Avogadrova konstanta

Avogadrova konstanta, nespr. Avogadrovo číslo (není to číslo, protože má fyzikální rozměr) vyjadřuje počet částic v jednotkovém látkovém množství (v 1 molu). Je pojmenována po italském fyzikovi Avogadrovi, její hodnotu však poprvé zjistil Johann Josef Loschmidt roku 1865.

Definice, značení, hodnota

Avogadrova konstanta byla definována jako přesně stanovený celkový počet atomů v dvanácti gramech nuklidu uhlíku ${}_{~6}^{12}{\mbox{C}}$, tedy stabilního izotopu, který obsahuje v jádře šest protonů a šest neutronů.

Avogadrova konstanta se značí N_A (případně L) a v soustavě SI se udává v jednotkách mol⁻¹.

Po redefinici SI je od r. 2019 její hodnota pevně stanovená:

N_A = 6,022 140 76×10²³ mol⁻¹ (přesně)

Použití ve vědě

Chemické rovnice popisují reakci na úrovni jednotlivých atomů. Ve zkumavce ale pracujeme s gramy látky, což je nepředstavitelně velké množství atomů. Avogadrova konstanta nám je umožňuje vyčíslit. Například když zreaguje jeden mol sodíku (23 g) s jedním molem chlóru (35 g), vznikne jeden mol (58 g) kuchyňské soli. Podle Avogadrovy konstanty víme, že vzniklo cca 6×10²³ molekul soli a navíc máme jistotu, že nám nezůstane žádný nezreagovaný, zbytkový chlór či sodík.

Avogadrova konstanta je tedy převodním nástrojem mezi makroskopickým a mikroskopickým pozorováním přírody. Dále poskytuje nástroj pro vytváření vztahů mezi ostatními fyzikálními veličinami a konstantami. Například vztah mezi molární plynovou konstantou R a Boltzmannovou konstantou k_Bː

$R=k_{\rm {B}}N_{\rm {A}}=8{,}314\,462\,618\ldots \ {\rm {J\,mol^{-1}\,K^{-1}}}\,$ (přesně).

Vztah mezi Faradayovou konstantou F a elementárním nábojem e je

$F=N_{\rm {A}}e=96\,485{,}332\,12\ldots \ {\rm {C\,mol^{-1}}}\,$ (přesně).

Avogadrova konstanta má těsný vztah k atomové hmotnostní jednotce u,

$1\ {\rm {u}}={\frac {M_{\rm {u}}}{N_{\rm {A}}}}=1{,}660\,539\,066\,60(50)\times 10^{-27}\ {\rm {kg}}$,

kde M_u = 0,999 999 999 65(30)×10⁻³ kg·mol⁻¹ je konstanta molární hmotnosti, která po redefinici SI přestala být od r. 2019 pevnou konstantou (s přesnou hodnotou 10⁻³ kg·mol⁻¹) a je závislá na experimentálním určení.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Avogadro constant na anglické Wikipedii.

Související články

• Avogadrův zákon
• Fyzika částic
• Loschmidtova konstanta
• Molekulová fyzika

Autoritní data: GND: 4394515-6