QUEL EST LE MILLIÉQUIVALENT? (EXEMPLES DE CALCUL) - CHIMIE - 2025

Le milliéquivalent, comme son nom l'indique, est un millième d'équivalent. Bien qu'il s'agisse d'une expression de concentration peu utile par rapport à la molarité, elle continue d'être utilisée en physiologie et en médecine car certaines substances qui les intéressent sont chargées électriquement.

Autrement dit, ce sont des substances ioniques qui ont une faible concentration, de sorte que la concentration extracellulaire et intracellulaire de ces ions, par exemple: Na ⁺, K ⁺, Ca ²⁺, Cl ^- et HCO ₃, sont généralement exprimées en milliéquivalents / litre (mEq / L). A titre d'exemple, la concentration extracellulaire de potassium est de 5 mEq / L.

Des milliéquivalents sont utilisés comme des millimoles pour indiquer la concentration d'ions en solution.

Le poids équivalent ou équivalent gramme est la quantité d'une substance qui est capable de produire ou de se combiner avec une mole de charges négatives ou avec une mole de charges positives. C'est aussi la quantité d'une substance qui remplace ou réagit avec une mole d'ions hydrogène (H ⁺) dans une réaction oxyde-base.

Si les scientifiques étaient interrogés sur leur préférence entre les millimoles ou les milliéquivalents, ils répondraient à l'unisson qu'ils préfèrent les millimoles. Ceux-ci sont plus faciles à comprendre, à utiliser et sont également indépendants de la réaction qui est effectuée avec l'analyte ou l'espèce d'intérêt.

Exemples de calcul

Un élément en solution

Une solution aqueuse contient 36 g de calcium sous forme ionique (Ca ²⁺) dans 300 mL de celle-ci. Sachant que le poids atomique du calcium est de 40 u, et sa valence est de 2: calculez la concentration de calcium dans la solution exprimée en mEq / L.

Le poids équivalent d'un élément est égal à son poids atomique divisé par sa valence. Exprimant ledit poids atomique en moles, et sachant que chaque mole de calcium a deux équivalents, on a:

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

= 20 g / Éq

Il est à noter que le poids atomique est dépourvu d'unités (hors amu), tandis que le poids équivalent est exprimé en unités (g / Eq). Nous exprimons maintenant la concentration de Ca ²⁺ en g / L:

Grammes de Ca ²⁺ / litre = 36 g / 0,3 L

= 120 g / L

Mais on sait que chaque équivalent a une masse de 20 g. Par conséquent, nous pouvons calculer les équivalents totaux en solution:

Equivalents / litre = concentration (g / L) / poids équivalent (g / Eq)

Éq / L = (120 g / L) / (20 g / Éq)

= 6 Eq / L

Et chaque équivalent contient finalement 1000 milliéquivalents:

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

= 6 000 mEq / L

Une base ou des alcalis

Une base, selon Bronsted-Lowry, est un composé capable d'accepter des protons. Alors que pour Lewis, une base est un composé capable d'abandonner ou de partager une paire d'électrons.

Nous voulons calculer la concentration en mEq / L d'une solution de 50 mg d'hydroxyde de calcium, Ca (OH) ₂, dans 250 mL de solution aqueuse. La masse molaire d'hydroxyde de calcium est égale à 74 g / mol.

Nous procédons avec la formule suivante:

Le poids équivalent d'une base = poids moléculaire / indice d'hydroxyle

Et pourtant, Le poids équivalent de Ca (OH) ₂ = poids moléculaire / 2

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

= 37 g / Éq

Le poids équivalent peut être exprimé en mg / mEq (37 mg / mEq) ce qui simplifie le calcul. Nous avons 250 mL ou 0,250 L de solution, le volume dans lequel les 50 mg de Ca (OH) ₂ sont dissous; nous calculons les dissous pour un litre:

mg d'hydroxyde de calcium / L = 50 mg (1 L / 0,25 L)

= 200 mg / L

Alors, mEq / L = concentration (mg / L) / pEq (mg / mEq)

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

= 5,40 mEq / L

Un acide

Le poids équivalent d'un acide est égal à sa masse molaire divisée par son indice d'hydrogène. Sachant cela, l'analyse de l'acide orthophosphorique (H ₃ PO ₄) montre qu'il peut être complètement dissocié de la manière suivante:

H ₃ PO4 <=> 3 H ⁺ + PO ₄ ^3-

Dans ce cas:

pEq = pm / 3

Puisque l'acide phosphorique se dissocie en libérant 3 ions H ⁺, c'est-à-dire 3 moles de charge positive. Cependant, l'acide phosphorique peut se dissocier incomplètement en H ₂ PO4 ^- ou HPO ₄ ^2-.

Dans le premier cas:

pEq = pm / 1

Depuis l'acide phosphorique pour former H ₂ PO ₄ ^- ne libère qu'un H ⁺.

Dans le second cas:

pEq = pm / 2

Depuis l'acide phosphorique pour former HPO ₄ ^2- libère 2 H ⁺.

Alors, combien de mEq / L aura une solution aqueuse de 15 grammes de phosphate de sodium dibasique (Na ₂ HPO ₄), dont la masse molaire est de 142 g / mol, et dissous dans 1 litre de solution?

pEq Na ₂ HPO4 = poids moléculaire / 2

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

= 71 g / équ.

Et nous calculons Eq / L:

Eq / L = (grammes / litre) / (grammes / équivalent)

= (15 g / L) / (71 g / Éq)

= 0,211 Eq / L

Enfin, nous multiplions cette valeur par 1000:

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

= 211 mEq / L de Na ₂ HPO ₄

Rouille d'un métal

Le poids équivalent d'un oxyde est égal à sa masse molaire divisée par l'indice du métal multiplié par la valence du métal.

Une solution contient 40 grammes d'oxyde de baryum (BaO) dissous dans 200 mL de solution aqueuse. Calculez le nombre de milliéquivalents de BaO dans ce volume. La masse molaire d'oxyde de baryum est de 153,3 g / mol.

pEq de BaO = (poids moléculaire) / (Ba valence Ba indice)

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

= 76,65 g / éq

Mais on sait qu'il y a 40 g de BaO dissous, donc:

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

= 0,52 éq / 200 ml

Notez que si nous effectuons la division ci-dessus, nous aurons les équivalents dans 1 litre de solution; la déclaration nous demande d'être dans les 200 ml. Enfin, nous multiplions la valeur obtenue par 1000:

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

= 520 mEq / 200 ml

Un sel

Pour calculer le poids équivalent d'un sel, la même procédure que celle utilisée pour un oxyde métallique est suivie.

On souhaite obtenir 50 mEq de chlorure ferrique (FeCl ₃) à partir d'une solution du sel contenant 20 grammes / litre. Le poids moléculaire du chlorure ferrique est de 161,4 g / mol: quel volume de solution faut-il prélever?

Nous calculons son poids équivalent:

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

= 53,8 g / équivalent

Mais il y a 20 g dans la solution et nous voulons déterminer combien d'équivalents totaux de FeCl ₃ sont dissous:

Eq / L = concentration (g / L) / poids équivalent (g / Eq)

Éq / L = (20 g / L) / (53,8 g / Éq)

= 0,37 Eq / L FeCl ₃

Valeur exprimée en milliéquivalents:

Chlorure ferrique mEq / L = 0,37 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 370 mEq / L FeCl ₃

Mais nous ne voulons pas de 370 mEq mais de 50 mEq. Par conséquent, le volume V à prélever est calculé comme suit:

V = 50 mEq (1 000 mL / 370 mEq)

= 135,14 ml

Ce résultat a été obtenu par facteur de conversion, bien qu'une simple règle de trois aurait également fonctionné.

Commentaire final

Les équivalents sont liés à la charge des composants d'une réaction. Un certain nombre d'équivalents d'un cation réagit avec le même nombre d'équivalents d'un anion pour former le même nombre d'équivalents du sel produit.

Ceci constitue un avantage pour simplifier les calculs stœchiométriques, car dans de nombreux cas, cela élimine le besoin d'équilibrer les équations; processus qui peut être lourd. C'est l'avantage que les milliéquivalents ont sur les millimoles.

Références

1. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie. (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
2. Day, R. et Underwood, A. (1989). Quantitative Analytical Chemistry (cinquième éd.). PEARSON Prentice Hall.
3. Wikipédia. (2019). Équivalent. Récupéré de: es.wikipedia.org
4. Chimie. (sf). Détermination des poids équivalents d'acides. Récupéré de: fullquimica.com
5. Beck, Kevin. (06 novembre 2019). Comment calculer un milliéquivalent. Sciving.com. Récupéré de: scaimer.com