Supapich Methaset/Shutterstock

In de scheikunde beschrijft concentratie hoeveel van een stof aanwezig is per volume-eenheid. Hoewel concentratie kan verwijzen naar massa, is het ook van toepassing op elke kwantificeerbare entiteit (gasmoleculen, ionen of zelfs fotonen) binnen een oplossing.

Wanneer een vaste stof oplost in een vloeistof, kan de concentratie van de resulterende oplossing op meerdere manieren worden uitgedrukt. Chemische reacties zijn afhankelijk van de verhouding van de reagerende deeltjes, en niet alleen van hun massa, waardoor de concepten van mollen, equivalenten en milli-equivalenten essentieel zijn, vooral in de geneeskunde en de klinische farmacologie.

Mollen en molecuulgewicht

Beschouw een eenvoudige reactie:één kalium (K) atoom reageert met één chloor (Cl) atoom om kaliumchloride (KCl) te vormen zonder overtollige atomen. Deze verhouding van 1:1 is te wijten aan stoichiometrie en niet aan gelijke massa's.

Een mol bevat 6,02×10²³ entiteiten:atomen of moleculen. De molaire massa van elk element (de massa van één mol in gram) staat vermeld in het periodiek systeem; De molaire massa van koolstof is bijvoorbeeld 12,011 g/mol.

Molaire massa's variëren sterk binnen het periodiek systeem, van waterstof (1,008 g/mol) tot uranium (238,028 g/mol), wat het toenemende aantal protonen en neutronen in zwaardere elementen weerspiegelt.

Mollen en equivalenten

Wanneer een opgeloste stof oplost, kan deze dissociëren in meerdere ionen, die elk bijdragen aan de elektrische lading van de oplossing. De valentie van een opgeloste stof kwantificeert dit:één KCl-molecuul dissocieert in twee ionen (K⁺ en Cl⁻), waardoor KCl een valentie van 2 krijgt.

Op dezelfde manier valt calciumchloride (CaCl₂) uiteen in drie ionen (één Ca²⁺ en twee Cl⁻), dus de valentie ervan is 3. Het equivalent – en zijn millimolaire tegenhanger, het milli-equivalent (mEq) – is verantwoordelijk voor zowel de massa van de opgeloste stof als de valentie ervan:

(mEq =(massa × valentie) / MW)

Hier worden de massa en de molaire massa (MW) uitgedrukt in milligram. Concentratie in equivalenten per liter is een standaardeenheid, gewoonlijk geschreven als mEq/L.

Voorbeelden van mEq/L

1. Kalium in 750 ml oplossing – Een K⁺-concentratie van 58,65 mg/l met een molaire massa van 39,1 g/mol (39.100 mg/mol).

Bereken eerst de totale massa kalium:58,65 mg/l x 0,75 l =43,9875 mg.

Met een valentie van 1, mEq =(43,9875 mg × 1) / 39.100 mg/mol =0,001125 mol ≈ 1,13 mEq.

2. NaCl in 400 ml oplossing – 30 mg NaCl per 400 ml, molecuulgewicht 58,44 g/mol (58.440 mg/mol).

NaCl dissocieert in twee ionen, dus valentie =2. mEq =(30 mg × 2) / 58.440 mg/mol =0,001026 mol ≈ 1,03 mEq.

Om dit uit te drukken als een concentratie:1,03 mEq / 0,4 L =2,575 mEq/L.