Equivalent
Op een Amerikaanse bloeduitslag staat „K 4,2 mEq/L”, op een Europese „K 4,2 mmol/L”. De getallen zijn gelijk omdat kalium één lading draagt. Bij calcium verschillen ze een factor twee: 2,5 mmol/L is 5 mEq/L. Het equivalent telt niet de deeltjes zelf, maar hun werk: hoeveel waterstofionen ze vervangen of hoeveel ladingen ze dragen.
Chemici gebruikten equivalenten lang voor de mol. Zuren en logen vergeleek men naar hoeveel het een het ander neutraliseert; vandaar de normaliteit van oplossingen: 1 N = 1 Eq/L. IUPAC raadt deze notatie al lang af. Maar equivalenten zijn gebleven in de geneeskunde, de waterbehandeling en de bodemkunde.
| Aanduiding | Eq · in de praktijk mEq/L |
| Definitie | 1 Eq = 1 mol / z — de hoeveelheid stof die reageert met 1 mol H⁺ of 1 mol lading draagt |
| Referentiewaarden | 1 mEq Ca²⁺ = 0,5 mmol = 20,04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22,99 mg · 1 Eq draagt 96 485 C |
| Ingevoerd | equivalentgewichten — Richter, 1792 · normaaloplossingen — 19e eeuw · geen deel van het SI |
| Normen | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260 |
| Typische waarden | 140 mEq/L — Na⁺ in plasma · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — Cl⁻ in zeewater |
01 · Definitie
Een mol gedeeld door de lading
Een mol zoutzuur staat een mol waterstofionen af. Een mol zwavelzuur staat er twee af. Om ze te neutraliseren is een verschillende hoeveelheid loog nodig. Het equivalent maakt ze vooraf gelijk: 1 mol HCl is 1 Eq, 1 mol H₂SO₄ is 2 Eq.
Met ionen is het net zo. Het getal z is de lading van het ion of het aantal waterstofionen in de reactie. De hoeveelheid equivalenten is de hoeveelheid stof maal z. De som van de equivalenten van de kationen in een oplossing is altijd gelijk aan die van de anionen: de oplossing is elektrisch neutraal. Daarop berust het ionogram van het bloed rechts.
Plus en min in het bloed zijn in evenwicht
De linkerkolom zijn de kationen van het plasma, de rechter de anionen; de hoogte van elk blok is zijn concentratie. Turquoise blokken zijn positieve ionen, violette negatieve. Het magenta blok zijn de anionen die het lab niet meet: eiwitten, fosfaten, organische zuren. Zijn hoogte is gelijk aan de anion gap. In mEq/L zijn de kolommen altijd even hoog. Schakel naar mmol/L, en calcium en magnesium worden half zo hoog: het evenwicht verdwijnt.
Hoeveel waterstof een molecuul afstaat
Elke cel bevat een structuurformule. Violet gemarkeerd zijn de waterstofatomen die het zuur aan de loog afstaat; hun aantal is z. Roze gemarkeerd is zuurstof. Onder de formule staat hoeveel equivalenten een mol bevat. Citroenzuur heeft acht waterstofatomen, maar staat er maar drie af — die in de COOH-groepen.
Eén millimol, een verschillend aantal equivalenten
In de kolf zit 25 mL water en precies 1 mmol zuur; in de buret natronloog NaOH 0,100 mol/L. Open de kraan: druppels vallen in de kolf, de roerder mengt, de elektrode meet de pH. Turquoise toont de loog en alles wat erbij hoort: het niveau in de buret, de toegevoegde equivalenten. Violet is het zuur met zijn waterstofionen. Magenta de indicator en de equivalentiepunten. Rechts registreert een scherm de titratiecurve. De stippellijnen staan waar precies 1, 2 en 3 equivalenten loog per mol zuur zijn toegevoegd. Onder het scherm twee balken: hoeveel equivalenten zuur er in de kolf zitten en hoeveel loog al is toegevoegd. De tijd is echt. Raak je 20 s niets aan, dan lopen de proeven vanzelf.
—
02 · Omrekening
| {n} | {v} | {note} |
Voor eenwaardige ionen — Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO₃⁻ — zijn mEq/L en mmol/L gelijk. Voor tweewaardige is mEq/L twee keer zo groot, voor driewaardige drie keer. Daarom veranderen bij de overstap van uitslagen van mEq naar mmol alleen de getallen voor calcium, magnesium en fosfaat.
Ook waterhardheid wordt in equivalenten geteld. De Duitse graad °dH is 10 mg CaO per liter, de Franse °fH 10 mg CaCO₃. Beide worden via mEq omgerekend: 1 mEq/L = 2,8 °dH = 5,0 °fH = 50 mg/L CaCO₃.
03 · Ordes van grootte
04 · Meetinstrumenten
05 · Schrijfregels
06 · Naburige eenheden
07 · Historisch deel
Het equivalent hoort niet bij het SI en hoorde er nooit bij. IUPAC stelt voor het met de mol te doen en te vermelden wat er geteld wordt: n(½Ca²⁺) = 2 mmol betekent hetzelfde als 2 mEq calcium. De notatie is langer, maar er is geen aparte eenheid nodig en het deeltje is meteen zichtbaar.
Het grootste gevaar van het equivalent: één stof kan er een verschillend aantal van hebben. Fosforzuur staat met fenolftaleïne twee waterstofionen af, met methyloranje één. Daarom staat op het etiket van een oplossing naast de normaliteit altijd de reactie waarvoor die berekend is.
Catalogus van grootheden
de hele index →De zeven SI-basiseenheden
Een druppel zuur verandert de kleur van het sap, zout kleurt de vlam, water bevriest door een tik. Daaronder alle bladen van Simetrium, per vakgebied en alfabetisch.
Index openen →