QUAL È IL MILLIEQUIVALENTE? (ESEMPI DI CALCOLO) - CHIMICA

Il milliequivalente , come suggerisce il nome, è un millesimo di equivalente. Nonostante sia un'espressione di concentrazione che serve a poco, rispetto alla molarità, continua ad essere utilizzata in fisiologia e medicina perché alcune sostanze di loro interesse sono caricate elettricamente.

Cioè, sono sostanze ioniche che hanno una bassa concentrazione, quindi la concentrazione extracellulare e intracellulare di questi ioni, ad esempio: Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ , Cl ^- e HCO ₃ , sono solitamente espresse in milliequivalenti / litro (mEq / L). Ad esempio, la concentrazione di potassio extracellulare è di 5 mEq / L.

I milliequivalenti sono usati come millimoli per indicare la concentrazione di ioni in soluzione.

Il peso equivalente o grammo equivalente è la quantità di una sostanza che è in grado di produrre o combinarsi con una mole di cariche negative o con una mole di cariche positive. È anche la quantità di una sostanza che sostituisce o reagisce con una mole di ioni idrogeno (H ⁺ ) in una reazione ossido-base.

Se gli scienziati venissero interrogati sulla loro preferenza tra millimoli o milliequivalenti, risponderebbero all'unisono che preferiscono i millimoli. Questi sono più facili da capire, usare e sono anche indipendenti dalla reazione che viene eseguita con l'analita o la specie di interesse.

Esempi di calcolo

Un elemento in soluzione

Una soluzione acquosa contiene 36 g di calcio in forma ionica (Ca ²⁺ ) in 300 mL di essa. Sapendo che il peso atomico del calcio è 40 u, e la sua valenza è 2: calcola la concentrazione di calcio nella soluzione espressa in mEq / L.

Il peso equivalente di un elemento è uguale al suo peso atomico diviso per la sua valenza. Esprimendo detto peso atomico in moli e sapendo che ogni mole di calcio ha due equivalenti, abbiamo:

pEq = (40 g / mol) / (2 Eq / mol)

= 20 g / Eq

Da notare che il peso atomico non ha unità (al di fuori dell'amu), mentre il peso equivalente è espresso in unità (g / Eq). Ora esprimiamo la concentrazione di Ca ²⁺ in g / L:

Grammi di Ca ²⁺ / litro = 36 g / 0,3 L

= 120 g / L

Ma sappiamo che ogni equivalente ha una massa di 20 g. Pertanto, possiamo calcolare gli equivalenti totali in soluzione:

Equivalenti / litro = concentrazione (g / L) / peso equivalente (g / Eq)

Eq / L = (120 g / L) / (20 g / Eq)

= 6 Eq / L

E ogni equivalente contiene infine 1000 milliequivalenti:

mEq / L = 6 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 6.000 mEq / L

Una base o alcali

Una base, secondo Bronsted-Lowry, è un composto in grado di accettare protoni. Mentre per Lewis, una base è un composto capace di rinunciare o condividere una coppia di elettroni.

Vogliamo calcolare la concentrazione in mEq / L di una soluzione di 50 mg di idrossido di calcio, Ca (OH) ₂ , in 250 mL di soluzione acquosa. La massa molare dell'idrossido di calcio è pari a 74 g / mol.

Procediamo con la seguente formula:

Il peso equivalente di una base = peso molecolare / numero di idrossile

E quindi,

Il peso equivalente di Ca (OH) ₂ = peso molecolare / 2

pEq = (74 g / mol) / (2 Eq / mol)

= 37 g / Eq

Il peso equivalente può essere espresso come mg / mEq (37 mg / mEq) che semplifica il calcolo. Abbiamo 250 mL o 0,250 L di soluzione, il volume in cui sono disciolti i 50 mg di Ca (OH) ₂ ; calcoliamo quelli disciolti per un litro:

mg di idrossido di calcio / L = 50 mg (1 L / 0,25 L)

= 200 mg / L

Poi,

mEq / L = concentrazione (mg / L) / pEq (mg / mEq)

= (200 mg / L) / (37 mg / mEq)

= 5,40 mEq / L

Un acido

Il peso equivalente di un acido è uguale alla sua massa molare divisa per il suo numero di idrogeno. Sapendo questo, l'analisi dell'acido ortofosforico (H ₃ PO ₄ ) mostra che può essere completamente dissociato nel modo seguente:

H ₃ PO4 <=> 3 H ⁺ + PO ₄^3-

In questo caso:

pEq = pm / 3

Poiché l'acido fosforico si dissocia rilasciando 3 ioni H ⁺ , cioè 3 moli di carica positiva. Tuttavia, l'acido fosforico può dissociarsi in modo incompleto in H ₂ PO4 ^- o HPO ₄^2- .

Nel primo caso:

pEq = pm / 1

Poiché l'acido fosforico per formare H ₂ PO ₄^- rilascia solo un H ⁺ .

Nel secondo caso:

pEq = pm / 2

Poiché l'acido fosforico per formare HPO ₄^2- rilascia 2 H ⁺ .

Quindi, quanti mEq / L avrà una soluzione acquosa di 15 grammi di fosfato di sodio bibasico (Na ₂ HPO ₄ ), la cui massa molare è 142 g / mol, e viene sciolta in 1 litro di soluzione?

pEq Na ₂ HPO4 = peso molecolare / 2

= (142 g / mol) / (2 mEq / mol)

= 71 g / Eq

E calcoliamo Eq / L:

Eq / L = (grammi / litro) / (grammi / equivalente)

= (15 g / L) / (71 g / Eq)

= 0,211 Eq / L

Infine moltiplichiamo questo valore per 1000:

mEq / L = 0.211 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 211 mEq / L di Na ₂ HPO ₄

Ruggine di un metallo

Il peso equivalente di un ossido è uguale alla sua massa molare divisa per il pedice del metallo moltiplicato per la valenza del metallo.

Una soluzione contiene 40 grammi di ossido di bario (BaO) sciolti in 200 mL di soluzione acquosa. Calcola il numero di milliequivalenti di BaO in quel volume. La massa molare dell'ossido di bario è 153,3 g / mol.

pEq di BaO = (peso molecolare) / (Ba valenza Ba pedice)

= (153,3 g / mol) / (1 x 2)

= 76,65 g / Eq

Ma sappiamo che ci sono 40 g di BaO disciolto, quindi:

Eq / 200 mL = (40 g Ba / 200 mL) / (76,65 g / Eq)

= 0,52 Eq / 200 mL

Nota che se eseguiamo la divisione sopra avremo gli equivalenti in 1 litro di soluzione; la dichiarazione ci chiede di essere nei 200 mL. Infine, moltiplichiamo il valore ottenuto per 1000:

mEq / 200 mL = 0,52 Eq / 200 mL 1000 mEq / Eq

= 520 mEq / 200 mL

Un sale

Per calcolare il peso equivalente di un sale si segue la stessa procedura usata per un ossido di metallo.

Si desidera ottenere 50 mEq di cloruro ferrico (FeCl ₃ ) da una soluzione del sale contenente 20 grammi / litro. Il peso molecolare del cloruro ferrico è 161,4 g / mol: quale volume di soluzione si deve assumere?

Calcoliamo il suo peso equivalente:

pEq FeCl ₃ = (161,4 g / mol) / (1 x 3 Eq / mol)

= 53,8 g / Eq

Ma ci sono 20 g nella soluzione e vogliamo determinare quanti equivalenti FeCl ₃ totali sono disciolti:

Eq / L = concentrazione (g / L) / peso equivalente (g / Eq)

Eq / L = (20 g / L) / (53,8 g / Eq)

= 0,37 Eq / L FeCl ₃

Il valore che in milliequivalenti è:

Cloruro ferrico mEq / L = 0,37 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 370 mEq / L FeCl ₃

Ma non vogliamo 370 mEq ma 50 mEq. Pertanto, il volume V da prelevare viene calcolato come segue:

V = 50 mEq (1000 mL / 370 mEq)

= 135,14 mL

Questo risultato è stato ottenuto dal fattore di conversione, sebbene anche una semplice regola di tre avrebbe funzionato.

Commento finale

Gli equivalenti sono legati alla carica dei componenti di una reazione. Un numero di equivalenti di un catione reagisce con lo stesso numero di equivalenti di un anione per formare lo stesso numero di equivalenti del sale prodotto.

Ciò costituisce un vantaggio nel semplificare i calcoli stechiometrici, poiché in molti casi elimina la necessità di bilanciare le equazioni; processo che può essere macchinoso. Questo è il vantaggio che i milliequivalenti hanno rispetto ai millimoli.

Riferimenti

Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
Day, R. e Underwood, A. (1989). Chimica analitica quantitativa (quinto ed.). PEARSON Prentice Hall.
Wikipedia. (2019). Equivalente. Estratto da: es.wikipedia.org
Chimica. (Sf). Determinazione dei pesi equivalenti degli acidi. Estratto da: fullquimica.com
Beck, Kevin. (06 novembre 2019). Come calcolare un milliequivalente. Sciencing.com. Estratto da: sciencing.com

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