føflekk i gram er gitt i det periodiske elementet (se ressursene for en online versjon). For eksempel har karbon 12,11 g. Dette betyr at en mol (1 mol) C-atomer har en masse på 12,011 g.
Fordi atomer blir mer massive når du beveger deg fra lavere til høyere atomnummer i det periodiske systemet, varierer molarmassene enormt, med uran som er over 200 ganger så mye som hydrogen.
Moles og ekvivalenter
Den ekvivalente enheten ble introdusert for å redegjøre for det faktum at når oppløste stoffer oppløses i løsningsmiddel for å danne en løsning, avhenger antallet partikler som er spredt av løsningen. For eksempel, når ett molekyl KCl oppløses, etterlater det to ioner, eller ladede partikler - et K+ ion og en Cl- ion. Dette betyr at KCl har en valens på 2.
Tilsvarende CaCl2 skilles i tre ioner per molekyl oppløst stoff (1 Ca+ og 2 Cl-) og har dermed en valens på 3. Dette fører til definisjonen av en ekvivalent, eller spesifikt en milliekvivalent:
mEq = \ dfrac {(masse) (valens)} {MW}
Denne ligningen antar at både masse og MW, eller molekylvekt (den samme som molær masse, men påført molekyler i stedet for enkeltatomer), er gitt i milligram.
Ekvivalenter per liter er derfor en konsentrasjonsenhet, men den vanligste enheten i hele kjemi er mEq / L..
Eksempler på mEq / L
1. Hvor mange mEq kalium er det i 750 ml oppløsning som har en K + konsentrasjon på 58,65 mg / L? (Merk: Den molære massen av kalium, gitt i periodisk tabell, er 39,1 g / mol.)
- Først trenger du den totale massen av kalium i denne løsningen, som oppnås ved å multiplisere konsentrasjonen i mg / L med løsningsvolumet. i liter:
(78,2 mg / L) (0,75 L) = 58,65 mg
Fra ligningen ovenfor, og med valensen av elementært kalium som 1, har du mEq = [(58,65 mg) (1)] / 39,1 mg / mmol = 1,5 mekv.
En løsning inneholder 30 mg NaCl (bordsalt) per 400 ml løsning. Uttrykk løsningen i form av milliekvivalenter per liter (mEq / L). (Merk: Molekylvekten til NaCl er 58,44 g / mol.)
- Denne gangen har løsemidlet en valens på 2, da NaCl skilles i Na+ og Cl-. Ligningen for å få mEq er derfor [(30 mg) (2)] / (58,44 mg / mmol) = 1,027 mEq.
Siden det er 400 ml = 0,4 l, er konsentrasjonen i mEq / L derfor 1,027 / 0,4 = 2,567 mEq / L.