La constante de Faraday , denotada por el símbolo F y a veces estilizada como ℱ, lleva el nombre de Michael Faraday . En química y física , esta constante representa la magnitud de la carga eléctrica por mol de electrones . [1] Tiene el valor aceptado actualmente
- F = 96 485 .332 12 ... C · mol −1 . [2]
Dado que 1 mol de electrones = 6.022 140 76 × 10 23 electrones ( número de Avogadro ), [3] la constante de Faraday es igual a la carga elemental e , la magnitud de la carga de un electrón, multiplicada por 1 mol: [4]
- F = 96 485 .3 ... C / (1 mol) = 96 485 .3 ... C / (6.022 ... × 10 23 ) = 1,602 176 634 × 10 −19 C = e
Un uso común de la constante de Faraday es en los cálculos de electrólisis . Se puede dividir la cantidad de carga en culombios por la constante de Faraday para encontrar la cantidad química (en moles) del elemento que se ha oxidado .
El valor de F se determinó primero pesando la cantidad de plata depositada en una reacción electroquímica en la que se pasó una corriente medida durante un tiempo medido, y utilizando la ley de electrólisis de Faraday . [5]
Redefinición de 2019
Desde la redefinición de las unidades base del SI en 2019 , que introdujo valores exactamente definidos para la carga elemental y el mol, la constante de Faraday es exactamente
- e × (1 mol) mol −1 = 1,602 176 634 × 10 −19 C × 6.022 140 76 × 10 23 mol −1 = 96 485 0,332 1233 C · mol -1 .
Otras unidades comunes
- 96.485 kJ por voltio-gramo-equivalente
- 23.061 kcal por voltio-gramo-equivalente
- 26,801 A · h / mol
Unidad de carga de Faraday
Relacionado con la constante de Faraday está el "faraday", una unidad de carga eléctrica . Es mucho menos común que el culombio , pero a veces se usa en electroquímica. [6] Un faraday de carga es la magnitud de la carga de un mol de electrones, es decir96 485 0.332 12 ... C . [2]
Expresada en faraday, la constante de Faraday F es igual a "1 faraday de carga por mol".
Esta unidad de faraday no debe confundirse con el faradio , una unidad de capacitancia no relacionada ( 1 farad = 1 culombio / 1 voltio ).
Medios populares
El episodio de Los Simpson " La corte del caballero de la noche " tiene al Sr. Burns preguntándole a Comic Book Guy cuánto quiere para todo suinventario de cómics . Dice "la velocidad de la luz expresada en dólares " y el Sr. Burns le dice a Smithers que "le dé la constante de Faraday". El cheque está escrito por $ 96,485.34.
Ver también
Referencias
- ^ El término "magnitud" se usa en el sentido de " valor absoluto ": la carga de un electrón es negativa, pero F siempre se define como positiva.
- ^ a b "Valor CODATA 2018: constante de Faraday" . La referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre . NIST . 20 de mayo de 2019 . Consultado el 20 de mayo de 2019 .
- ^ Brown, L .; Holme, T. (2011) Química para estudiantes de ingeniería , Brooks / Cole.
- ^ Schmidt-Rohr, K. (2020). "Análisis de las dos definiciones de la Mole que están en uso simultáneo, y sus consecuencias sorprendentes” J. Chem Educ.. 97 :. 597-602 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00467
- ^ NIST Introducción a las constantes físicas
- ^ Fundamentos de la física, volumen 2 , por RS Gambhir, 1993, p. 51