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En chimie, la concentration décrit la quantité d'une substance présente par unité de volume. Bien que la concentration puisse faire référence à la masse, elle s'applique également à toute entité quantifiable (molécules de gaz, ions ou même photons) au sein d'une solution.
Lorsqu’un solide se dissout dans un liquide, la concentration de la solution résultante peut être exprimée de plusieurs manières. Les réactions chimiques dépendent du rapport des particules en réaction, et pas seulement de leur masse, ce qui rend les concepts de moles, d'équivalents et de milliéquivalents essentiels, en particulier en médecine et en pharmacologie clinique.
Prenons une réaction simple :un atome de potassium (K) réagit avec un atome de chlore (Cl) pour former du chlorure de potassium (KCl) sans atomes en excès. Ce rapport 1:1 est dû à la stœchiométrie et non à l'égalité des masses.
Une taupe contient 6,02 × 10²³ entités :atomes ou molécules. La masse molaire de chaque élément (la masse d'une mole en grammes) est indiquée dans le tableau périodique ; par exemple, la masse molaire du carbone est de 12,011 g/mol.
Les masses molaires varient considérablement dans le tableau périodique, de l'hydrogène (1,008 g/mol) à l'uranium (238,028 g/mol), reflétant le nombre croissant de protons et de neutrons dans les éléments plus lourds.
Lorsqu’un soluté se dissout, il peut se dissocier en plusieurs ions, chacun contribuant à la charge électrique de la solution. La valence d'un soluté quantifie cela :une molécule de KCl se dissocie en deux ions (K⁺ et Cl⁻), donnant à KCl une valence de 2.
De même, le chlorure de calcium (CaCl₂) se dissocie en trois ions (un Ca²⁺ et deux Cl⁻), sa valence est donc 3. L'équivalent - et son homologue millimolaire, le milliéquivalent (mEq) - représente à la fois la masse du soluté et sa valence :
(mEq =(masse × valence) / MW)
Ici, la masse et la masse molaire (MW) sont exprimées en milligrammes. La concentration en équivalents par litre est une unité standard, communément écrite sous la forme mEq/L.
1. Potassium dans 750 mL de solution – Une concentration de K⁺ de 58,65 mg/L avec une masse molaire de 39,1 g/mol (39 100 mg/mol).
Tout d'abord, calculez la masse totale de potassium :58,65 mg/L × 0,75 L =43,9875 mg.
Avec une valence de 1, mEq =(43,9875 mg × 1) / 39 100 mg/mol =0,001125mol ≈ 1,13 mEq.
2. NaCl dans 400 mL de solution – 30 mg de NaCl pour 400 ml, poids moléculaire 58,44 g/mol (58 440 mg/mol).
NaCl se dissocie en deux ions, donc valence =2. mEq =(30 mg × 2) / 58 440 mg/mol =0,001026mol ≈ 1,03 mEq.
Pour exprimer cela sous forme de concentration :1,03 mEq / 0,4 L =2,575 mEq/L.