Constante de Avogadro
Constante física | |
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Sobrenome | Constante de Avogadro |
Símbolo de fórmula | |
valor | |
SI | 6º.022 140 76e23 |
Incerteza (rel.) | (exatamente) |
Relação com outras constantes | |
- Constante universal de gás - Constante de Boltzmann - Constante de Faraday - Carga elementar | |
Fontes e notas | |
Valor SI da fonte: CODATA 2018 ( physics.nist.gov ) |
A constante de Avogadro indica quantas partículas (por exemplo, átomos de um elemento ou moléculas de um composto químico ) estão contidas em um mol . Tem o nome de Amedeo Avogadro . O valor da constante de Avogadro é
- ,
em outras palavras, uns bons 602 trilhões de partículas por mol
- ,
onde está o número de partículas e a quantidade de substância .
O número 6 sem unidade.022 140 76e23 é chamado denúmero de Avogadro. Foi definidocom este valorcomo parte darevisão do Sistema Internacional de Unidades em 2019e desde então definiu a unidade de medida "Mol". O número foi escolhido de forma que 1 mol de partículas com massa deX unidades de massa atômica(u)cada uma tenhaa massa deX gramas (g)tão precisamente quanto possível.
Até 2019, o mol era definido usando a escala de massa microscópica e macroscópica: a quantidade de substância de uma massa total X g de partículas com massa de partícula X u era definida como 1 mol. A constante de Avogadro foi definida como o número de partículas em 1 mol e, portanto, uma constante natural a ser determinada experimentalmente.
Histórico e designação
A constante de Avogadro é de grande importância histórica para provar que a matéria é composta de átomos. No início do século 19, muitos cientistas viam os átomos como partículas hipotéticas cuja existência não era comprovada. A certeza de sua existência real baseava-se, em última instância, na determinação do número de Avogadro usando métodos diferentes, todos fornecendo um valor consistente.
O físico italiano Amedeo Avogadro reconheceu já em 1811 que volumes iguais de gases ideais diferentes contêm o mesmo número de moléculas à mesma pressão e temperatura ( lei de Avogadro ). Com essa lei, ele foi capaz de explicar medidas que mostravam que nas reações químicas de substâncias gasosas a razão de volume das substâncias envolvidas pode ser expressa por números inteiros simples, formulados como a lei de proporções múltiplas de Dalton .
Em 1865, o físico e químico austríaco Josef Loschmidt conseguiu pela primeira vez determinar o tamanho das moléculas por ordem de magnitude. Ludwig Boltzmann nomeou o número de moléculas em um centímetro cúbico de ar, derivado dos resultados de Loschmidt , o número de Loschmidt. O número de partículas por volume em condições normais é chamado de constante de Loschmidt ( N L ou n 0 ). O termo número Loschmidt é usado incorretamente como sinônimo de número de Avogadro , especialmente na literatura de língua alemã mais antiga .
Somente em 1909, após a morte de Loschmidt e Avogadro, o químico francês Jean-Baptiste Perrin sugeriu que o número de partículas em uma toupeira fosse referido como o número de Avogadro . A relação entre o número de Avogadro no Sistema Internacional de Unidades (SI) e a constante de Avogadro se aplica:
Definição anterior
Até 2019, a constante de Avogadro de redefinição era definida como o número de partículas em 12 gramas de carbono - isótopo 12 C no estado de base e, portanto, tinha uma métrica carregada com uma incerteza. Além disso, a constante de Avogadro era dependente da definição da unidade base “quilograma”.
Existem cerca de 60 métodos independentes para determinar a constante de Avogadro de acordo com esta definição. Você pode usá-los entre outras coisas. determinar a partir da tensão superficial de soluções diluídas, como B. no teste de mancha de óleo , de decaimento radioativo ou do tamanho das células unitárias de um cristal. Um método de precisão para determinar a constante de Avogadro é o método XRCD ( inglês X-Ray Crystal Density ). Ela usa experimentos de difração de raios-X em cristais únicos para determinar o tamanho da célula unitária e o número de átomos que ela contém diretamente.
O último valor CODATA recomendado em 2014 antes da especificação exata foi N A = 6.022 140 857 (74)e23 mol −1 . Em 2015, o valor foi experimentalmente definido para6.022 140 76 (12)e23 mol −1 determinado. Este último valor foi usado para a determinação exata em 2018.
Formulários
A constante de Avogadro N A é usada para converter entre tamanhos que se relacionam com o número de partículas e aqueles que se relacionam com quantidades de substância .
-
- Número de partículas
- Quantidade de substância
Relações com outras constantes:
literatura
- Peter Becker: História e progresso na determinação precisa da constante de Avogadro. Rep. Prog. Phys., Vol. 64, 2001, pp. 1945-2008, doi: 10.1088 / 0034-4885 / 64/12/206 .
- Wolfgang Demtröder: Física Experimental 3. Átomos, moléculas e sólidos . Springer, 2009, ISBN 978-3-642-03911-9 , pp. 12–17 ( Capítulo 2.2.3: Métodos experimentais para determinar a constante de Avogadro na pesquisa de livros do Google [acessado em 28 de julho de 2020]).
Evidência individual
- ↑ Valores recomendados CODATA. In: physics.nist.gov. Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, acessado em 28 de julho de 2020 .
- ^ Resolução 1 do 26o CGPM. Sobre a revisão do Sistema Internacional de Unidades (SI). Bureau International des Poids et Mesures , 2018, acessado em 12 de abril de 2021 .
- ↑ A unidade de massa atômica é definida como 1 ⁄ 12 da massa de um átomo de carbono-12. A toupeira, por sua vez, foi definida como a quantidade de substância de 12 g de carbono-12 até 2019.
- ^ Fritz Bosch: História da física atômica. In: WeltDerPhysik.de. 7 de dezembro de 2002, acessado em 28 de julho de 2020 .
- ^ Joachim Grehn, Joachim Krause: Metzler Physik . Bildungshaus, 2007, ISBN 978-3-507-10710-6 , p. 156 ( visualização limitada na Pesquisa de Livros do Google [acessado em 28 de julho de 2020]).
- ↑ Klaus Bethge, Gernot Gruber, Thomas Stöhlker: Física dos átomos e moléculas. Uma introdução . John Wiley & Sons, 2012, ISBN 978-3-527-66255-5 , pp. 44–45 ( Capítulo 3.2: A Missa na Pesquisa de Livros do Google [acessado em 28 de julho de 2020]).
- ↑ Átomos por quilograma. PTB News 1.2015. In: ptb.de. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 7 de abril de 2015, acessado em 28 de julho de 2020 .
- ^ Y. Azuma et al.: Resultados de medição melhorados para a constante de Avogadro usando um cristal enriquecido com 28 Si. In: Metrologia , 52, 2015, pp. 360-375, doi: 10.1088 / 0026-1394 / 52/2/360 .