당량

당량(當量, equivalent, 기호: 공식적으로 equiv,^[1] 비공식적이나 흔히 Eq^[2])은 주어진 화학 반응에서 다른 물질의 임의의 양(일반적으로 1 몰)과 반응하거나 그와 동등한 물질량을 의미한다. 이는 화학 및 생물학 분야에서 사용되던 고어적인 양이다( 등가 무게 § 역사 참조). 당량의 질량을 등가 무게라 부른다.

공식

밀리그램(mg)에서 밀리당량(mEq)으로, 또는 그 반대로 환산하는 공식은 다음과 같다: ${\begin{aligned}{\text{mg}}\to {\text{mEq}}&:\quad {\text{mg }}\times {\frac {V}{MW}}\\[4pt]{\text{mEq}}\to {\text{mg}}&:\quad {\text{mEq }}\times {\frac {MW}{V}}\end{aligned}}$ 여기서 $V$ 는 원자가이고 $MW$ 는 분자량이다.

원소 화합물의 경우: ${\text{mg}}\to {\text{mEq}}:\quad {\frac {\text{element mass [mg]}}{\text{mass fraction}}}\times {\frac {V}{MW}}$

일반적인 예시

mEq를 밀리그램으로

화합물	화학식	분자량 ( $MW$ )	원자가 ( $V$ )	샘플
화합물	화학식	분자량 ( $MW$ )	원자가 ( $V$ )	참조	원소 mEq	원소 mEq를 화합물 무게로 환산
칼륨 (참조)	K	39.098 g/mol	1 (K+ )		20 mEq 칼륨	20*39.098/1=782 mg
구연산 칼륨 일수화물	C 6H 7K 3O 8	324.41 g/mol	3 (K+ )	성인 및 청소년을 위한 액상 구연산 칼륨/글루콘산염 요법, 하루 2~4회 복용^[3]	20 mEq 칼륨	20*324/3=2160 mg
글루콘산 칼륨 (무수물)	C 6H 11KO 7	234.245 g/mol	1 (K+ )	성인 및 청소년을 위한 액상 구연산 칼륨/글루콘산염 요법, 하루 2~4회 복용^[3]	20 mEq 칼륨	20*234.245/1=4685 mg

밀리그램을 mEq로

화합물	화학식	분자량 ( $MW$ )	원소 질량 분율	원자가 ( $V$ )	샘플
화합물	화학식	분자량 ( $MW$ )	원소 질량 분율	원자가 ( $V$ )	참조	무게	화합물 무게를 원소 mEq로 환산
칼륨 (참조)	K	39.098 g/mol	100%	1 (K+ )		3000 mg	3000*1/39.098=77 mEq K+
구연산 칼륨 일수화물	C 6H 7K 3O 8	324.41 g/mol	36.16%	3 (K+ )	칼륨 보충제에 대한 허용 가능한 DRI^[4]^[5]	8.3 g (3000/0.3616)	8296*3/324.41=77 mEq K+
글루콘산 칼륨 (무수물)	C 6H 11KO 7	234.245 g/mol	16.69%	1 (K+ )	칼륨 보충제에 대한 허용 가능한 DRI^[4]^[5]	18 g (3000/0.1669)	17975*1/234.245=77 mEq K+

공식적 정의

더 공식적인 정의에서 당량은 다음 중 하나를 수행하는 데 필요한 물질의 양이다:

산-염기 반응에서 수소 이온(H+
) 1 몰과 반응하거나 이를 공급함
산화-환원 반응에서 전자 1몰과 반응하거나 이를 공급함.^[6]^[7]

이 예시들에서 "수소 이온"과 "전자"는 각각 "반응 단위(reaction units)"라고 불린다.

이 정의에 따라, 용액 내 특정 이온의 당량 수는 해당 이온의 몰 수에 원자가를 곱한 것과 같다. 예를 들어, 1몰의 NaCl과 1몰의 CaCl
2가 들어 있는 용액을 생각해 보자. 이 용액에는 1몰 또는 1 당량의 Na+
, 1몰 또는 2 당량의 Ca²⁺, 그리고 3몰 또는 3 당량의 Cl−
가 있다.

특히 화학 원소에 대해 사용되었던 초기 정의에 따르면, 당량은 수소 1 g (0.035 oz), 산소 8 g (0.28 oz), 또는 염소 35.5 g (1.25 oz)과 반응하거나 이들 중 하나를 치환할 수 있는 물질의 양을 의미한다.^[8]

의학 및 생화학에서

생물학적 시스템에서 반응은 흔히 소규모로 일어나며 적은 양의 물질을 포함하기 때문에, 이러한 물질들은 통상적으로 밀리당량(milliequivalent, 기호: 공식적으로 mequiv; 비공식적이나 흔히 mEq^[2] 또는 meq) 단위로 기술된다. 접두사 밀리-는 1,000분의 1(10⁻³)을 의미한다. 매우 자주, 이 측정 단위는 용액 1 리터당 용질의 밀리당량(또는 밀리노르말, meq/L = mN)으로 사용된다. 이는 특히 생체액 내의 화합물을 측정할 때 흔히 사용된다. 예를 들어, 사람의 혈액 내 건강한 칼륨 수치는 3.5에서 5.0 mEq/L 사이로 정의된다.

일정량의 1가 이온은 동일한 양의 당량을 제공하는 반면, 같은 양의 2가 이온은 두 배의 당량을 제공한다. 예를 들어, 1 mmol(0.001몰)의 Na⁺는 1 meq와 같지만, 1 mmol의 Ca²⁺는 2 meq와 같다.

각주

↑ “CAS Standard Abbreviations & Acronyms”. 《www.cas.org》. 2017년 7월 26일에 확인함.
1 2 American Medical Association, 〈14.12: Units of Measure〉, 《AMA Manual of Style》, 2019년 10월 23일에 확인함.
1 2 “Potassium Supplement (Oral Route, Parenteral Route) Proper Use - Mayo Clinic”. 《www.mayoclinic.org》.
1 2 “Potassium - assessment of suggestd maximum limits in food supplements” (영어). 《VKM Report》. 2016년 12월 16일.
1 2 “Proposed maximum levels for the addition of potassium to foods including food supplements” (PDF). 《German Federal Institute for Risk Assessment》. 2022년 12월 12일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서.
↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). 온라인 수정 버전: (2006–) "equivalent entity". doi:10.1351/goldbook.E02192
↑ 국제 순수·응용 화학 연합 (1998). Compendium of Analytical Nomenclature (definitive rules 1997, 3rd. ed.). Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-86542-6155. section 6.3. “Chapter 6 - 3: The use of the equivalence concept” (PDF). 2011년 7월 26일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2009년 5월 10일에 확인함.
↑ 〈Atome〉 (프랑스어), 《Grand dictionnaire universel du XIXe siècle》 1, 파리: 피에르 라루스, 1866, 868–73쪽

외부 링크

A dictionary of units of measurement 보관됨 2018-10-06 - 웨이백 머신

[1] “CAS Standard Abbreviations & Acronyms”. 《www.cas.org》. 2017년 7월 26일에 확인함.

[AMA-MOS-10th-14.12-2] 1 2 American Medical Association, 〈14.12: Units of Measure〉, 《AMA Manual of Style》, 2019년 10월 23일에 확인함.

[potassium_single_dose-3] 1 2 “Potassium Supplement (Oral Route, Parenteral Route) Proper Use - Mayo Clinic”. 《www.mayoclinic.org》.

[vkm.no-4] 1 2 “Potassium - assessment of suggestd maximum limits in food supplements” (영어). 《VKM Report》. 2016년 12월 16일.

[bfr.bund.de-5] 1 2 “Proposed maximum levels for the addition of potassium to foods including food supplements” (PDF). 《German Federal Institute for Risk Assessment》. 2022년 12월 12일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서.

[6] IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). 온라인 수정 버전: (2006–) "equivalent entity". doi:10.1351/goldbook.E02192

[OrangeBook-7] 국제 순수·응용 화학 연합 (1998). Compendium of Analytical Nomenclature (definitive rules 1997, 3rd. ed.). Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-86542-6155. section 6.3. “Chapter 6 - 3: The use of the equivalence concept” (PDF). 2011년 7월 26일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2009년 5월 10일에 확인함.

[Larousse-8] 〈Atome〉 (프랑스어), 《Grand dictionnaire universel du XIXe siècle》 1, 파리: 피에르 라루스, 1866, 868–73쪽

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