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En química, la concentración describe la cantidad de una sustancia que está presente por unidad de volumen. Si bien la concentración puede referirse a la masa, también se aplica a cualquier entidad cuantificable (moléculas de gas, iones o incluso fotones) dentro de una solución.
Cuando un sólido se disuelve en un líquido, la concentración de la solución resultante se puede expresar de múltiples maneras. Las reacciones químicas dependen de la proporción de partículas que reaccionan, no solo de su masa, lo que hace que los conceptos de moles, equivalentes y miliequivalentes sean esenciales, especialmente en medicina y farmacología clínica.
Considere una reacción simple:un átomo de potasio (K) reacciona con un átomo de cloro (Cl) para formar cloruro de potasio (KCl) sin exceso de átomos. Esta proporción de 1:1 se debe a la estequiometría, no a masas iguales.
Un topo contiene 6,02 × 10²³ entidades:átomos o moléculas. La masa molar de cada elemento (la masa de un mol en gramos) figura en la tabla periódica; por ejemplo, la masa molar del carbono es 12,011 g/mol.
Las masas molares varían ampliamente en la tabla periódica, desde hidrógeno (1,008 g/mol) hasta uranio (238,028 g/mol), lo que refleja el creciente número de protones y neutrones en elementos más pesados.
Cuando un soluto se disuelve, puede disociarse en múltiples iones, cada uno de los cuales contribuye a la carga eléctrica de la solución. La valencia de un soluto cuantifica esto:una molécula de KCl se disocia en dos iones (K⁺ y Cl⁻), lo que le da al KCl una valencia de 2.
De manera similar, el cloruro de calcio (CaCl₂) se disocia en tres iones (un Ca²⁺ y dos Cl⁻), por lo que su valencia es 3. El equivalente —y su contraparte milimolar, el miliequivalente (mEq), representa tanto la masa del soluto como su valencia:
(mEq =(masa × valencia) / MW)
Aquí, la masa y la masa molar (MW) se expresan en miligramos. La concentración en equivalentes por litro es una unidad estándar, comúnmente escrita como mEq/L.
1. Potasio en 750 ml de solución – Una concentración de K⁺ de 58,65 mg/l con una masa molar de 39,1 g/mol (39.100 mg/mol).
Primero, calcule la masa total de potasio:58,65 mg/L × 0,75 L =43,9875 mg.
Con una valencia de 1, mEq =(43,9875 mg × 1) / 39.100 mg/mol =0,001125 mol ≈ 1,13 mEq.
2. NaCl en 400 ml de solución – 30 mg de NaCl por 400 ml, peso molecular 58,44 g/mol (58.440 mg/mol).
El NaCl se disocia en dos iones, por lo que valencia =2. mEq =(30 mg × 2) / 58.440 mg/mol =0,001026 mol ≈ 1,03 mEq.
Para expresar esto como una concentración:1,03 mEq/0,4 L =2,575 mEq/L.
