Equivalente
Un análisis de sangre de EE. UU. dice «K 4,2 mEq/L», uno europeo «K 4,2 mmol/L». Los números coinciden porque el potasio lleva una sola carga. En el calcio difieren al doble: 2,5 mmol/L son 5 mEq/L. El equivalente no cuenta las partículas en sí, sino su trabajo: cuántos iones hidrógeno sustituyen o cuántas cargas llevan.
Los químicos usaban equivalentes mucho antes que el mol. Ácidos y álcalis se comparaban por cuánto neutraliza uno al otro; de ahí la normalidad de las disoluciones: 1 N = 1 Eq/L. La IUPAC desaconseja hace tiempo esta notación. Pero los equivalentes se han quedado en medicina, tratamiento del agua y edafología.
| Notación | Eq · en la práctica mEq/L |
| Definición | 1 Eq = 1 mol / z — la cantidad de sustancia que reacciona con 1 mol de H⁺ o lleva 1 mol de cargas |
| Valores de referencia | 1 mEq Ca²⁺ = 0,5 mmol = 20,04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22,99 mg · 1 Eq lleva 96 485 C |
| Introducida | pesos equivalentes — Richter, 1792 · disoluciones normales — siglo XIX · no forma parte del SI |
| Normas | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260 |
| Valores típicos | 140 mEq/L — Na⁺ en el plasma · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — Cl⁻ en el agua de mar |
01 · Definición
Un mol dividido por la carga
Un mol de ácido clorhídrico cede un mol de iones hidrógeno. Un mol de ácido sulfúrico cede dos. Para neutralizarlos hace falta distinta cantidad de álcali. El equivalente los iguala de antemano: 1 mol de HCl es 1 Eq, 1 mol de H₂SO₄ son 2 Eq.
Con los iones pasa lo mismo. El número z es la carga del ion o el número de iones hidrógeno en la reacción. La cantidad de equivalentes es la cantidad de sustancia multiplicada por z. La suma de equivalentes de cationes de una disolución siempre es igual a la de aniones: la disolución es eléctricamente neutra. En eso se basa el ionograma de sangre de la derecha.
En la sangre, los más y los menos cuadran
La columna izquierda son los cationes del plasma, la derecha los aniones; la altura de cada bloque es su concentración. Los bloques turquesa son iones positivos, los violetas negativos. El bloque magenta son los aniones que el laboratorio no mide: proteínas, fosfatos, ácidos orgánicos. Su altura es igual al hiato aniónico. En mEq/L las columnas siempre tienen la misma altura. Cambie a mmol/L: el calcio y el magnesio bajan a la mitad y la igualdad desaparece.
Cuánto hidrógeno cede una molécula
En cada celda hay una fórmula estructural. En violeta, los átomos de hidrógeno que el ácido cede al álcali; su número es z. En rosa, el oxígeno. Bajo la fórmula, cuántos equivalentes hay en un mol. El ácido cítrico tiene ocho átomos de hidrógeno, pero solo cede tres — los de los grupos COOH.
Un milimol, distinto número de equivalentes
En el matraz hay 25 mL de agua y exactamente 1 mmol de ácido; en la bureta, sosa NaOH 0,100 mol/L. Abra la llave: las gotas caen en el matraz, el agitador mezcla, el electrodo mide el pH. En turquesa, el álcali y todo lo relacionado con él: el nivel en la bureta, los equivalentes añadidos. En violeta, el ácido y sus iones hidrógeno. En magenta, el indicador y los puntos de equivalencia. A la derecha, una pantalla registra la curva de valoración. Sus líneas discontinuas están donde se han añadido exactamente 1, 2 y 3 equivalentes de álcali por mol de ácido. Bajo la pantalla, dos barras: cuántos equivalentes de ácido hay en el matraz y cuánto álcali se ha añadido ya. El tiempo es real. Si no se toca nada durante 20 s, los experimentos se ponen en marcha solos.
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02 · Conversión
| {n} | {v} | {note} |
Para los iones monovalentes — Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO₃⁻ — mEq/L y mmol/L coinciden. Para los divalentes, mEq/L es el doble; para los trivalentes, el triple. Por eso, al pasar los análisis de mEq a mmol, solo cambian las cifras del calcio, el magnesio y el fosfato.
La dureza del agua también se cuenta en equivalentes. El grado alemán °dH son 10 mg de CaO por litro; el francés °fH, 10 mg de CaCO₃. Ambos se convierten a través de mEq: 1 mEq/L = 2,8 °dH = 5,0 °fH = 50 mg/L CaCO₃.
03 · Órdenes de magnitud
04 · Instrumentos de medida
05 · Reglas de escritura
06 · Unidades vecinas
07 · Sección histórica
El equivalente no forma parte del SI y nunca la formó. La IUPAC propone arreglarse con el mol e indicar qué se cuenta: n(½Ca²⁺) = 2 mmol significa lo mismo que 2 mEq de calcio. La notación es más larga, pero no hace falta una unidad aparte y la partícula se ve enseguida.
El principal peligro del equivalente: una misma sustancia puede tener un número distinto de ellos. El ácido fosfórico cede dos iones hidrógeno con fenolftaleína y uno con naranja de metilo. Por eso la etiqueta de una disolución indica siempre, junto a la normalidad, la reacción para la que se calculó.
Catálogo de magnitudes
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Una gota de ácido cambia el color del jugo, la sal tiñe la llama, el agua se congela con un golpe. Debajo, todas las fichas de Simetrium, por disciplina y por orden alfabético.
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