Константа молярной массы

Константа молярной массы , обычно обозначаемая M _u , представляет собой физическую константу , определяемую как одну двенадцатую молярной массы углерода -12 : M _u = M ( ¹² С)/12. Молярная масса любого элемента или соединения равна его относительной атомной массе (атомному весу), умноженной на константу молярной массы.

Моль и относительная атомная масса изначально были определены в Международной системе единиц (СИ) таким образом, что константа составляла ровно 1 г / моль . То есть численное значение молярной массы элемента в граммах на моль атомов равнялось его атомной массе относительно атомной массы константы m _u . Так, например, средняя атомная масса хлора 35,446 составляет примерно 35,446 дальтон , что делает массу одного моля атомов хлора примерно грамма .

20 мая 2019 года определение моля в системе SI изменилось таким образом, что константа молярной массы остается почти, но уже не точно равной 1 г/моль . Однако для всех практических целей разница незначительна. Согласно СИ, величина Му _теперь зависит от массы одного атома углерода-12, которую необходимо определить экспериментально. 2022 Рекомендованное CODATA значение Mu _. составляет 1 000 000 001 05 (31) × 10 ⁻³  kg⋅mol ⁻¹ .

Константа молярной массы важна для написания размерно правильных уравнений. Хотя неофициально можно сказать: «молярная масса элемента М равна его атомному весу А », атомный вес (относительная атомная масса) А является безразмерной величиной, тогда как молярная масса М имеет единицы массы на моль. Формально M равно A , умноженному на константу молярной массы M _u .

До переопределения

Константа молярной массы была необычной (но не уникальной) среди физических констант, поскольку имела точно определенное значение, а не измерялась экспериментально. Из старого определения крота, молярная масса углерода 12 составляла ровно 12 г/моль. Из определения относительной атомной массы относительная атомная масса углерода 12, то есть атомная масса образца чистого углерода 12, равна ровно 12. Таким образом, константа молярной массы определялась выражением

$M_{\text{u}}={{\text{molar mass }}[M(^{12}\mathrm {C} )] \over {\text{relative atomic weight }}[A_{\text{r}}(^{12}\mathrm {C} )]}={{12\ {\rm {g/mol}}} \over 12}=1\ {\rm {g/mol}}$

Константа молярной массы связана с массой атома углерода-12 в граммах:

$m({}^{12}{\text{C}})={\frac {12\times M_{\text{u}}}{N_{\text{A}}}}$

является Поскольку константа Авогадро фиксированной величиной, масса атома углерода-12 зависит от точности и точности константы молярной массы.

( Скорость света — еще один пример физической константы, значение которой зафиксировано определениями Международной системы единиц (СИ).)

после

Основная статья: Переопределение базовых единиц СИ в 2019 году § Крот

Поскольку новое определение базовых единиц СИ в 2019 году дало константе Авогадро точное числовое значение, значение константы молярной массы больше не является точным, и в будущих экспериментах его точность будет повышаться.

Одним из последствий этого изменения является то, что ранее определенное соотношение между массой ¹² Атом С, дальтон , килограмм и число Авогадро больше не являются строго действительными. Что-то из следующего пришлось изменить:

• Масса ¹² Атом С составляет ровно 12 дальтон.
• Количество дальтонов в грамме в точности равно численному значению числа Авогадро: т.е. 1 г/Да = 1 моль ⋅ N _A .

Формулировка 9-й брошюры SI подразумевает, что первое утверждение остается в силе, а это означает, что второе уже не совсем верно. Константа молярной массы все еще очень близка к 1 г/моль , но уже не равна ей в точности. В Приложении 2 к 9-й брошюре SI указано, что «молярная масса углерода 12, M ( ¹² С), равна 0,012 кг⋅моль. ⁻¹ в пределах относительной стандартной неопределенности, равной рекомендованному значению N _A h на момент принятия настоящей Резолюции, а именно 4,5 × 10 ⁻¹⁰ , и что в будущем его значение будет определено экспериментально", в котором нет ссылки на дальтон и согласуется с любым утверждением.

См. также

• Далтон