Faradays konstant
Faradays konstant er den elektrisk ladningen til et mol med elektroner. Ladningen til et elektron er gitt ved elementærladningen e, mens antall elektroner i et mol er gitt ved Avogadros konstant NA . Den kan derfor skrives som F = e NA og har verdien
Da 1 J = 1C⋅1V, tilsvarer dette omtrent 96,485 kJ/V mol.
Konstanten spiller en sentral rolle innen elektrokjemi hvor den forbinder kjemisk energi med elektrisk energi. Den er oppkalt etter den engelske fysiker Michael Faraday som indirekte etablerte den i sine banebrytende undersøkelser av elektrolyse, formulert ved hans to elektrolyselover.
Ved nøyaktige målinger viste han at en elektrisk ladning Q =1 C som gikk gjennom en elektrolytt med sølvioner Ag+, ville skille ut en mengde 1,118 mg sølv ved katoden. Da den molare massen for sølv er omtrent MAg = 107,8 g/mol, betyr det at man behøver en ladning som er ca. F = (1 C/1,118 mg)⋅107,8 g = 96420 C for å skille ut et mol med sølv. Samme mengde ladning ville også skille ut et mol av andre stoffer med monovalente ioner. Derimot ville denne ladningen skille ut et halvt mol av et bivalent stoff. På den måten ble man klar over at det eksisterte en direkte sammenheng mellom den kjemiske valensen til et stoff og ladningen til dets ioner. Konstanten kunne derfor tidligere brukes som en enhet for å måle elektrisk ladning.
På slutten av 1800-tallet hadde man etablert ganske nøyaktige verdier for Avogadros konstant NA . Kjennskap til Faradays konstant gjorde det da mulig for første gang å bestemme verdien til elementærladningen e, som snart viste seg å være gitt ved ladningen til elektronet.
Kilder rediger
- The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty, Faraday constant.