Equivalente
Uma análise ao sangue americana indica «K 4,2 mEq/L», uma europeia «K 4,2 mmol/L». Os números coincidem porque o potássio tem uma só carga. No cálcio diferem para o dobro: 2,5 mmol/L são 5 mEq/L. O equivalente não conta as partículas em si, mas o seu trabalho: quantos iões hidrogénio substituem ou quantas cargas transportam.
Os químicos usavam equivalentes muito antes da mole. Ácidos e bases comparavam-se por quanto um neutraliza o outro; daí a normalidade das soluções: 1 N = 1 Eq/L. A IUPAC desaconselha há muito esta notação. Mas os equivalentes ficaram na medicina, no tratamento de águas e na ciência do solo.
| Notação | Eq · na prática mEq/L |
| Definição | 1 Eq = 1 mol / z — a quantidade de substância que reage com 1 mol de H⁺ ou transporta 1 mol de cargas |
| Valores de referência | 1 mEq Ca²⁺ = 0,5 mmol = 20,04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22,99 mg · 1 Eq transporta 96 485 C |
| Introduzida | pesos equivalentes — Richter, 1792 · soluções normais — século XIX · não faz parte do SI |
| Normas | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260 |
| Valores típicos | 140 mEq/L — Na⁺ no plasma · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — Cl⁻ na água do mar |
01 · Definição
Uma mole dividida pela carga
Uma mole de ácido clorídrico cede uma mole de iões hidrogénio. Uma mole de ácido sulfúrico cede duas. Para os neutralizar é precisa uma quantidade diferente de base. O equivalente iguala-os à partida: 1 mol de HCl é 1 Eq, 1 mol de H₂SO₄ são 2 Eq.
Com os iões é igual. O número z é a carga do ião ou o número de iões hidrogénio na reação. A quantidade de equivalentes é a quantidade de substância multiplicada por z. A soma dos equivalentes dos catiões numa solução é sempre igual à dos aniões: a solução é eletricamente neutra. É nisso que assenta o ionograma do sangue à direita.
No sangue, os mais e os menos batem certo
A coluna da esquerda são os catiões do plasma, a da direita os aniões; a altura de cada bloco é a sua concentração. Os blocos turquesa são iões positivos, os violeta negativos. O bloco magenta são os aniões que o laboratório não mede: proteínas, fosfatos, ácidos orgânicos. A sua altura é igual ao hiato aniónico. Em mEq/L as colunas têm sempre a mesma altura. Mude para mmol/L: o cálcio e o magnésio descem para metade e a igualdade desaparece.
Quanto hidrogénio cede uma molécula
Cada célula tem uma fórmula de estrutura. A violeta, os átomos de hidrogénio que o ácido cede à base; o seu número é z. A rosa, o oxigénio. Sob a fórmula, quantos equivalentes há numa mole. O ácido cítrico tem oito átomos de hidrogénio, mas só cede três — os dos grupos COOH.
Uma milimole, um número diferente de equivalentes
No balão há 25 mL de água e exatamente 1 mmol de ácido; na bureta, soda NaOH 0,100 mol/L. Abra a torneira: as gotas caem no balão, o agitador mistura, o elétrodo mede o pH. A turquesa, a base e tudo o que lhe diz respeito: o nível na bureta, os equivalentes adicionados. A violeta, o ácido e os seus iões hidrogénio. A magenta, o indicador e os pontos de equivalência. À direita, um ecrã regista a curva de titulação. As suas linhas tracejadas estão onde se adicionaram exatamente 1, 2 e 3 equivalentes de base por mole de ácido. Sob o ecrã, duas barras: quantos equivalentes de ácido há no balão e quanta base já foi adicionada. O tempo é real. Se não tocar em nada durante 20 s, as experiências arrancam sozinhas.
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02 · Conversão
| {n} | {v} | {note} |
Para os iões monovalentes — Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO₃⁻ — mEq/L e mmol/L coincidem. Para os divalentes, mEq/L é o dobro; para os trivalentes, o triplo. Por isso, quando as análises passam de mEq para mmol, só mudam os números do cálcio, do magnésio e do fosfato.
A dureza da água também se conta em equivalentes. O grau alemão °dH são 10 mg de CaO por litro; o francês °fH, 10 mg de CaCO₃. Ambos se convertem por mEq: 1 mEq/L = 2,8 °dH = 5,0 °fH = 50 mg/L CaCO₃.
03 · Ordens de grandeza
04 · Instrumentos de medição
05 · Regras de escrita
06 · Unidades vizinhas
07 · Secção histórica
O equivalente não faz parte do SI e nunca fez. A IUPAC propõe arranjar-se com a mole e indicar o que se conta: n(½Ca²⁺) = 2 mmol significa o mesmo que 2 mEq de cálcio. A notação é mais longa, mas não é precisa uma unidade à parte e a partícula vê-se logo.
O principal perigo do equivalente: a mesma substância pode ter um número diferente deles. O ácido fosfórico cede dois iões hidrogénio com fenolftaleína e um com alaranjado de metilo. Por isso o rótulo de uma solução indica sempre, junto à normalidade, a reação para a qual foi calculada.
Catálogo de grandezas
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Uma gota de ácido muda a cor do sumo, o sal tinge a chama, a água congela com uma pancada. Por baixo, todas as fichas do Simetrium, por disciplina e por ordem alfabética.
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