Qual é o miliequivalente? (Exemplos de cálculo) - Ciência - 2023

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o miliequivalente, como o nome indica, é um milésimo de um equivalente. Embora seja uma expressão da concentração de pouca utilidade, em comparação com a molaridade, ainda é usada na fisiologia e na medicina porque algumas substâncias de seu interesse são carregadas eletricamente.

Ou seja, são substâncias iônicas que possuem baixa concentração, portanto a concentração extracelular e intracelular desses íons, por exemplo: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^–e HCO₃, são geralmente expressos em miliequivalentes / litro (mEq / L). Como exemplo, a concentração extracelular de potássio é 5 mEq / L.

O peso equivalente ou equivalente em grama é a quantidade de uma substância que é capaz de produzir ou se combinar com um mol de cargas negativas ou com um mol de cargas positivas. É também a quantidade de uma substância que substitui ou reage com um mol de íons de hidrogênio (H⁺) em uma reação de base de óxido.

Se os cientistas fossem questionados sobre sua preferência entre milimoles ou miliequivalente, eles responderiam em uníssono que preferem milimoles. Estes são mais fáceis de entender, usar e também são independentes da reação que é realizada com o analito ou espécie de interesse.

Exemplos de cálculo

Um elemento em solução

Uma solução aquosa contém 36 g de cálcio na forma iônica (Ca²⁺) em 300 mL. Sabendo que o peso atômico do cálcio é 40 u, e sua valência é 2: calcule a concentração de cálcio na solução expressa em mEq / L.

O peso equivalente de um elemento é igual ao seu peso atômico dividido por sua valência. Expressando o referido peso atômico em moles, e sabendo que cada mol de cálcio tem dois equivalentes, temos:

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

= 20 g / Eq

Deve-se notar que o peso atômico não possui unidades (fora do amu), enquanto o peso equivalente é expresso em unidades (g / Eq). Agora expressamos a concentração de Ca²⁺ em g / L:

Gramas de Ca²⁺/ litro = 36 g / 0,3 L

= 120 g / L

Mas sabemos que cada equivalente tem massa de 20 g. Portanto, podemos calcular os equivalentes totais na solução:

Equivalentes / litro = concentração (g / L) / peso equivalente (g / Eq)

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

= 6 Eq / L

E cada equivalente finalmente contém 1000 miliequivalentes:

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

= 6.000 mEq / L

Uma base ou álcalis

Uma base, segundo Bronsted-Lowry, é um composto capaz de aceitar prótons. Já para Lewis, uma base é um composto capaz de abrir mão ou compartilhar um par de elétrons.

Queremos calcular a concentração em mEq / L de uma solução de 50 mg de hidróxido de cálcio, Ca (OH)₂, em 250 mL de solução aquosa. A massa molar do hidróxido de cálcio é igual a 74 g / mol.

Prosseguimos com a seguinte fórmula:

O peso equivalente de uma base = peso molecular / número de hidroxila

E por tanto,

O peso equivalente de Ca (OH)₂ = peso molecular / 2

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

= 37 g / Eq

O peso equivalente pode ser expresso como mg / mEq (37 mg / mEq), o que simplifica o cálculo. Temos 250 mL ou 0,250 L de solução, volume em que os 50 mg de Ca (OH) são dissolvidos₂; calculamos o dissolvido para um litro:

mg de hidróxido de cálcio / L = 50 mg (1 L / 0,25 L)

= 200 mg / L

Então,

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

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

= 5,40 mEq / L

Um ácido

O peso equivalente de um ácido é igual à sua massa molar dividida por seu número de hidrogênio. Sabendo disso, a análise do ácido ortofosfórico (H₃PO₄) mostra que pode ser completamente dissociado da seguinte maneira:

H₃PO4 <=> 3 H⁺ + PO₄^3-

Neste caso:

pEq = pm / 3

Uma vez que o ácido fosfórico se dissocia liberando íons 3 H⁺, ou seja, 3 moles de carga positiva. No entanto, o ácido fosfórico pode se dissociar de forma incompleta em H₂PO4^– ou HPO₄^2-.

No primeiro caso:

pEq = pm / 1

Já que o ácido fosfórico para formar H₂PO₄^– libere apenas um H⁺.

No segundo caso:

pEq = pm / 2

Já que o ácido fosfórico para formar HPO₄^2- lançamento 2H⁺.

Então, quantos mEq / L uma solução aquosa de 15 gramas de fosfato de sódio dibásico (Na₂HPO₄), cuja massa molar é 142 g / mol e está dissolvida em 1 litro de solução?

pEq Na₂HPO4 = peso molecular / 2

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

= 71 g / Eq

E calculamos a Eq / L:

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

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

= 0,211 Eq / L

Por fim, multiplicamos esse valor por 1000:

mEq / L = 0,211 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 211 mEq / L de Na₂HPO₄

Ferrugem de um metal

O peso equivalente de um óxido é igual à sua massa molar dividida pelo subscrito do metal multiplicado pela valência do metal.

Uma solução contém 40 gramas de óxido de bário (BaO) dissolvidos em 200 mL de solução aquosa. Calcule o número de miliequivalentes de BaO nesse volume. A massa molar do óxido de bário é 153,3 g / mol.

pEq de BaO = (peso molecular) / (Ba subscript Ba valence)

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

= 76,65 g / Eq

Mas sabemos que existem 40 g de BaO dissolvido, então:

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

= 0,52 Eq / 200 mL

Observe que se realizarmos a divisão acima teremos os equivalentes em 1 litro de solução; a declaração nos pede para estar nos 200 mL. Por fim, multiplicamos o valor obtido por 1000:

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

= 520 mEq / 200 mL

Um sal

Para calcular o peso equivalente de um sal, o mesmo procedimento usado para um óxido de metal é seguido.

Deseja-se obter 50 mEq de cloreto férrico (FeCl₃) de uma solução salina contendo 20 gramas / litro. O peso molecular do cloreto férrico é 161,4 g / mol: que volume da solução deve ser tomado?

Calculamos seu peso equivalente:

pEq FeCl₃ = (161,4 g / mol) / (1 x 3 Eq / mol)

= 53,8 g / Eq

Mas na solução existem 20 g, e queremos determinar quantos equivalentes totais de FeCl₃ estão dissolvidos:

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

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

= 0,37 Eq / L FeCl₃

O valor que em miliequivalentes é:

Cloreto férrico mEq / L = 0,37 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 370 mEq / L FeCl₃

Mas não queremos 370 mEq, mas 50 mEq. Portanto, o volume V a ser tomado é calculado da seguinte forma:

V = 50 mEq (1000 mL / 370 mEq)

= 135,14 mL

Esse resultado foi obtido por fator de conversão, embora uma regra simples de três também funcionasse.

Comentário final

Os equivalentes estão relacionados à carga dos componentes de uma reação. Um número de equivalentes de um cátion reage com o mesmo número de equivalentes de um ânion para formar o mesmo número de equivalentes do sal produzido.

Isso constitui uma vantagem ao simplificar os cálculos estequiométricos, pois em muitos casos elimina a necessidade de balancear as equações; processo que pode ser complicado. Esta é a vantagem que os miliequivalentes têm sobre os milimoles.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Day, R., & Underwood, A. (1989). Quantitative Analytical Chemistry (quinta ed.). PEARSON Prentice Hall.
Wikipedia. (2019). Equivalente. Recuperado de: es.wikipedia.org
Química. (s.f.). Determinação de pesos equivalentes de ácidos. Recuperado de: fullquimica.com
Beck, Kevin. (06 de novembro de 2019). Como calcular um miliequivalente. Sciencing.com. Recuperado de: sciencing.com