Konstanto de Avogadro

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

La konstanto de Avogadro (simbolo NA), estas konstanto uzata en ĥemio kaj fiziko por starigi rilaton inter la maso (kaj la volumeno) kaj la kvanto da materio. Oni ĝin difinas kiel la kvanto da entoj (plej ofte atomoj aŭ molekuloj) en unu molo,[1][2] tio estas, la kvanto de atomoj de karbono-12 en 12 gramoj (0,012 kg) de libera karbono-12 en ĝia baza stato. La aktuala plej bona takso de ĉi tiu nombro estas: [3]

N_A = (6,022 \, 141 \, 79\pm 0,000 \, 000 \, 30)\,\times\,10^{23} \mbox{ mol}^{-1} \,

La valoron de la nombro unue kalkulis Johann Josef Loschmidt, de la nombro de partikloj en unu kuba centimetro de gaso en norma kondiĉo. La nomo konstanto de Loschmidt tial pli ĝuste rilatas al tiu valoro, kiu estas proporcia al konstanto de Avogadro. En germanlingva literaturo, "konstanto de Loschmidt" estas uzata por ambaŭ konstantoj.

La kvanton NA da iu ajn aĵoj (atomoj de iu ĥemia elemento, molekuloj de iu speco, ktp) oni nomas kiel unu molo da tiu aĵo. Ekzemple, unu molo da molekuloj de O2 estas (proksimume) 6,022 × 1023 molekuloj de O2. Simile, unu molo da molekuloj de N2 estas (proksimume) 6,022 × 1023 molekuloj de N2, kaj unu molo da atomoj de Fe estas (proksimume) 6,022 × 1023 atomoj de Fe.

Historio kaj etimologio[redakti | redakti fonton]

La konstanto de Avogadro nomiĝis pro la deknaŭjarcenta itala sciencisto Amedeo Avogadro. Tiel oni agnoskis lin kiel la unua ekscii (1811) ke la volumeno de gaso (strikte, de ideala gaso) estas proporcia al la nombro da atomojmolekuloj.

En 1909 la franca kemiisto Jean Baptiste Perrin proponis nomi la konstanton honore al Avogadro.

Loschmidt: Mezuri la konstanton de Avogadro[redakti | redakti fonton]

Avogadro neniam provis mezuri la konstanton: la valoron unue taksis la aŭstra fizikisto Johann Josef Loschmidt en 1865 per la kineta teorio de gasoj.[4] Kion Loschmidt vere mezuris, tio estis la nombro da entoj en volumena unuo de ideala gaso, t.e. la nombra denseco de partikloj en ideala gaso[5].

n_\circ = \frac{p}{k_B T} \,

egala al (2,686 7774 ± 0,000 0047) × 1025 m−3 je 273,15 K kaj 101,325 kPa kun kB la konstanto de Boltzmann, T la temperaturo kaj p la premo.

Ĉi tiu konstanto rilatas al la konstanto de Avogadro per la rilato:

 R = N_Ak_B  \,

kun kB la konstanto de Boltzmann, kaj R la gasa konstanto, kaj el tio

N_A = \frac{n_\circ R T}{p}  \,

Normigi la molon[redakti | redakti fonton]

Ĝis 1960, ekzistis malkongruaj difinoj de la molo, kaj tial de la nombro de Avogadro (kiel oni nomis ĝin tiutempe), bazita sur 16 gramoj da oksigeno: fizikistoj ĝenerale uzis oksigenon-16 dum kemiistoj ĝenerale uzis la "nature ekzistantan" izotopan proporcion.

Por solvi la disputon oni ŝanĝis, en 1960, al 12 gramoj de karbono-12 kiel la bazo. Tio alportis aliajn avantaĝojn.[6] Tiam oni difinis la nombron de Avogadro la nombro da atomoj en 12 gramoj de karbono-12, tio estas sendimensia kvanto, dum unu molon oni difinis unu nombro de Avogadro da atomoj, molekuloj aŭ aliaj entoj.

Kiam la molo fariĝis unuo de la Sistemo Internacia de Unuoj (SI), en 1971, oni interŝanĝis la difinojn.

En 1971, oni difinis unu molon esti la nombro da atomoj en 12 gramoj da karbono-12, kun ĝiaj propraj unuoj, nome "kvanto de substanco".[7] La konstanto de Avogadro fariĝis fizika konstanto kun la unuo inversaj moloj (mol−1).

Aplikado[redakti | redakti fonton]

La konstanto de Avogadro estas aplikebla al ajna substanco. Ĝi estas la nombro da atomoj aŭ molekuloj bezonataj por fari mason egala al la atoma masomolekula maso de la substanco en gramoj. Ekzemple, la atoma maso de fero estas 55,847 g/mol, do NA feraj atomoj (t.e. unu molo da feraj atomoj) havas mason da 55,847 g. Aliflanke, 55,847 g da fero enhavas NA atomojn da fero. La konstanto de Avogadro implice prenas parton en la difino de la atommasa unuo, u.

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. (1993) Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (2nd Edition). Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-632-03583-8. Alirdato: 2006-12-28.  International Union of Pure and Applied Chemistry Commission on Quantities and Units in Clinical Chemistry; International Federation of Clinical Chemistry Committee on Quantities and Units (1996). "Glossary of Terms in Quantities and Units in Clinical Chemistry (IUPAC-IFCC Recommendations 1996)", gazeto : Pure Appl. Chem., volumo : 68, paĝoj : 957–1000. Alirita 2006-12-28.
  2. International Union of Pure and Applied Chemistry Commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances (1992). "Atomic Weight: The Name, Its History, Definition and Units", gazeto : Pure Appl. Chem., volumo : 64, paĝoj : 1535–43. Alirita 2006-12-28.
  3. CODATA (2006).
  4. Bader, Alfred; Parker, Leonard . "Joseph Loschmidt, Physicist and Chemist", gazeto : Physics Today Online, numero : March 2001. Alirita 2006-12-28.
  5. (February 2006)Fundamental physical constants: Physico-chemical constants. Alirita 2006-12-28.
  6. (March 2006)Unit of amount of substance (mole). Alirita 2006-12-28.
  7. BIPM Unit of amount of substance (mole)retrieved 24 January 2008