Avogadrova konstanta

Technology

12 hours ago

Author

Avogadrova konstanta je základní konstantou chemické fyziky a je označována jako symbol NA. Jedná se o počet atomů, molekul nebo jiných částic obsažených v jednom molu látky. Je pojmenována po italském fyzikovi a chemikovi Amadeu Avogadrov, který ji formuloval v roce 1811. Hodnota Avogadrovy konstanty je přibližně 6,022 x 10^23, což znamená, že jedno molové množství látky obsahuje tento počet částic. Avogadrova konstanta se používá při výpočtech v chemii a fyzice, včetně výpočtů molarit, molární hmotnosti, molárního objemu a molární tepelné kapacity. Je jednou z nejdůležitějších konstant v oboru a má širokou aplikaci ve vědeckém výzkumu a průmyslu.

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, hodnota

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

Avogadrova konstanta byla původně definovaná jako počet atomů ve dvanácti gramech nuklidu uhlíku {}_{\phantom{1}6}^{12}\mbox{C}. Po redefinici SI je však od r. +more 2019 její hodnota pevně stanovená: :NA = (přesně) Tato hodnota byla zvolena tak, aby s přesností dostupnou v době redefinice odpovídala původní definici, nicméně hmotnost jednoho molu uhlíku {}_{\phantom{1}6}^{12}\mbox{C} již není 12 gramů zcela přesně, ale pouze téměř přesně a je třeba ji určit měřením.

Použití ve vědě

Chemické rovnice popisují reakci na úrovni jednotlivých atomů. Ve zkumavce ale pracujeme s gramy látky, což je nepředstavitelně velké množství atomů. +more 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 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. +more Například vztah mezi molární plynovou konstantou R a Boltzmannovou konstantou kB:.

:R = k_{\rm B} N_{\rm A} = 8{,}314\,462\,618\,153\,24\ {\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\,123\,310\,018\,4\ {\rm C\,mol^{-1}} \, (přesně).

Avogadrova konstanta má těsný vztah k daltonu (Da), dříve nazývanému atomová hmotnostní jednotka u, :1\ {\rm Da} = 1\ {\rm u} = \frac{M_{\rm u}}{N_{\rm A}} = 1{,}660\,539\,066\,60(50) \times 10^{-27}\ {\rm kg},

kde Mu = je konstanta molární hmotnosti, která po redefinici SI přestala být od r. 2019 pevnou konstantou (s přesnou hodnotou ) a je závislá na experimentálním určení.