Lumea științei este plină de diferite moduri de a exprima conceptul vital al concentraţie, care este cantitatea de ceva prezent pe unitate de volum. Această „cantitate” are adesea unități de masă, dar poate include practic orice poate fi cuantificat: particule de gaz, fotoni și multe altele.
Volumul în cauză este adesea un soluţie, care implică o substanță (numită a solut în acest context) dizolvat într-un lichid (numit a solvent).
Când solidul se dizolvă într-un solvent pentru a crea o soluție, concentrația soluției poate fi exprimată într-o varietate de moduri. Aceasta se referă la faptul că substanțele chimice reacționează între ele nu pe baza masei, ci pe baza raportului „pieselor” individuale, indiferent de mărime.
Conceptul de alunițe și echivalenți, și, astfel, de milimoli și miliechivalenți, stă la baza acestei relații și este de o importanță vitală în medicină și farmacologie clinică.
Alunițe și greutate moleculară
Într-un exemplu de reacție chimică simplă, un atom de potasiu (K) poate reacționa cu un atom de clor (Cl) pentru a forma o moleculă de clorură de potasiu (KCl) fără să rămână nimic. Dar acest lucru nu se datorează faptului că atomii de potasiu și atomii de clor au aceeași masă. În schimb, se datorează faptului că K și Cl reacționează într-un raport molar 1 la 1.
A cârtiță este format din 6,02 × 1023 „bucăți” ireductibile (atomi sau molecule) ale unei substanțe. Fiecare element Masă molară, sau masa unui singur mol în grame este dată în tabelul periodic al elementelor (consultați Resursele pentru o versiune online). De exemplu, carbonul are 12,11 g. Aceasta înseamnă că un mol (1 mol) de atomi de C are o masă de 12,011 g.
Deoarece atomii devin mai masivi pe măsură ce treceți de la un număr atomic mai mic la un număr mai mare în tabelul periodic, masele molare variază enorm, cea a uraniului fiind de peste 200 de ori mai mare decât cea a hidrogenului.
Alunițe și echivalenți
Unitatea echivalentă a fost introdusă pentru a explica faptul că atunci când dizolvatele se dizolvă în solvent pentru a crea o soluție, numărul de particule dispersate depinde de valența solutului. De exemplu, atunci când o moleculă de KCl se dizolvă, lasă doi ioni sau particule încărcate - un K+ ion și un Cl- ion. Aceasta înseamnă că KCl are o valență de 2.
În mod similar, CaCl2 se separă în trei ioni pe moleculă de solut (1 Ca+ și 2 Cl-) și are astfel o valență de 3. Acest lucru duce la definirea unui echivalent, sau în mod specific a miliechivalent:
mEq = \ dfrac {(masa) (valență)} {MW}
Această ecuație presupune că atât masa, cât și MW, sau greutatea moleculară (la fel ca masa molară, dar aplicată moleculelor în locul atomilor unici), sunt date în miligrame.
Echivalenții pe litru sunt, prin urmare, o unitate de concentrație, dar cea mai frecvent întâlnită unitate în chimie este mEq / L.
Exemple de mEq / L
1. Câți mEq de potasiu există în 750 ml de soluție care are o concentrație de K + de 58,65 mg / L? (Notă: Masa molară de potasiu, dată în tabelul periodic, este de 39,1 g / mol.)
- Mai întâi, aveți nevoie de masa totală de potasiu din această soluție, care se obține înmulțind concentrația în mg / L cu volumul soluției în litri:
(78,2 mg / L) (0,75 L) = 58,65 mg
Din ecuația de mai sus și cu valența potasiului elementar fiind 1, aveți mEq = [(58,65 mg) (1)] / 39,1 mg / mmol = 1,5 mEq.
O soluție conține 30 mg NaCl (sare de masă) la 400 ml soluție. Exprimați soluția în termeni de miliechivalenți pe litru (mEq / L). (Notă: greutatea moleculară a NaCI este de 58,44 g / mol.)
- De această dată, soluția are o valență de 2, deoarece NaCl se separă în Na+ și Cl-. Ecuația pentru a obține mEq este, prin urmare, [(30 mg) (2)] / (58,44 mg / mmol) = 1,027 mEq.
Deoarece există 400 mL = 0,4 L, concentrația în mEq / L este, prin urmare, 1,027 / 0,4 = 2,567 mEq / L.