Avogadrova konstanta

Avogadrova konstanta 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.

Zatímco fyzikální jednotkou Avogadrovy konstanty je mol−1, tzv. Avogadrovo číslo je bezrozměrné, ačkoli číselně se s Avogadrovou konstantou shoduje.

Definice, značení, hodnotaEditovat

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

Avogadrova konstanta byla původně definovaná jako počet atomů ve dvanácti gramech nuklidu uhlíku  . Po redefinici SI je však od r. 2019 její hodnota pevně stanovená:

NA = 6,02214076×1023 mol−1 (přesně)[2]

Tato hodnota byla zvolena tak, aby s přesností dostupnou v době redefinice odpovídala původní definici, nicméně hmotnost jednoho molu uhlíku   již není 12 gramů zcela přesně, ale pouze téměř přesně[p 1] a je třeba ji určit měřením.

Použití ve věděEditovat

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 kB:

  (přesně).[2]

Vztah mezi Faradayovou konstantou F a elementárním nábojem e je

  (přesně).[2]

Avogadrova konstanta má těsný vztah k daltonu[3] (Da), dříve nazývanému atomová hmotnostní jednotka u,

 , [2]

kde Mu = 0,99999999965(30)×10−3 kg⋅mol−1[2] 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.

PoznámkyEditovat

  1. Podle definice molární hmotnostní konstanty má volný atom uhlíku  12
    6
     C molární hmotnost M = 12Mu = 12NA·mu = 11,9999999958(36) g/mol. Číslice v závorce značí směrodatnou odchylku posledních dvou platných číslic.

ReferenceEditovat

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

  1. ČSN EN ISO 80000-9:2020 Veličiny a jednotky - Část 9: Fyzikální chemie a molekulová fyzika, položka 9-2, látkové množství. Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. (anglicky)
  2. a b c d e Fundamental Physical Constants; 2018 CODATA recommended values. NIST, květen 2019. Dostupné online, PDF (anglicky)
  3. ČSN EN ISO 80000-10:2020 Veličiny a jednotky - Část 10: Atomová a jaderná fyzika, pol. 10-4.3, Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. (anglicky)

Související článkyEditovat

Externí odkazyEditovat