Ekvivalent
På ett amerikanskt blodprovssvar står ”K 4,2 mEq/L”, på ett europeiskt ”K 4,2 mmol/L”. Talen är lika eftersom kalium bär en laddning. För kalcium skiljer de sig med en faktor två: 2,5 mmol/L är 5 mEq/L. Ekvivalenten räknar inte partiklarna själva utan deras arbete: hur många vätejoner de ersätter eller hur många laddningar de bär.
Kemister använde ekvivalenter långt före molen. Syror och baser jämfördes efter hur mycket den ena neutraliserar den andra, därav lösningars normalitet: 1 N = 1 Eq/L. IUPAC avråder sedan länge från skrivsättet. Men ekvivalenterna har blivit kvar i medicin, vattenrening och markvetenskap.
| Beteckning | Eq · i praktiken mEq/L |
| Definition | 1 Eq = 1 mol / z — den substansmängd som reagerar med 1 mol H⁺ eller bär 1 mol laddning |
| Referensvärden | 1 mEq Ca²⁺ = 0,5 mmol = 20,04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22,99 mg · 1 Eq bär 96 485 C |
| Infördes | ekvivalentvikter — Richter, 1792 · normallösningar — 1800-talet · ingår inte i SI |
| Standarder | ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260 |
| Typiska värden | 140 mEq/L — Na⁺ i plasma · 5 mEq/L — Ca²⁺ · 546 mEq/L — Cl⁻ i havsvatten |
01 · Definition
En mol delad med laddningen
En mol saltsyra avger en mol vätejoner. En mol svavelsyra avger två. För att neutralisera dem behövs olika mycket bas. Ekvivalenten jämnar ut dem i förväg: 1 mol HCl är 1 Eq, 1 mol H₂SO₄ är 2 Eq.
Med joner är det likadant. Talet z är jonens laddning eller antalet vätejoner i reaktionen. Mängden ekvivalenter är substansmängden gånger z. Summan av katjonernas ekvivalenter i en lösning är alltid lika med anjonernas: lösningen är elektriskt neutral. På det vilar jonogrammet för blod till höger.
Plus och minus i blodet går jämnt upp
Den vänstra stapeln är plasmats katjoner, den högra anjonerna; höjden på varje block är dess koncentration. Turkosa block är positiva joner, violetta negativa. Det magentafärgade blocket är anjoner som labbet inte mäter: proteiner, fosfater, organiska syror. Dess höjd är lika med anjongapet. I mEq/L är staplarna alltid lika höga. Byt till mmol/L, så blir kalcium och magnesium hälften så höga och jämvikten försvinner.
Hur mycket väte en molekyl avger
I varje cell finns en strukturformel. Violett markerar de väteatomer som syran avger till basen; deras antal är z. Rosa markerar syre. Under formeln står hur många ekvivalenter en mol innehåller. Citronsyra har åtta väteatomer men avger bara tre — de i COOH-grupperna.
En millimol, olika antal ekvivalenter
I kolven finns 25 mL vatten och exakt 1 mmol syra, i byretten natronlut NaOH 0,100 mol/L. Öppna kranen: dropparna faller i kolven, omröraren blandar, elektroden mäter pH. Turkost visar basen och allt som hör till den: nivån i byretten, de tillsatta ekvivalenterna. Violett är syran och dess vätejoner. Magenta är indikatorn och ekvivalenspunkterna. Till höger registrerar en skärm titrerkurvan. Dess streckade linjer står där exakt 1, 2 och 3 ekvivalenter bas per mol syra har tillsatts. Under skärmen finns två staplar: hur många ekvivalenter syra som finns i kolven och hur mycket bas som redan har tillsatts. Tiden är verklig. Rör du ingenting på 20 s startar försöken av sig själva.
—
02 · Omräkning
| {n} | {v} | {note} |
För envärda joner — Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO₃⁻ — är mEq/L och mmol/L lika. För tvåvärda är mEq/L dubbelt så stort, för trevärda tre gånger. Därför ändras bara talen för kalcium, magnesium och fosfat när provsvar går över från mEq till mmol.
Vattenhårdhet räknas också i ekvivalenter. Den tyska graden °dH är 10 mg CaO per liter, den franska °fH 10 mg CaCO₃. Båda räknas om via mEq: 1 mEq/L = 2,8 °dH = 5,0 °fH = 50 mg/L CaCO₃.
03 · Storleksordningar
04 · Mätinstrument
05 · Skrivregler
06 · Grannenheter
07 · Historisk del
Ekvivalenten ingår inte i SI och har aldrig gjort det. IUPAC föreslår att man klarar sig med molen och anger vad som räknas: n(½Ca²⁺) = 2 mmol betyder detsamma som 2 mEq kalcium. Skrivsättet är längre, men ingen egen enhet behövs och partikeln syns direkt.
Ekvivalentens största fara: samma ämne kan ha olika många. Fosforsyra avger två vätejoner med fenolftalein och en med metylorange. Därför anges alltid, bredvid normaliteten på en lösnings etikett, den reaktion den är beräknad för.
Storhetskatalog
hela registret →SI-systemets sju grundenheter
En droppe syra ändrar saftens färg, salt färgar lågan, vatten fryser av en knackning. Under dem alla Simetriums blad, efter ämnesområde och i bokstavsordning.
Öppna registret →