表記

Eq は大文字の E と小文字の q。eq や mEq も見かける。ドイツの方法では val、mval と書く。

混同しないこと

mEq/L は当量を、mmol/L はモルを、mOsm/L は粒子を数える。Na⁺ では三つがほぼ一致するが、Ca²⁺ では一致しない。

プレートでは滴定が進んでいる。ビュレットのコックが開き、塩基の滴が硫酸の入ったフラスコに落ち、撹拌子が回る。フラスコの横の水素イオン二つが一つずつ消え、二つ目が消えると溶液が赤くなる。フェノールフタレインが当量点を示したのだ。画面では pH の跳びが曲線として描かれ、下の印が 20 mL に達する — 酸 1 mmol に対して塩基 2 mEq。

単位のパスポート · 化学当量

当量

SI 外の単位 · 量：当量の物質量、n(1/z X)

アメリカの血液検査票には「K 4.2 mEq/L」、ヨーロッパのものには「K 4.2 mmol/L」と書かれる。カリウムは電荷が一つなので数は同じだ。カルシウムでは2倍違う。2.5 mmol/L は 5 mEq/L になる。当量が数えるのは粒子そのものではなく、その働きだ。いくつの水素イオンと置き換わるか、いくつの電荷を運ぶか。

化学者はモルよりずっと前から当量を使っていた。酸と塩基は、一方が他方をどれだけ中和するかで比べられた。溶液の規定度はここから来ている：1 N = 1 Eq/L。IUPAC はこの書き方をもう長く勧めていない。それでも当量は医学、水処理、土壌学に残った。

記号	Eq · 実際には mEq/L
定義	1 Eq = 1 mol / z — 1 mol の H⁺ と反応する、または 1 mol の電荷を運ぶ物質の量
参考値	1 mEq Ca²⁺ = 0.5 mmol = 20.04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22.99 mg · 1 Eq が運ぶのは 96 485 C
導入	当量 — リヒター、1792 · 規定液 — 19世紀 · SI に含まれない
規格	ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260
代表的な値	140 mEq/L — 血漿中の Na⁺ · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — 海水中の Cl⁻

換算へ滴定へ

01 · 定義

電荷で割ったモル

塩酸1モルは水素イオンを1モル出す。硫酸1モルは2モル出す。中和に必要な塩基の量は違う。当量はそれを前もってそろえる：HCl 1 mol は 1 Eq、H₂SO₄ 1 mol は 2 Eq。

イオンも同じだ。z はイオンの電荷、または反応での水素イオンの数。当量の量は物質量に z を掛けたもの。溶液中の陽イオンの当量の和は、つねに陰イオンの当量の和に等しい。溶液は電気的に中性だからだ。右の血液のイオン図はこれに基づいている。

n_eq — 当量の量、Eq · n — 物質量、mol · z — 電荷または反応での H⁺ の数 · M — モル質量、g/mol · c — 濃度、mol/L · F = 96 485.332 C/mol

インタラクティブ · 血漿のイオン図

血液のプラスとマイナスはつり合う

左の柱は血漿の陽イオン、右は陰イオン。各ブロックの高さがその濃度だ。青緑のブロックは陽イオン、紫は陰イオン。マゼンタのブロックは検査室が測らない陰イオンで、タンパク質、リン酸、有機酸。その高さはアニオンギャップに等しい。mEq/L では二本の柱はいつも同じ高さになる。mmol/L に切り替えると、カルシウムとマグネシウムが半分に縮み、つり合いが消える。

左：陽イオン、右：陰イオン、

陽イオン

Na⁺ + K⁺ + Ca²⁺ + Mg²⁺

陰イオン

非測定分を含む

アニオンギャップ

Na⁺ − Cl⁻ − HCO₃⁻

化学式 · このページの反応1 mol あたりの当量

ハニカム · フラスコの酸

分子は水素をいくつ出すか

それぞれのセルに構造式がある。紫は酸が塩基に渡す水素原子で、その数が z。ピンクは酸素。式の下は 1 モルあたりの当量数。クエン酸には水素原子が八つあるが、出すのは三つだけ — COOH 基のものだ。

上と中央：フラスコの酸下：mmol より mEq が多いイオン

インタラクティブ · 塩基による滴定

1ミリモル、当量の数はさまざま

フラスコには水 25 mL とちょうど 1 mmol の酸、ビュレットには 0.100 mol/L の NaOH 塩基。コックを開くと、滴がフラスコに落ち、撹拌子が混ぜ、電極が pH を測る。青緑は塩基とそれに関わるすべて：ビュレットの液面、加えた当量。紫は酸とその水素イオン。マゼンタは指示薬と当量点。右の画面が滴定曲線を記録する。破線は、酸1モルあたり塩基をちょうど 1、2、3 当量加えたところにある。画面の下には二本の帯：フラスコに酸が何当量あるか、塩基をどれだけ加えたか。時間は実時間。20 s 何もしなければ、実験がひとりでに始まる。

左：操作盤、塩基と酸の当量右：塩基の体積に対する pH、mL · mEq の帯

フラスコの酸、1 mmol

表示灯

操作

ビュレットのコック閉

左端で閉、右端で全開、最大 1 mL/s。0.3 mL/s 未満では塩基は1滴ずつ、それより速いと細い流れになる。pH の跳びの近くでは、コックを閉じて1滴ずつ加えるのがよい。

加えた塩基

—

—

溶液の pH

—

—

酸の当量

—

—

ビュレットからの体積

—

—

グラフ · 曲線、化学種の分率、モルと当量

02 · 換算

イオン

1リットルあたりミリ当量で

1価のイオン — Na⁺、K⁺、Cl⁻、HCO₃⁻ — では mEq/L と mmol/L は同じ。2価では mEq/L が2倍、3価では3倍になる。だから検査票が mEq から mmol に変わっても、変わるのはカルシウム、マグネシウム、リン酸の数字だけだ。

水の硬度も当量で数える。ドイツ硬度 °dH は1リットルあたり CaO 10 mg、フランス硬度 °fH は CaCO₃ 10 mg。どちらも mEq を介して換算する：1 mEq/L = 2.8 °dH = 5.0 °fH = 50 mg/L CaCO₃。

03 · 桁の並び

当量濃度 1 µEq/L から 40 Eq/Lまで、対数目盛

04 · 測定器

ビュレットと指示薬

指示薬の色が変わるまで、ビュレットから塩基を1滴ずつ加える。目盛の体積に濃度を掛ければ、試料の当量が出る。精度は1滴、約 0.05 mL。

自動滴定装置

ピストン式ビュレットが滴定液をマイクロリットル単位で送り、電極が pH を記録する。装置は曲線の変曲点を自分で見つけ、当量を数える。ISO 9963 による水のアルカリ度やワインの酸度はこうして滴定する。

電解質分析装置

イオン選択電極はそれぞれ自分のイオンを感じ取る：ナトリウム、カリウム、塩化物。装置は mmol/L か mEq/L を表示する — 選ぶのは検査室だ。同じ数字から医師はアニオンギャップを計算する。

イオン交換カラム

カラムの樹脂はナトリウムイオンを保持し、水中のカルシウムと交換する：Na⁺ 二つで Ca²⁺ 一つ。樹脂の交換容量は1リットルあたりの Eq で書く。土壌の陽イオン交換容量も同じように cmol(+)/kg で測る。

05 · 表記の規則

正しい

Ca²⁺ 2.5 mmol/L = 5.0 mEq/L — イオンを明記

c(½H₂SO₄) = 0.1 mol/L — 0.1 N の代わりの IUPAC 表記

Na⁺ 140 mEq/L — 1価のイオンでは mmol/L と同じ

CEC 18 cmol(+)/kg — 土壌学の電荷当量

誤り

Ca 5 mmol/L — 当量のつもりなら誤差は2倍

1 N H₂SO₄ = 1 M H₂SO₄ — 実際は 0.5 mol/L

«3 Eq H₃PO₄» 反応を書かない — フェノールフタレインまでの滴定では二つ

mEq/kg ではなく mEq/L — 別の量。血漿では 7 % 違う

06 · 隣り合う単位

07 · 歴史の部

モールのビュレット

計量の覚え書き

当量は SI に含まれず、含まれたこともない。IUPAC はモルだけで済ませ、何を数えるかを明記するよう勧めている：n(½Ca²⁺) = 2 mmol はカルシウム 2 mEq と同じ意味だ。書き方は長くなるが、別の単位は要らず、粒子がすぐわかる。

当量の最大の落とし穴は、同じ物質でも当量の数が違いうることだ。リン酸はフェノールフタレインでは水素イオンを二つ、メチルオレンジでは一つ出す。だから溶液のラベルには、規定度の横にかならず、それを計算した反応が書かれる。

電荷のてんびん

量のカタログ

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土台 · 7 単位

SI の 7 つの基本単位

秒

モル

酸を一滴たらすとジュースの色が変わり、塩は炎に色をつけ、水はひとたたきで凍る。その下に、Simetrium のすべてのページが分野別・五十音順に並ぶ。

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08 · あなたの言語

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