Ισοδύναμο
Σε αμερικανική εξέταση αίματος γράφει «K 4,2 mEq/L», σε ευρωπαϊκή «K 4,2 mmol/L». Οι αριθμοί συμπίπτουν επειδή το κάλιο έχει ένα φορτίο. Στο ασβέστιο διαφέρουν κατά το διπλάσιο: 2,5 mmol/L είναι 5 mEq/L. Το ισοδύναμο δεν μετρά τα ίδια τα σωματίδια αλλά τη δουλειά τους: πόσα ιόντα υδρογόνου αντικαθιστούν ή πόσα φορτία μεταφέρουν.
Οι χημικοί χρησιμοποιούσαν ισοδύναμα πολύ πριν από το mol. Οξέα και βάσεις συγκρίνονταν με το πόσο το ένα εξουδετερώνει το άλλο, εξ ου και η κανονικότητα των διαλυμάτων: 1 N = 1 Eq/L. Η IUPAC αποθαρρύνει εδώ και καιρό αυτόν τον συμβολισμό. Όμως τα ισοδύναμα έμειναν στην ιατρική, στην επεξεργασία νερού και στην εδαφολογία.
| Σύμβολο | Eq · στην πράξη mEq/L |
| Ορισμός | 1 Eq = 1 mol / z — όση ουσία αντιδρά με 1 mol H⁺ ή φέρει 1 mol φορτίων |
| Τιμές αναφοράς | 1 mEq Ca²⁺ = 0,5 mmol = 20,04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22,99 mg · 1 Eq φέρει 96 485 C |
| Εισήχθη | ισοδύναμα βάρη — Richter, 1792 · κανονικά διαλύματα — 19ος αιώνας · δεν ανήκει στο SI |
| Πρότυπα | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260 |
| Τυπικές τιμές | 140 mEq/L — Na⁺ στο πλάσμα · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — Cl⁻ στο θαλασσινό νερό |
01 · Ορισμός
Ένα mol διαιρεμένο με το φορτίο
Ένα mol υδροχλωρικού οξέος δίνει ένα mol ιόντων υδρογόνου. Ένα mol θειικού — δύο. Για να εξουδετερωθούν χρειάζεται διαφορετική ποσότητα βάσης. Το ισοδύναμο τα εξισώνει από πριν: 1 mol HCl είναι 1 Eq, 1 mol H₂SO₄ είναι 2 Eq.
Με τα ιόντα συμβαίνει το ίδιο. Ο αριθμός z είναι το φορτίο του ιόντος ή ο αριθμός ιόντων υδρογόνου στην αντίδραση. Η ποσότητα ισοδυνάμων είναι η ποσότητα ουσίας επί z. Το άθροισμα των ισοδυνάμων των κατιόντων σε ένα διάλυμα είναι πάντα ίσο με εκείνο των ανιόντων: το διάλυμα είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Σε αυτό στηρίζεται το ιονόγραμμα αίματος δεξιά.
Τα συν και τα πλην στο αίμα ισορροπούν
Η αριστερή στήλη είναι τα κατιόντα του πλάσματος, η δεξιά τα ανιόντα· το ύψος κάθε μπλοκ είναι η συγκέντρωσή του. Τα τιρκουάζ μπλοκ είναι θετικά ιόντα, τα μωβ αρνητικά. Το ματζέντα μπλοκ είναι τα ανιόντα που δεν μετρά το εργαστήριο: πρωτεΐνες, φωσφορικά, οργανικά οξέα. Το ύψος του ισούται με το χάσμα ανιόντων. Σε mEq/L οι στήλες έχουν πάντα το ίδιο ύψος. Αλλάξτε σε mmol/L, και το ασβέστιο με το μαγνήσιο θα μισέψουν — η ισότητα χάνεται.
Πόσο υδρογόνο δίνει ένα μόριο
Σε κάθε κελί υπάρχει ένας συντακτικός τύπος. Με μωβ σημειώνονται τα άτομα υδρογόνου που δίνει το οξύ στη βάση· ο αριθμός τους είναι το z. Με ροζ σημειώνεται το οξυγόνο. Κάτω από τον τύπο — πόσα ισοδύναμα έχει ένα mol. Το κιτρικό οξύ έχει οκτώ άτομα υδρογόνου αλλά δίνει μόνο τρία — αυτά των ομάδων COOH.
Ένα millimol, διαφορετικός αριθμός ισοδυνάμων
Στη φιάλη υπάρχουν 25 mL νερό και ακριβώς 1 mmol οξέος, στην προχοΐδα βάση NaOH 0,100 mol/L. Ανοίξτε τη στρόφιγγα: οι σταγόνες πέφτουν στη φιάλη, ο αναδευτήρας ανακατεύει, το ηλεκτρόδιο μετρά το pH. Με τιρκουάζ φαίνεται η βάση και ό,τι σχετίζεται με αυτήν: η στάθμη στην προχοΐδα, τα ισοδύναμα που προστέθηκαν. Με μωβ — το οξύ και τα ιόντα υδρογόνου του. Με ματζέντα — ο δείκτης και τα ισοδύναμα σημεία. Δεξιά μια οθόνη καταγράφει την καμπύλη ογκομέτρησης. Οι διακεκομμένες γραμμές της βρίσκονται εκεί όπου έχουν προστεθεί ακριβώς 1, 2 και 3 ισοδύναμα βάσης ανά mol οξέος. Κάτω από την οθόνη δύο ράβδοι: πόσα ισοδύναμα οξέος είναι στη φιάλη και πόση βάση έχει ήδη προστεθεί. Ο χρόνος είναι πραγματικός. Αν δεν αγγίξετε τίποτα για 20 s, τα πειράματα ξεκινούν μόνα τους.
—
02 · Μετατροπή
| {n} | {v} | {note} |
Για τα μονοσθενή ιόντα — Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO₃⁻ — τα mEq/L και mmol/L συμπίπτουν. Για τα δισθενή το mEq/L είναι διπλάσιο, για τα τρισθενή τριπλάσιο. Γι’ αυτό, όταν οι εξετάσεις περνούν από mEq σε mmol, αλλάζουν μόνο οι αριθμοί του ασβεστίου, του μαγνησίου και των φωσφορικών.
Και η σκληρότητα του νερού μετριέται σε ισοδύναμα. Ο γερμανικός βαθμός °dH είναι 10 mg CaO ανά λίτρο, ο γαλλικός °fH 10 mg CaCO₃. Και οι δύο μετατρέπονται μέσω mEq: 1 mEq/L = 2,8 °dH = 5,0 °fH = 50 mg/L CaCO₃.
03 · Τάξεις μεγέθους
04 · Όργανα μέτρησης
05 · Κανόνες γραφής
06 · Γειτονικές μονάδες
07 · Ιστορικό μέρος
Το ισοδύναμο δεν ανήκει στο SI και ποτέ δεν ανήκε. Η IUPAC προτείνει να αρκούμαστε στο mol και να δηλώνουμε τι μετράμε: n(½Ca²⁺) = 2 mmol σημαίνει το ίδιο με 2 mEq ασβεστίου. Ο συμβολισμός είναι μακρύτερος, αλλά δεν χρειάζεται ξεχωριστή μονάδα και το σωματίδιο φαίνεται αμέσως.
Ο κύριος κίνδυνος του ισοδυνάμου: η ίδια ουσία μπορεί να έχει διαφορετικό αριθμό ισοδυνάμων. Το φωσφορικό οξύ δίνει δύο ιόντα υδρογόνου με φαινολοφθαλεΐνη και ένα με πορτοκαλί του μεθυλίου. Γι’ αυτό στην ετικέτα ενός διαλύματος, δίπλα στην κανονικότητα, αναγράφεται πάντα η αντίδραση για την οποία υπολογίστηκε.
Κατάλογος μεγεθών
όλο το ευρετήριο →Οι επτά θεμελιώδεις μονάδες του SI
Μια σταγόνα οξέος αλλάζει το χρώμα του χυμού, το αλάτι χρωματίζει τη φλόγα, το νερό παγώνει με ένα χτύπημα. Από κάτω, όλα τα φύλλα του Simetrium κατά επιστήμη και αλφαβητικά.
Άνοιγμα ευρετηρίου →