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In chimica, la concentrazione descrive la quantità di sostanza presente per unità di volume. Sebbene la concentrazione possa riferirsi alla massa, si applica anche a qualsiasi entità quantificabile (molecole di gas, ioni o persino fotoni) all'interno di una soluzione.
Quando un solido si dissolve in un liquido, la concentrazione della soluzione risultante può essere espressa in diversi modi. Le reazioni chimiche dipendono dal rapporto tra le particelle che reagiscono, non solo dalla loro massa, rendendo essenziali i concetti di moli, equivalenti e milliequivalenti, soprattutto in medicina e farmacologia clinica.
Considera una reazione semplice:un atomo di potassio (K) reagisce con un atomo di cloro (Cl) per formare cloruro di potassio (KCl) senza atomi in eccesso. Questo rapporto 1:1 è dovuto alla stechiometria, non alle masse uguali.
Una talpa contiene 6,02×10²³ entità:atomi o molecole. La massa molare di ogni elemento (la massa di una mole in grammi) è elencata nella tavola periodica; ad esempio, la massa molare del carbonio è 12,011 g/mol.
Le masse molari variano ampiamente nella tavola periodica, dall'idrogeno (1,008 g/mol) all'uranio (238,028 g/mol), riflettendo il numero crescente di protoni e neutroni negli elementi più pesanti.
Quando un soluto si dissolve, può dissociarsi in più ioni, ciascuno dei quali contribuisce alla carica elettrica della soluzione. La valenza di un soluto quantifica questo:una molecola di KCl si dissocia in due ioni (K⁺ e Cl⁻), conferendo a KCl una valenza di 2.
Allo stesso modo, il cloruro di calcio (CaCl₂) si dissocia in tre ioni (uno Ca²⁺ e due Cl⁻), quindi la sua valenza è 3. L'equivalente —e la sua controparte millimolare, il milliequivalente (mEq)—conta sia la massa del soluto che la sua valenza:
(mEq =(massa × valenza) / MW)
Qui, la massa e la massa molare (MW) sono espresse in milligrammi. La concentrazione in equivalenti per litro è un'unità standard, comunemente scritta come mEq/L.
1. Potassio in 750 ml di soluzione – Una concentrazione di K⁺ di 58,65 mg/l con una massa molare di 39,1 g/mol (39.100 mg/mol).
Innanzitutto, calcola la massa totale di potassio:58,65 mg/l × 0,75 l =43,9875 mg.
Con una valenza pari a 1, mEq =(43,9875 mg × 1) / 39,100 mg/mol =0,001125 mol ≈ 1,13 mEq.
2. NaCl in 400 ml di soluzione – 30 mg di NaCl per 400 ml, peso molecolare 58,44 g/mol (58.440 mg/mol).
NaCl si dissocia in due ioni, quindi valenza =2. mEq =(30 mg × 2) / 58.440 mg/mol =0,001026 mol ≈ 1,03 mEq.
Per esprimerlo come concentrazione:1,03 mEq / 0,4 L =2,575 mEq/L.
