Регистр

Eq с прописной: E и строчная q. Встречаются eq и mEq, в немецких методиках — val и mval.

Не путать

mEq/L — эквиваленты, mmol/L — моли, mOsm/L — частицы. У Na⁺ все три почти совпадают, у Ca²⁺ — нет.

На плите — титрование. Кран бюретки открывается, капли щёлочи падают в колбу с серной кислотой, мешалка крутится. Два иона водорода рядом с колбой гаснут по одному, а когда гаснет второй, раствор краснеет. Это фенолфталеин отметил точку эквивалентности. На экране скачок pH записывается кривой, внизу метка доходит до 20 mL — это 2 mEq щёлочи на 1 mmol кислоты.

Паспорт единицы · химический эквивалент

Эквивалент

Внесистемная единица · величина: количество вещества эквивалентов, n(1/z X)

В американском бланке анализа крови стоит «K 4,2 mEq/L», в европейском — «K 4,2 mmol/L». Числа совпадают, потому что у калия один заряд. У кальция они расходятся вдвое: 2,5 mmol/L — это 5 mEq/L. Эквивалент считает не сами частицы, а их работу: сколько ионов водорода они заменяют или сколько зарядов несут.

Химики пользовались эквивалентами задолго до моля. Кислоту и щёлочь сравнивали по тому, сколько одна гасит другую, отсюда нормальность растворов: 1 N = 1 Eq/L. IUPAC эту запись давно не рекомендует. Но эквиваленты остались в медицине, водоподготовке и почвоведении.

Обозначение	Eq · на практике mEq/L
Определение	1 Eq = 1 mol / z — столько вещества, сколько реагирует с 1 mol H⁺ или несёт 1 mol зарядов
Опорные значения	1 mEq Ca²⁺ = 0,5 mmol = 20,04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22,99 mg · 1 Eq несёт 96 485 C
Введена	эквивалентные веса — Рихтер, 1792 · нормальные растворы — XIX век · в СИ не входит
Стандарты	ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260
Типичные значения	140 mEq/L — Na⁺ в плазме · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — Cl⁻ в морской воде

К пересчёту К титрованию

01 · Определение

Моль, поделённый на заряд

Один моль соляной кислоты отдаёт один моль ионов водорода. Один моль серной — два. Чтобы нейтрализовать их, нужно разное количество щёлочи. Эквивалент уравнивает их заранее: 1 mol HCl — это 1 Eq, 1 mol H₂SO₄ — 2 Eq.

С ионами так же. Число z — заряд иона или число ионов водорода в реакции. Количество эквивалентов равно количеству вещества, умноженному на z. Сумма эквивалентов катионов в растворе всегда равна сумме эквивалентов анионов: раствор электрически нейтрален. На этом стоит ионограмма крови справа.

n_eq — количество эквивалентов, Eq · n — количество вещества, mol · z — заряд или число H⁺ в реакции · M — молярная масса, g/mol · c — концентрация, mol/L · F = 96 485,332 C/mol

Интерактив · ионограмма плазмы

Плюсы и минусы в крови сходятся

Левая колонна — катионы плазмы, правая — анионы, высота каждого блока — его концентрация. Бирюзовые блоки — положительные ионы, лиловые — отрицательные. Малиновый блок — анионы, которые лаборатория не меряет: белки, фосфаты, органические кислоты. Его высота равна анионному промежутку. В mEq/L колонны всегда одной высоты. Переключите на mmol/L, и кальций с магнием станут вдвое ниже, равенство пропадёт.

слева: катионы, справа: анионы,

Катионы

Na⁺ + K⁺ + Ca²⁺ + Mg²⁺

Анионы

с неизмеряемыми

Анионный промежуток

Na⁺ − Cl⁻ − HCO₃⁻

Химические формулы · реакции листаэквиваленты на 1 mol

Соты · кислоты из колбы

Сколько водорода отдаёт молекула

В каждой соте — структурная формула. Лиловым отмечены атомы водорода, которые кислота отдаёт щёлочи, их число и есть z. Розовым отмечен кислород. Под формулой — сколько эквивалентов в одном моле. У лимонной кислоты восемь атомов водорода, но отдаёт она только три — те, что сидят в группах COOH.

вверху и в центре: кислоты из колбывнизу: ионы, у которых mEq больше, чем mmol

Интерактив · титрование щёлочью

Один миллимоль, разное число эквивалентов

В колбе 25 mL воды и ровно 1 mmol кислоты, в бюретке щёлочь NaOH 0,100 mol/L. Откройте кран: капли падают в колбу, мешалка размешивает, электрод меряет pH. Бирюзовым показана щёлочь и всё, что с ней связано: уровень в бюретке, добавленные эквиваленты. Лиловым — кислота и её ионы водорода. Малиновым — индикатор и точки эквивалентности. Справа экран записывает кривую титрования. Пунктиры на нём стоят там, где щёлочи добавлено ровно 1, 2 и 3 эквивалента на моль кислоты. Под экраном две полосы: сколько эквивалентов кислоты в колбе и сколько щёлочи уже добавлено. Время реальное. Если 20 s ничего не трогать, опыты пойдут сами.

слева: пульт, эквиваленты щёлочи и кислотысправа: pH по объёму щёлочи, mL · полосы mEq

Кислота в колбе, 1 mmol

Индикатор

Действия

Кран бюреткизакрыт

Слева кран закрыт, справа открыт полностью, до 1 mL/s. До 0,3 mL/s щёлочь идёт каплями, быстрее — струйкой. У скачка pH лучше закрывать кран и добавлять по капле.

Щёлочи добавлено

—

—

pH раствора

—

—

Эквиваленты кислоты

—

—

Объём из бюретки

—

—

График · кривая, доли форм и моль против эквивалента

02 · Пересчёт

Ион

В миллиэквивалентах на литр

Для одновалентных ионов — Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO₃⁻ — mEq/L и mmol/L совпадают. Для двухвалентных mEq/L вдвое больше, для трёхвалентных — втрое. Поэтому при переходе бланков с mEq на mmol меняются только числа кальция, магния и фосфата.

Жёсткость воды тоже считают эквивалентами. Немецкий градус °dH — 10 mg CaO на литр, французский °fH — 10 mg CaCO₃. Оба переводятся через mEq: 1 mEq/L = 2,8 °dH = 5,0 °fH = 50 mg/L CaCO₃.

03 · Порядки величин

Концентрация эквивалентов от 1 µEq/L до 40 Eq/L, шкала логарифмическая

04 · Приборы измерения

бюретка и индикатор

Щёлочь из бюретки добавляют по каплям, пока индикатор не сменит цвет. Объём на шкале, умноженный на концентрацию, даёт эквиваленты пробы. Точность — одна капля, около 0,05 mL.

автотитратор

Поршневая бюретка подаёт титрант микролитрами, электрод пишет pH. Прибор сам находит точку перегиба кривой и считает эквиваленты. Так титруют по ISO 9963 щёлочность воды и кислотность вина.

анализатор электролитов

Ионоселективные электроды чувствуют каждый свой ион: натрий, калий, хлорид. Прибор показывает mmol/L или mEq/L, это выбор лаборатории. Из тех же чисел врач считает анионный промежуток.

ионообменная колонка

Смола в колонке держит ионы натрия и меняет их на кальций из воды: один Ca²⁺ на два Na⁺. Ёмкость смолы пишут в Eq на литр. Так же меряют ёмкость катионного обмена почвы, в cmol(+)/kg.

05 · Правила записи

Верно

Ca²⁺ 2,5 mmol/L = 5,0 mEq/L — с указанием иона

c(½H₂SO₄) = 0,1 mol/L — запись IUPAC вместо 0,1 N

Na⁺ 140 mEq/L — для одновалентного иона то же, что mmol/L

ЕКО 18 cmol(+)/kg — эквиваленты заряда в почвоведении

Неверно

Ca 5 mmol/L — если имелись в виду эквиваленты, ошибка вдвое

1 N H₂SO₄ = 1 M H₂SO₄ — на самом деле 0,5 mol/L

«3 Eq H₃PO₄» без реакции — в титровании до фенолфталеина их два

mEq/kg вместо mEq/L — разные величины, у плазмы они расходятся на 7 %

06 · Соседние единицы

07 · Исторический раздел

бюретка Мора

Метрологическая заметка

Эквивалент не входит в СИ и никогда не входил. IUPAC предлагает обходиться молем и указывать, что считают: n(½Ca²⁺) = 2 mmol значит то же, что 2 mEq кальция. Запись длиннее, зато не нужно отдельной единицы, и сразу видна частица.

Главная опасность эквивалента — у одного вещества их может быть разное число. Фосфорная кислота с фенолфталеином отдаёт два иона водорода, с метиловым оранжевым — один. Поэтому в паспорте раствора рядом с нормальностью всегда стоит реакция, для которой она посчитана.

весы зарядов

Каталог величин

весь указатель →

основа системы · 7 единиц

Семь основных единиц СИ

Указатель · все величины на одной странице

Лаборатория у входа в указатель

Капля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.

Открыть указатель →

08 · Ваш язык

каждая ссылка — настоящая страница локали

Читайте на своём языке

переведён и вычитанчерновой переводв очереди