當量（常見術語）

當量（常見術語）

當量是指與特定物質或效應相當的量值，在不同領域中有不同的具體含義和計算方法。這個術語廣泛應用於化學、物理、工程等多個學科領域，用於表示等效關係或換算關係。

化學當量是指物質在化學反應中與1.008份氫或8份氧相互作用的量。它是化學計量中的重要概念，用於表示物質在反應中的相對比例關係。

計算公式

化學當量的計算公式為：當量 = 物質的摩爾質量 / 反應中轉移的電子數或變化的電荷數

特點

1. 同一物質在不同反應中可能有不同的當量

2. 酸鹼反應中，當量與能提供的H⁺或OH⁻數目有關

3. 氧化還原反應中，當量與電子轉移數有關

核當量用於表示核爆炸釋放的能量，通常以相當於多少噸TNT炸藥來衡量。

換算關係

1千噸TNT當量 ≈ 4.184×10¹²焦耳能量1百萬噸TNT當量 ≈ 4.184×10¹⁵焦耳能量

應用領域

1. 核武器威力評估

2. 隕石撞擊能量計算

3. 大型爆炸事件能量描述

力學當量是指不同形式能量之間的換算關係，最著名的是熱功當量。

熱功當量

1卡路里(cal) = 4.184焦耳(J)這一定義建立了熱量與機械功之間的換算關係，是熱力學發展的重要基礎。

在生物學和醫學中，當量概念用於描述生物效應的等效關係。

常見應用

1. 藥物劑量當量：不同藥物產生相同治療效果的劑量比

2. 輻射劑量當量：考慮不同輻射類型對生物體影響的差異

3. 營養當量：不同食物提供相同營養價值的量

工程技術中常用當量概念來簡化複雜系統的分析。

典型應用

1. 當量長度：管道系統中將局部阻力換算為等效直管長度

2. 當量直徑：非圓形管道水力計算使用的等效直徑

3. 當量應力：複雜應力狀態下的等效單向應力

經濟分析中使用的當量概念，用於比較不同時期的價值。

主要類型

1. 等值當量：不同時間點現金流的等效價值

2. 風險當量：考慮風險因素後的等效收益

3. 購買力當量：不同貨幣或不同時期的購買力比較

1. 摩爾是物質的量的基本單位，與具體反應無關

2. 當量與具體化學反應或物理過程相關

3. 對於同一物質，在不同反應中當量可能不同，但摩爾質量恆定

4. 當量濃度(N)與摩爾濃度(M)的換算取決於反應類型

當量概念起源於早期的化學研究，隨著科學發展而不斷完善：

• 18世紀：化學當量概念初步形成

• 19世紀：熱功當量等物理當量建立

• 20世紀：當量概念擴展到更多學科領域

• 現代：國際單位制(SI)對當量使用進行了規範

當量概念在現代科技和工業中有廣泛應用：

1. 環境科學：污染物排放當量計算

2. 能源工程：不同能源的熱值當量比較

3. 材料科學：合金元素的當量計算

4. 食品科學：營養成分的當量換算

1. 使用當量時需明確具體的定義和上下文

2. 不同領域的當量可能採用不同的計算方法

3. 國際單位制推廣後，部分當量單位逐漸被標準單位取代

4. 在學術論文中應注意當量與摩爾的正確區分和使用

當量（常見術語）

當量是化學中的一個重要概念，用來表示物質在化學反應中相互作用的量比關係。它是指與1摩爾氫離子（H⁺）或1摩爾電子（e⁻）反應所需的物質的量。當量通常用"Eq"或"eq"表示，在舊文獻中也可能用"N"表示。

酸鹼當量

在酸鹼反應中，當量是指能提供或接受1摩爾H⁺離子的物質的量。例如：

• 鹽酸（HCl）的摩爾質量為36.5 g/mol，其當量也是36.5 g/Eq

• 硫酸（H₂SO₄）的摩爾質量為98 g/mol，但每個分子能提供2個H⁺，所以當量為49 g/Eq

氧化還原當量

在氧化還原反應中，當量是指能提供或接受1摩爾電子的物質的量。例如：

• 高錳酸鉀（KMnO₄）在酸性條件下被還原為Mn²⁺時，每個MnO₄⁻獲得5個電子，所以其當量為摩爾質量的1/5

沉澱與絡合當量

在沉澱反應或絡合反應中，當量是指能與1摩爾單價離子（如Ag⁺或Na⁺）反應的物質的量。

當量的計算公式為：

其中：

• 摩爾質量：物質的分子量，單位為g/mol

• 當量數：每個分子在反應中能提供或接受的H⁺或e⁻數量

當量濃度（Normality，記作N）是指每升溶液中所含溶質的當量數，計算公式為：

其中：

• n：當量數

• M：摩爾濃度（mol/L）

• V：溶液體積（L）

例如：

• 1M H₂SO₄溶液的當量濃度為2N

• 1M HCl溶液的當量濃度為1N

當量概念最早由德國化學家里希特（Jeremias Benjamin Richter）在1792-1794年間提出，他發現酸鹼中和時存在固定的質量比例關係。這一概念在19世紀被廣泛用於化學計算，特別是在分析化學中。

雖然國際單位制（SI）已推薦使用摩爾（mol）作為基本單位，但當量仍在以下領域有重要應用：

1. 臨床醫學：表示電解質濃度（如血鈉、血鉀）

2. 水處理：表示水的硬度

3. 環境科學：表示污染物濃度

4. 工業化學：某些傳統工藝仍使用當量濃度

1. 當量考慮了物質在具體反應中的行為，而摩爾只表示物質的量

2. 同一物質在不同反應中可能有不同當量，但摩爾質量恆定

3. 當量更直接反映化學反應的計量關係

常見的當量單位換算：

• 1當量 = 1摩爾 ÷ 當量數

• 對於一價物質，1當量 = 1摩爾

• 對於二價物質，1當量 = 0.5摩爾

1. 氫氧化鈉（NaOH）：

   • 摩爾質量：40 g/mol

   • 當量：40 g/Eq（因為每個NaOH分子能提供1個OH⁻）

2. 碳酸鈣（CaCO₃）：

   • 摩爾質量：100 g/mol

   • 當量：50 g/Eq（因為Ca²⁺是二價離子）

3. 水的硬度：

   • 通常以CaCO₃當量表示

   • 1度德國硬度 = 10 mg CaO/L = 17.8 mg CaCO₃/L