Echivalent
Pe un buletin american de analize de sânge scrie „K 4,2 mEq/L”, pe unul european „K 4,2 mmol/L”. Numerele coincid pentru că potasiul are o singură sarcină. La calciu diferă de două ori: 2,5 mmol/L înseamnă 5 mEq/L. Echivalentul nu numără particulele în sine, ci munca lor: câți ioni de hidrogen înlocuiesc sau câte sarcini poartă.
Chimiștii foloseau echivalenții cu mult înaintea molului. Acizii și bazele se comparau după cât neutralizează unul pe celălalt, de aici normalitatea soluțiilor: 1 N = 1 Eq/L. IUPAC nu mai recomandă de mult această notație. Dar echivalenții au rămas în medicină, în tratarea apei și în știința solului.
| Notație | Eq · în practică mEq/L |
| Definiție | 1 Eq = 1 mol / z — atâta substanță câtă reacționează cu 1 mol de H⁺ sau poartă 1 mol de sarcini |
| Valori de referință | 1 mEq Ca²⁺ = 0,5 mmol = 20,04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22,99 mg · 1 Eq poartă 96 485 C |
| Introdusă | greutăți echivalente — Richter, 1792 · soluții normale — secolul al XIX-lea · nu face parte din SI |
| Standarde | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260 |
| Valori tipice | 140 mEq/L — Na⁺ în plasmă · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — Cl⁻ în apa de mare |
01 · Definiție
Un mol împărțit la sarcină
Un mol de acid clorhidric cedează un mol de ioni de hidrogen. Un mol de acid sulfuric — doi. Pentru a-i neutraliza e nevoie de cantități diferite de bază. Echivalentul îi egalează dinainte: 1 mol de HCl este 1 Eq, 1 mol de H₂SO₄ — 2 Eq.
La ioni e la fel. Numărul z este sarcina ionului sau numărul de ioni de hidrogen din reacție. Cantitatea de echivalenți este cantitatea de substanță înmulțită cu z. Suma echivalenților cationilor dintr-o soluție este mereu egală cu cea a anionilor: soluția este neutră din punct de vedere electric. Pe asta se sprijină ionograma sângelui din dreapta.
Plusurile și minusurile din sânge se echilibrează
Coloana din stânga reprezintă cationii plasmei, cea din dreapta anionii; înălțimea fiecărui bloc este concentrația lui. Blocurile turcoaz sunt ioni pozitivi, cele violete — negativi. Blocul magenta reprezintă anionii pe care laboratorul nu-i măsoară: proteine, fosfați, acizi organici. Înălțimea lui este egală cu golul anionic. În mEq/L coloanele au mereu aceeași înălțime. Treceți pe mmol/L, iar calciul și magneziul scad la jumătate — egalitatea dispare.
Cât hidrogen cedează o moleculă
În fiecare celulă este o formulă de structură. Cu violet sunt marcați atomii de hidrogen pe care acidul îi cedează bazei; numărul lor este z. Cu roz este marcat oxigenul. Sub formulă — câți echivalenți sunt într-un mol. Acidul citric are opt atomi de hidrogen, dar cedează doar trei — cei din grupele COOH.
Un milimol, un număr diferit de echivalenți
În balon sunt 25 mL de apă și exact 1 mmol de acid, în biuretă — bază NaOH 0,100 mol/L. Deschideți robinetul: picăturile cad în balon, agitatorul amestecă, electrodul măsoară pH-ul. Cu turcoaz e arătată baza și tot ce ține de ea: nivelul din biuretă, echivalenții adăugați. Cu violet — acidul și ionii lui de hidrogen. Cu magenta — indicatorul și punctele de echivalență. În dreapta, un ecran înregistrează curba de titrare. Liniile ei punctate stau acolo unde s-au adăugat exact 1, 2 și 3 echivalenți de bază la un mol de acid. Sub ecran sunt două bare: câți echivalenți de acid sunt în balon și câtă bază s-a adăugat deja. Timpul este real. Dacă nu atingeți nimic 20 s, experimentele pornesc singure.
—
02 · Conversie
| {n} | {v} | {note} |
Pentru ionii monovalenți — Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO₃⁻ — mEq/L și mmol/L coincid. Pentru cei bivalenți mEq/L e de două ori mai mare, pentru cei trivalenți — de trei ori. De aceea, la trecerea buletinelor de la mEq la mmol se schimbă doar cifrele calciului, magneziului și fosfatului.
Și duritatea apei se socotește în echivalenți. Gradul german °dH înseamnă 10 mg CaO pe litru, cel francez °fH — 10 mg CaCO₃. Ambele se convertesc prin mEq: 1 mEq/L = 2,8 °dH = 5,0 °fH = 50 mg/L CaCO₃.
03 · Ordine de mărime
04 · Instrumente de măsură
05 · Reguli de scriere
06 · Unități vecine
07 · Secțiune istorică
Echivalentul nu face parte din SI și nici n-a făcut vreodată. IUPAC propune să ne descurcăm cu molul și să indicăm ce numărăm: n(½Ca²⁺) = 2 mmol înseamnă același lucru ca 2 mEq de calciu. Notația e mai lungă, dar nu mai e nevoie de o unitate aparte, iar particula se vede imediat.
Pericolul principal al echivalentului: aceeași substanță poate avea un număr diferit de echivalenți. Acidul fosforic cedează doi ioni de hidrogen cu fenolftaleina și unul cu metiloranjul. De aceea pe eticheta unei soluții, lângă normalitate, se trece mereu reacția pentru care a fost calculată.
Catalogul mărimilor
tot indexul →Cele șapte unități fundamentale SI
O picătură de acid schimbă culoarea sucului, sarea colorează flacăra, apa îngheață la o lovitură. Sub ele, toate fișele Simetrium, pe discipline și în ordine alfabetică.
Deschide indexul →