SIMETRIUM .COM 1 Eq = 1 mol / z
非国际单位制 · mol/z
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Eq 2 EqpH 020 EqEqEqEqEqEq Eq Eq H⁺H⁺ 051015202530 1 Eq2 Eq mL NaOH 0.1 mol/L SYMBOL PLATE 1 Eq = 1 mol / zH₂SO₄ 1 mmol = 2 mEq ISO 80000-9 · n(½H₂SO₄) · mEq
大小写
Eq:大写 E 加小写 q。也常见 eq 和 mEq;德国的方法写作 val 和 mval。
不要混淆
mEq/L 数当量,mmol/L 数摩尔,mOsm/L 数粒子。对 Na⁺ 三者几乎相同,对 Ca²⁺ 则不然。
铭牌上正在滴定。滴定管的活塞打开,碱液一滴滴落进装着硫酸的烧瓶,搅拌子在转。烧瓶旁的两个氢离子一个接一个熄灭,第二个熄灭时溶液变红:酚酞标出了化学计量点。屏幕上,pH 突跃画成一条曲线,下方的标记走到 20 mL——每 1 mmol 酸用去 2 mEq 碱。
单位档案 · 化学当量

当量

非国际单位制单位 · 量:当量物质的量,n(1/z X)

美国的血液化验单上写「K 4.2 mEq/L」,欧洲的写「K 4.2 mmol/L」。数字相同,因为钾只带一个电荷。对钙则相差一倍:2.5 mmol/L 就是 5 mEq/L。当量数的不是粒子本身,而是它们的作用:能替代多少个氢离子,或者带多少个电荷。

化学家使用当量远早于摩尔。酸和碱按一种能中和另一种多少来比较,溶液的当量浓度由此而来:1 N = 1 Eq/L。IUPAC 早已不推荐这种写法。但当量留在了医学、水处理和土壤学中。

记号Eq · 实际中 mEq/L
定义1 Eq = 1 mol / z——与 1 mol H⁺ 反应或携带 1 mol 电荷的物质的量
参考值1 mEq Ca²⁺ = 0.5 mmol = 20.04 mg · 1 mEq Na⁺ = 22.99 mg · 1 Eq 携带 96 485 C
引入当量——里希特,1792 · 当量浓度溶液——19 世纪 · 不属于国际单位制
标准ISO 80000-9 · IUPAC Green Book · ISO 6059 · ISO 11260
典型值140 mEq/L——血浆中的 Na⁺ · 5 mEq/L——Ca²⁺ · 546 mEq/L——海水中的 Cl⁻
前往换算 前往滴定
01 · 定义

除以电荷的摩尔

一摩尔盐酸给出一摩尔氢离子。一摩尔硫酸给出两摩尔。要中和它们,需要的碱量不同。当量预先把它们拉平:1 mol HCl 是 1 Eq,1 mol H₂SO₄ 是 2 Eq。

离子也是如此。z 是离子的电荷,或反应中的氢离子数。当量的量等于物质的量乘以 z。溶液中阳离子的当量总和永远等于阴离子的当量总和:溶液呈电中性。右边的血液离子图就建立在这一点上。

n_eq——当量的量,Eq · n——物质的量,mol · z——电荷或反应中 H⁺ 的个数 · M——摩尔质量,g/mol · c——浓度,mol/L · F = 96 485.332 C/mol
交互 · 血浆离子图

血液中的正负电荷相互平衡

左柱是血浆中的阳离子,右柱是阴离子;每个方块的高度就是它的浓度。青色方块是正离子,紫色是负离子。品红色方块是实验室不测的阴离子:蛋白质、磷酸盐、有机酸。它的高度等于阴离子间隙。用 mEq/L 时,两根柱子总是一样高。切换到 mmol/L,钙和镁就矮了一半,平衡消失。

左:阳离子, 右:阴离子,
阳离子
Na⁺ + K⁺ + Ca²⁺ + Mg²⁺
阴离子
含未测定的
阴离子间隙
Na⁺ − Cl⁻ − HCO₃⁻

化学式 · 本页的反应每 1 mol 的当量
蜂巢 · 烧瓶里的酸

一个分子能给出多少氢

每个格子里是一个结构式。紫色标出的是酸交给碱的氢原子,它们的数目就是 z。粉色标出的是氧。式子下方写着一摩尔中有多少当量。柠檬酸有八个氢原子,却只给出三个——羧基 COOH 上的那三个。

S OOOO HH H₂SO₄z = 2 · 2 Eq/mol ClH HClz = 1 · 1 Eq/mol P OOOO HHH H₃PO₄z = 3 · 可见 2 Na⁺OH⁻ NaOH1 Eq/mol 碱 HHHOH C₆H₈O₇z = 3 · 3 COOH Ca²⁺1 mmol 40.08 mg= 2 mEq Al³⁺1 mmol 26.98 mg= 3 mEq
上方与中间:烧瓶里的酸下方:mEq 多于 mmol 的离子
交互 · 用碱滴定

一毫摩尔,当量数各不相同

烧瓶里有 25 mL 水和正好 1 mmol 酸,滴定管里是 0.100 mol/L 的 NaOH 碱液。打开活塞:液滴落进烧瓶,搅拌子搅匀,电极测 pH。青色表示碱以及与碱有关的一切:滴定管液面、加入的当量。紫色是酸和它的氢离子。品红是指示剂和化学计量点。右边的屏幕记录滴定曲线,虚线位于每摩尔酸恰好加入 1、2、3 当量碱的地方。屏幕下有两条:烧瓶里还有多少当量的酸,已经加了多少碱。时间是真实的。20 s 不操作,实验会自动开始。

左:控制台,碱和酸的当量右:pH 随碱体积的变化,mL · mEq 条
烧瓶中的酸,1 mmol
指示灯
操作
滴定管活塞关闭
最左是关闭,最右是全开,可到 1 mL/s。低于 0.3 mL/s 时碱液一滴滴地下,更快就成细流。接近 pH 突跃时,最好关上活塞,一滴一滴地加。
已加入的碱
—
—
溶液的 pH
—
—
酸的当量
—
—
滴定管流出的体积
—
—

—

图表 · 曲线、各形态分数与摩尔对当量

02 · 换算
离子
以毫当量每升计

对一价离子——Na⁺、K⁺、Cl⁻、HCO₃⁻——mEq/L 与 mmol/L 相同。二价离子的 mEq/L 是两倍,三价是三倍。所以化验单从 mEq 换成 mmol 时,只有钙、镁、磷酸盐的数字会变。

水的硬度也按当量计。德国度 °dH 是每升 10 mg CaO,法国度 °fH 是每升 10 mg CaCO₃。两者都经 mEq 换算:1 mEq/L = 2.8 °dH = 5.0 °fH = 50 mg/L CaCO₃。

03 · 数量级
当量浓度从 1 µEq/L 到 40 Eq/L,对数刻度

04 · 测量仪器
滴定管与指示剂
从滴定管一滴滴地加碱,直到指示剂变色。刻度上的体积乘以浓度,就是样品的当量。精度是一滴,约 0.05 mL。
8.72
自动滴定仪
活塞式滴定管按微升加入滴定剂,电极记录 pH。仪器自己找出曲线的拐点并计算当量。按 ISO 9963 测定水的碱度、葡萄酒的酸度,就是这样滴定的。
Na 140K 4.2Cl 103
电解质分析仪
离子选择电极各自感应自己的离子:钠、钾、氯。仪器显示 mmol/L 或 mEq/L——由实验室选择。医生用同样的数字算出阴离子间隙。
Ca²⁺ → 2Na⁺
离子交换柱
柱中的树脂吸着钠离子,用它们去换水里的钙:一个 Ca²⁺ 换两个 Na⁺。树脂的交换容量以每升 Eq 表示。土壤的阳离子交换量也这样测,单位是 cmol(+)/kg。
05 · 书写规则
正确
Ca²⁺ 2.5 mmol/L = 5.0 mEq/L ——注明离子
c(½H₂SO₄) = 0.1 mol/L ——IUPAC 写法,代替 0.1 N
Na⁺ 140 mEq/L ——对一价离子与 mmol/L 相同
CEC 18 cmol(+)/kg ——土壤学中的电荷当量
错误
Ca 5 mmol/L ——如果本意是当量,就差了一倍
1 N H₂SO₄ = 1 M H₂SO₄ ——实际是 0.5 mol/L
«3 Eq H₃PO₄» 未注明反应——滴定到酚酞时是两个
mEq/kg 而不是 mEq/L ——两个不同的量;在血浆中相差 7 %
06 · 相邻单位
07 · 历史部分
夹子 · 1855
莫尔滴定管
计量学札记

当量不属于国际单位制,过去也从未属于。IUPAC 建议只用摩尔,并注明数的是什么:n(½Ca²⁺) = 2 mmol 与 2 mEq 钙意思相同。写法长一些,但不需要单独的单位,粒子也一目了然。

当量最大的隐患是:同一种物质可以有不同的当量数。磷酸用酚酞时给出两个氢离子,用甲基橙时只给一个。所以溶液标签上在当量浓度旁边,总要写明它是按哪个反应算的。

Ca²⁺Na⁺Na⁺2 Eq = 2 Eq
电荷天平
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基础 · 7 个单位

国际单位制的七个基本单位

目录实验室:一杯紫甘蓝汁、一个燃烧器、冷板上的一杯水和一组齿轮
目录 · 所有量都在一页
目录入口处的实验室

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