Committee on Data for Science and Technology (CODATA, Comité de Información para Ciencia y Tecnología) publica regularmente los valores de las constantes físicas para su uso internacional. En el caso de la constante de Avogadro, la determina a partir del cociente entre la masa molar del electrón Ar(e), Mu y la masa en reposo del electrón me:
La "masa atómica relativa" del electrón, Ar(e), es una cantidad medible directamente, y la constante masa molar Mu, es una constante definida en el sistema SI. La masa en reposo del electrón, sin embargo, se calcula a partir de otras constantes medidas:
La "masa atómica relativa" del electrón, Ar(e), es una cantidad medible directamente, y la constante masa molar Mu, es una constante definida en el sistema SI. La masa en reposo del electrón, sin embargo, se calcula a partir de otras constantes medidas:
Como puede observarse en los valores de la tabla CODATA 2006, el
principal factor limitante en la precisión con la que se conoce el valor de la
constante de Avogadro es la incertidumbre en el valor de la constante
de Planck, ya que todas las demás constantes que
contribuyen al cálculo se conocen con mucha más precisión.
|
Constante |
Símbolo |
Valor 2006 CODATA |
Incertidumbre estándar relativa |
Coeficiente de correlación |
|
Masa atómica relativa del electrón |
Ar(e) |
5,485 799 0943(23)×10-4 |
4.2. 10–10 |
0,0082 |
|
Constante
de masa molar |
Mu |
0,001 kg/mol |
Definida |
— |
|
Constante
de Rydberg |
R∞ |
10 973 731,568 527(73) m−1 |
6,6×10-12 |
0,0000 |
|
Constante
de Planck |
h |
6,626 068 96(33)×10-34 Js |
5,0×10-8 |
–0,9996 |
|
Velocidad
de la luz |
c |
299 792 458 m/s |
Definida |
— |
|
Constante
de estructura fina |
α |
7,297 352 5376(50)×10-3 |
6,8×10-10 |
0.0269 |
|
Constante de Avogadro |
NA |
6,022 141 79(30)×1023 mol−1 |
5,0×10-8 |
1 |
Un método moderno para calcular la constante de Avogadro es utilizar la relación del volumen molar, Vm, al volumen de la celda unidad, Vcell, para un cristal sencillo de silicio:
El factor
de ocho se debe a que hay ocho átomos de silicio en cada celda unidad.
El volumen
de la celda unidad se puede obtener por cristalografía de rayos X; como la celda unidad es cúbica, el volumen es el de un cubo de la
longitud de un lado (conocido como el parámetro de la celda unidad, a).
En la práctica, las medidas se realizan sobre una distancia conocida como d220(Si)
que es la distancia entre los planos indicada por el índice de Miller {220}, y es igual a a/√8. El valor CODATA2006
para d220(Si) es 192.015 5762(50) pm, con una
incertidumbre relativa de 2.8. 10–8, correspondiente a un volumen de
celda unidad de 1.601 933 04(13). 10–28 m³.
La composición isotópica proporcional de la muestra utilizada debe ser medida y tenida en cuenta. El silicio presenta tres isótopos estables - 28Si, 29Si, 30Si - y la variación natural en sus proporciones es mayor que otras incertidumbres en las mediciones. La Masa atómica Ar para un cristal sencillo, puede calcularse ya que las masas atómicas relativas de los tres núclidos se conocen con gran exactitud. Esto, junto con la medida de la densidad ρ de la muestra, permite calcular el volumen molarVm que se encuentra mediante:
donde Mu es
la masa molar. El valor CODATA2006 para el volumen molar del silicio es 12.058
8349(11) cm³/mol, con una incertidumbre estándar relativa de 9.1. 10–8.20
A partir
de los valores CODATA2006 recomendados, la relativa incertidumbre en la
determinación de la constante de Avogadro por el método de la densidad del
cristal por rayos X es de 1,2. 10-7, cerca de dos veces y media
mayor que la del método de la masa del electrón.
Biografía:
P.J.
Mohr, B.N. Taylor y D.B. Newell (2011), CODATA Recommended Values of the
Fundamental Physical Constants: 2010. Sistema creado por J. Baker, M. Douma y S.
Kotochigova. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899.
Mohr,
Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). «CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical
Constants: 2006». Reviews
of Modern Physics 80:
633-730. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Enlace directo.
International Union of Pure and Applied
Chemistry Commission on Atomic Weights and
Isotopic Abundances, P.; Peiser, H. S. (1992). «Atomic Weight: The Name, Its
History, Definition and Units». Pure and Applied Chemistry 560 (10): 1535-43. doi:10.1351/pac199264101535.
International Union of Pure and Applied
Chemistry Commission on Quantities and Units
in Clinical Chemistry, H. P.; International Federation of Clinical Chemistry
Committee on Quantities and Units (1996). Glossary of Terms in
Quantities and Units in Clinical Chemistry (IUPAC-IFCC Recommendations 1996) 68 (4).
pp. 957-1000. doi:10.1351/pac199668040957.
The CODATA 2017 values of h, e, k and Na
for the revision of the SI.
Resoluciones adoptadas en CGPM,
Versalles 16 de noviembre de 2018.
Archivado desde el original el 19 de noviembre de 2018. Consultado el 23 de noviembre de 2018.
Avogadro, Amadeo (1811). «Essai d'une maniere de determiner les
masses relatives de molecules elementaires des corps, et les proportions selon
lesquelles elles entrent dans ces combinaisons». Journal de Physique 73:
58-76. English translation.
Oseen,
C.W. (December 10, 1926). Presentation Speech for the 1926 Nobel
Prize in Physics.
Loschmidt,
J. (1865). «Zur Grösse der
Luftmoleküle». Sitzungsberichte der kaiserlichen Akademie der
Wissenschaften Wien 52 (2): 395-413. English translation.
Virgo,
S.E. (1933). «Loschmidt's Number». Science Progress 27:
634-49. Archivado desde el original el 4 de abril de 2005.
Kotz,
John C.; Treichel, Paul M.; Townsend, John R. (2008). Chemistry and Chemical Reactivity (7th edición). Brooks/Cole. ISBN 0495387037. Archivado desde el original el 9 de febrero de 2009. Consultado el 10 de abril de 2019.
Mohr,
Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). «CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical
Constants: 2006». Reviews
of Modern Physics 80:
633-730. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Enlace directo.
Mohr,
Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). «CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical
Constants: 2006». Reviews
of Modern Physics 80:
633-730. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Enlace directo.
Artículo escrito por Ana María Morón Usero o Ammu.
Gracias por leer, que la ciencia y la fuerza os acompañe
Podéis encontrar mucho más sobre esta ciencia en el Glosario de la Química y muchos científicos destacados de la misma y de otras ramas.
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