Постоянная молярной массы - Molar mass constant

В постоянная молярной массы, обычно обозначаемый M_ты, это физическая константа определяется как отношение молярная масса из элемент (или сложный ) и это относительная масса.

Моль и относительная атомная масса были первоначально определены в Международная система единиц (SI) таким образом, чтобы константа была точно 1 грамм /моль. То есть числовое значение молярной массы элемента в граммах на моль атомов было равно его атомной массе относительно постоянная атомной массы, м_ты. Так, например, средняя атомная масса хлор примерно 35,446 дальтон, а масса одного моля атомов хлора была примерно 35,446 г.

20 мая 2019 г. SI определение родинки изменено таким образом, что постоянная молярной массы больше не будет точно 1 г / моль. Однако для всех практических целей разница незначительна. Согласно SI, значение M_ты Теперь зависит от массы одного атома углерода-12, которую необходимо определить экспериментально. На эту дату 2018 CODATA рекомендуемое значение M_ты является 0.99999999965(30)×10⁻³ кг⋅моль⁻¹.^[1][2]

Постоянная молярной массы важна для записи размерно правильный уравнения.^[3] Хотя можно неформально сказать «молярная масса элемента M такой же, как его атомный вес А", атомный вес (относительная атомная масса) А - безразмерная величина, а молярная масса M имеет единицы массы на моль. Формально, M является А умноженное на постоянную молярной массы M_ты.

До переопределения 2019 г.

Константа молярной массы была необычной (но не уникальной) среди физических констант, поскольку имела точно определенное значение, а не измерялась экспериментально. Из старого определения родинки,^[4] молярная масса углерод 12 было ровно 12 г / моль. Из определения относительной атомной массы^[5] относительная атомная масса углерода 12, то есть атомная масса образца чистого углерода 12, равна точно 12. Константа молярной массы, таким образом, была определена как

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

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

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

Поскольку постоянная Авогадро является фиксированным значением, масса атома углерода-12 зависит от точности и точности постоянной молярной массы.

(The скорость света еще один пример физической константы, значение которой фиксируется определениями Международная система единиц (SI).)^[6]

Новое определение после 2019 года

Основная статья: 2019 новое определение базовых единиц СИ § моль

Поскольку Новое определение базовых единиц СИ в 2019 году дал постоянной Авогадро точное числовое значение, значение постоянной молярной массы больше не является точным и будет подлежать увеличению точности в будущих экспериментах.

Одним из следствий этого изменения является то, что ранее определенное соотношение между массой ¹²Атом C Далтон, килограмм, а число Авогадро больше не действует. Пришлось изменить одно из следующего:

• Масса ¹²Атом C составляет ровно 12 дальтон.
• Количество дальтонов в грамме в точности равно числовому значению числа Авогадро: т.е. 1 г / Да = 1 моль ⋅ N_А.

Формулировка 9-й брошюры СИ^{[Примечание 1]} означает, что первое утверждение остается в силе, а это означает, что второе больше не верно. Константа молярной массы все еще очень близка к 1 г / моль, но уже не совсем ему. В Приложении 2 к 9-й брошюре SI указано, что «молярная масса углерода 12, M(¹²C), равно 0,012 кг⋅моль⁻¹ в пределах относительной стандартной неопределенности, равной рекомендованному значению N_Ачас на момент принятия настоящего Постановления, а именно 4.5×10⁻¹⁰, и что в будущем его значение будет определяться экспериментально »,^[7][8] который не ссылается на дальтон и согласуется с любым утверждением.

Смотрите также

• Постоянная атомной массы

Примечания

1. В сноске к таблице 8, посвященной единицам, не входящим в систему СИ, говорится: "Дальтон (Да) и единая атомная единица массы (u) являются альтернативными названиями (и символами) одной и той же единицы, равной 1/12 массы свободной атом углерода 12 в состоянии покоя и в основном состоянии ".

Рекомендации

1. «2018 CODATA Значение: постоянная молярной массы». Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности. NIST. 20 мая 2019. Получено 2019-05-20.
2. Мор, Питер Дж .; Тейлор, Барри Н. (2005). «CODATA рекомендуемые значения фундаментальных физических констант: 2002». Ред. Мод. Phys. 77 (1): 1–107. arXiv:1507.07956. Bibcode:2005РвМП ... 77 .... 1М. Дои:10.1103 / RevModPhys.77.1.
3. де Бьевр, Поль; Пайзер, Х. Штеффен (1992). "'Атомный вес »- название, история, определение и единицы" (PDF). Чистая и прикладная химия. 64 (10): 1535–43. Дои:10.1351 / pac199264101535.
4. Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 114–15, ISBN  92-822-2213-6, в архиве (PDF) из оригинала на 2017-08-14
5. ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "относительная атомная масса (атомная масса) ". Дои:10.1351 / goldbook.R05258
6. Пенроуз, г (2004). Дорога к реальности: полное руководство по законам Вселенной. Винтажные книги. С. 410, 411. ISBN  978-0-679-77631-4. "... наиболее точный стандарт для измерителя удобно определен так, что их ровно 299 792 458 единиц на расстояние, пройденное светом за стандартную секунду, что дает значение измерителя, которое очень точно соответствует теперь недостаточно точному стандартному правилу измерения. в Париже."
7. «Постановления приняты» (PDF). Bureau international des poids et mesures. Ноябрь 2018. Архивировано с оригинал (PDF) на 2020-02-04. Получено 2020-02-04.
8. Навроцкий, Вальдемар (30 мая 2019 г.). Введение в квантовую метрологию: пересмотренная система СИ и квантовые стандарты. Springer. п. 54. ISBN  978-3-030-19677-6.