постоянная Фарадея
| постоянная Фарадея | |
|---|---|
.jpg) Майкл Фарадей , тезка константы | |
Общие символы | Ф |
| И объединились | кулон на моль (Кл/моль) |
| В базовых единицах СИ | s⋅A⋅mol −1 |
Выводы из другие количества | F = еН А |
| Ценить | 9.648 533 212 331 001 84 × 10 4 C⋅mol −1 |
В физической химии ( константа Фарадея символ F , иногда стилизованный под ℱ) — это физическая константа , определяемая как частное общего электрического заряда ( q ) на количество ( n ) элементарных носителей заряда в любом данном образце вещества: F = д / п ; он выражается в единицах кулонов моль на . (Кл/моль) По существу, он представляет собой « молярный элементарный заряд », [1] то есть электрический заряд одного моля элементарных носителей (например, протонов). Назван в честь английского учёного Майкла Фарадея . После переопределения базовых единиц СИ в 2019 году [1] постоянная Фарадея имеет точно определенное значение, являющееся произведением элементарного заряда ( e , в кулонах) и постоянной Авогадро ( NA , в обратных молях):
- F = е × N А
- = 1.602 176 634 × 10 −19 С × 6,022 140 76 × 10 23 моль −1
- = 9.648 533 212 331 001 84 × 10 4 C⋅mol −1 .
Вывод [ править ]
Постоянную Фарадея можно рассматривать как коэффициент преобразования моля (используемого в химии) в кулон (используемого в физике и практических электрических измерениях), и поэтому она особенно полезна в электрохимии . Потому что ровно N A = 6,022 140 76 × 10 23 единиц на моль, [1] и есть точно 1 / е = 10 19 / 1,602 176 634 элементарных зарядов на кулон, [1] постоянная Фарадея определяется как частное этих двух величин:
- Ф = N A / 1/ e = 9,648 533 212 331 001 84 × 10 4 C⋅mol −1 .
Константу Фарадея часто используют в расчетах электролиза . Можно разделить количество заряда (ток, интегрированный во времени) на постоянную Фарадея, чтобы найти химическое количество вещества (в молях), подвергшегося электролизу.
Значение F было впервые определено в 1800-х годах путем взвешивания количества серебра , осажденного в электрохимической реакции, в которой измеренный ток в течение измеренного времени пропускался , и с использованием закона электролиза Фарадея . [2] Примерно до 1970 года наиболее надежное значение постоянной Фарадея определялось с помощью родственного метода электрорастворения металлического серебра в хлорной кислоте . [3]
Другие общие единицы [ править ]
- 96 485 кДж на вольт-грамм-эквивалент
- 23,061 ккал на вольт-грамм-эквивалент
- 26 801 А·ч/моль
Фарадей – единица заряда [ править ]
С постоянной Фарадея связана единица электрического заряда «Фарадей» . Его использование гораздо реже, чем кулона , но иногда применяется в электрохимии. [4] Заряд в один фарадей равен заряду одного моля элементарных зарядов (или одного отрицательного моля электронов), то есть
- 1 фарадей = F × 1 моль = 9,648 533 212 331 001 84 × 10 4 С
И наоборот, постоянная Фарадея F равна 1 фарадею на моль.
Фарадей не следует путать с фарадом , несвязанной единицей емкости ( 1 фарад = 1 кулон / 1 вольт ).
Популярные СМИ [ править ]
В эпизоде Симпсонов « Суд Темного рыцаря » мистер Бернс спрашивает парня из комиксов, сколько он хочет за весь свой комиксов запас . Он говорит, что « скорость света выражается в долларах », а мистер Бернс просит Смитерса «просто дать ему постоянную Фарадея». Чек выписан на сумму 96 485,34 доллара.
См. также [ править ]
- Фарад , единица электрической емкости.
- Эффективность Фарадея
- Законы электролиза Фарадея
- Кубок Фарадея
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с д Ньюэлл, Дэвид Б.; Тиесинга, Эйте (2019). Международная система единиц (СИ) . Специальная публикация NIST 330. Гейтерсбург, Мэриленд: Национальный институт стандартов и технологий. дои : 10.6028/nist.sp.330-2019 . S2CID 242934226 .
- ^ NIST Введение в физические константы
- ^ ИЮПАК (1976). «Статус постоянной Фарадея как аналитического стандарта». Чистая и прикладная химия . 45 (2): 125–130. дои : 10.1351/pac197645020125 .
- ^ Основы физики, Том 2 , Р.С. Гамбхир, 1993, стр. 51
