Miliekvivalentů, jak již název napovídá, je jedna tisícina ekvivalentní. Ačkoli je to výraz koncentrace, který je ve srovnání s molaritou málo užitečný, nadále se používá ve fyziologii a medicíně, protože některé látky, o které je zájem, jsou elektricky nabity.
To znamená, že jsou iontové látky, které mají nízkou koncentraci, tak extracelulární a intracelulární koncentrace těchto iontů, například: Na +, K +, Ca 2+, Cl - a HCO 3, jsou obvykle vyjádřeny v miliekvivalentech / litr (mEq / L). Například extracelulární koncentrace draslíku je 5 mEq / L.
Miliekvivalenty se používají jako milimoly k označení koncentrace iontů v roztoku.
Ekvivalentní hmotnost nebo gramový ekvivalent je množství látky, které je schopné produkovat nebo kombinovat s jedním molem negativních nábojů nebo s jedním molem pozitivních nábojů. Je to také množství látky, které v reakci na oxidové bázi nahrazuje nebo reaguje s jedním molem vodíkových iontů (H +).
Kdyby byli vědci dotázáni na jejich preferenci mezi milimetry nebo miliekvivalenty, odpověděli jednotně, že dávají přednost milimolům. Ty jsou snáze pochopitelné, použitelné a jsou také nezávislé na reakci, která se provádí s analyzovaným nebo sledovaným druhem.
Příklady výpočtu
Prvek v řešení
Vodný roztok obsahuje 36 g vápníku v iontové formě (Ca 2+) ve 300 ml. S vědomím, že atomová hmotnost vápníku je 40 u a jeho valence je 2: vypočítejte koncentraci vápníku v roztoku vyjádřenou v mEq / L.
Ekvivalentní hmotnost prvku se rovná jeho atomové hmotnosti dělené jeho valencí. Vyjádření atomové hmotnosti v molech a s vědomím, že každý mol vápníku má dva ekvivalenty, máme:
pEq = (40 g / mol) / (2 ekv. / mol)
= 20 g / ekv
Je třeba poznamenat, že atomová hmotnost nemá žádné jednotky (mimo amu), zatímco ekvivalentní hmotnost je vyjádřena v jednotkách (g / ekv.). Nyní vyjadřujeme koncentraci Ca 2+ v g / l:
Gramy Ca2 + / litr = 36 g / 0,3 l
= 120 g / l
Víme však, že každý ekvivalent má hmotnost 20 g. Proto můžeme vypočítat celkové ekvivalenty v řešení:
Ekvivalenty / litr = koncentrace (g / l) / ekvivalentní hmotnost (g / ekv.)
Eq / L = (120 g / l) / (20 g / ekv.)
= 6 ekv. / L
A každý ekvivalent nakonec obsahuje 1000 miliekvivalentů:
mEq / L = 6 ekv. / 1 1000 mEq / ekv
= 6 000 mEq / L
Zásada nebo zásady
Základem je podle Bronsted-Lowryho sloučenina, která je schopna přijmout protony. Zatímco pro Lewise je základna sloučenina schopná vzdát se nebo sdílet pár elektronů.
Chceme vypočítat koncentraci roztoku 50 mg hydroxidu vápenatého, Ca (OH) 2 v mEq / l ve 250 ml vodného roztoku. Molární hmotnost hydroxidu vápenatého se rovná 74 g / mol.
Postupujeme následujícím vzorcem:
Ekvivalentní hmotnost báze = molekulová hmotnost / hydroxylové číslo
A proto, Ekvivalentní hmotnost Ca (OH) 2 = molekulová hmotnost / 2
pEq = (74 g / mol) / (2 ekv. / mol)
= 37 g / ekv
Ekvivalentní hmotnost může být vyjádřena jako mg / mEq (37 mg / mEq), což zjednodušuje výpočet. Máme 250 ml nebo 0,250 1 roztoku, objem, ve kterém je rozpuštěno 50 mg Ca (OH) 2; počítáme rozpuštěné na litr:
mg hydroxidu vápenatého / l = 50 mg (1 l / 0,25 l)
= 200 mg / l
Pak, mEq / L = koncentrace (mg / l) / pEq (mg / mEq)
= (200 mg / l) / (37 mg / mEq)
= 5,40 mekv / l
Kyselina
Ekvivalentní hmotnost kyseliny se rovná její molární hmotnosti dělené jejím vodíkovým číslem. S vědomím toho, analýza kyseliny orthofosforečné (H 3 PO 4), ukazuje, že může být zcela rozpustné ve následujícím způsobem:
H 3 PO4 <=> 3 H + + PO 4 3-
V tomto případě:
pEq = pm / 3
Protože kyselina fosforečná disociuje uvolňování 3 H + iontů, tj. 3 mol pozitivního náboje. Nicméně, kyselina fosforečná může neúplně disociují na H 2 PO4 - nebo HPO 4 2-.
V prvním případě:
pEq = pm / 1
Protože kyselina fosforečná tvoří H 2 PO 4 - uvolňuje pouze jednu H +.
V druhém případě:
pEq = pm / 2
Vzhledem k tomu, že kyselina fosforečná tvoří HPO 4 2- uvolňuje 2 H +.
Tak, jak mnoho mmol / L se vodný roztok 15 g dvojsytného fosforečnanu sodného (Na 2 HPO 4), jehož molekulová hmotnost je 142 g / mol, a je rozpuštěn v 1 litru roztoku se?
Peq Na 2 HPO4 = molekulová hmotnost / 2
= (142 g / mol) / (2 mekv / mol)
= 71 g / ekv
A počítáme Eq / L:
Eq / L = (gramy / litr) / (gramy / ekvivalent)
= (15 g / l) / (71 g / ekv.)
= 0,211 ekv. / L
Nakonec tuto hodnotu vynásobíme 1000:
mEq / L = 0,211 Eq / L 1000 mEq / Eq
= 211 mmol / l Na 2 HPO 4
Rez z kovu
Ekvivalentní hmotnost oxidu se rovná jeho molární hmotnosti dělené indexem kovu vynásobeným valencí kovu.
Roztok obsahuje 40 gramů oxidu barnatého (BaO) rozpuštěného ve 200 ml vodného roztoku. Vypočítejte počet miliekvivalentů BaO v tomto objemu. Molární hmotnost oxidu barnatého je 153,3 g / mol.
pEq BaO = (molekulová hmotnost) / (index Ba valence Ba)
= (153,3 g / mol) / (1 x 2)
= 76,65 g / ekv
Víme však, že existuje 40 g rozpuštěného BaO, takže:
Eq / 200 ml = (40 g Ba / 200 ml) / (76,65 g / ekv.)
= 0,52 ekv. / 200 ml
Všimněte si, že pokud provedeme rozdělení výše, budeme mít ekvivalenty v 1 litru roztoku; prohlášení nás žádá, abychom byli v 200 ml. Nakonec vynásobíme hodnotu získanou 1000:
mEq / 200 ml = 0,52 ekv. / 200 ml 1 000 mekv / ekv
= 520 mekv / 200 ml
Sůl
Pro výpočet ekvivalentní hmotnosti soli se použije stejný postup jako pro oxid kovu.
Je žádoucí získat 50 mEq chloridu železitého (FeCl 3), z roztoku soli obsahujícího 20 gramů / litr. Molekulová hmotnost chloridu železitého je 161,4 g / mol: jaký objem roztoku by měl být odebrán?
Vypočítáme jeho ekvivalentní hmotnost:
Peq FeCl 3 = (161,4 g / mol) / (1 x 3 Eq / mol)
= 53,8 g / ekv
Ale tam jsou 20 g v roztoku, a my chceme zjistit, kolik celkem FeCl 3 ekvivalenty se rozpustí:
Eq / L = koncentrace (g / l) / ekvivalentní hmotnost (g / ekv.)
Eq / L = (20 g / l) / (53,8 g / ekv.)
= 0,37 Eq / L FeCl 3
Hodnota, která v miliekvivalentech je:
Chlorid železitý mEq / L = 0,37 ekv. / 1 1000 mekv / ekv
= 370 mmol / L FeCl 3
Nechceme však 370 mEq, ale 50 mEq. Objem V, který se má odebrat, se proto vypočítá takto:
V = 50 mEq (1000 ml / 370 mEq)
= 135,14 ml
Tento výsledek byl získán konverzním faktorem, i když by také fungovalo jednoduché pravidlo tří.
Závěrečný komentář
Ekvivalenty se vztahují k náboji složek reakce. Množství ekvivalentů kationtu reaguje se stejným počtem ekvivalentů aniontu za vzniku stejného počtu ekvivalentů vyrobené soli.
To představuje výhodu při zjednodušování stechiometrických výpočtů, protože v mnoha případech to eliminuje potřebu vyvážení rovnic; proces, který může být těžkopádný. To je výhoda, kterou miliekvivalenty mají nad milimetry.
Reference
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. ed.). CENGAGE Učení.
- Day, R., & Underwood, A. (1989). Kvantitativní analytická chemie (páté vydání). PEARSON Prentice Hall.
- Wikipedia. (2019). Ekvivalent. Obnoveno z: es.wikipedia.org
- Chemie. (sf). Stanovení ekvivalentních hmotností kyselin. Obnoveno z: fullquimica.com
- Beck, Kevine. (6. listopadu 2019). Jak vypočítat miliekvivalent. Sciencing.com. Obnoveno z: sciencing.com