
【化】 Faraday constant
Faraday
【电】 farad
【计】 constant; constants
【化】 constant
法拉第常量(Faraday Constant,符号F)是电化学与物理化学中的核心常数,表示1摩尔电子所携带的总电荷量。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,其标准值为96,485.33212 C·mol⁻¹,不确定度为±0.00059 C·mol⁻¹。
该常量通过阿伏伽德罗常数($N_A$)与基本电荷量($e$)的关系式推导得出: $$ F = N_A cdot e $$ 其中$N_A=6.02214076times10^{23} text{mol}^{-1}$,$e=1.602176634times10^{-19} text{C}$。
应用领域包括:
历史溯源可追溯至迈克尔·法拉第1833年提出的电解定律,后经国际计量局(BIPM)通过库仑定标法精确测定,数据收录于《物理化学数据手册》。现代测定采用银库仑计法,相对不确定度达$1times10^{-6}$量级。
法拉第常量(Faraday Constant)是电化学中的核心物理常数,表示1摩尔电子所携带的总电荷量。以下是详细解释:
section*{1. 定义与计算} 法拉第常量(符号为( F ))的数值等于阿伏伽德罗常数(( N_A approx 6.022 times 10^{23} , text{mol}^{-1} ))与单个元电荷(( e approx 1.602 times 10^{-19} , text{C} ))的乘积,公式为: $$ F = N_A cdot e $$ 其标准值为( 96485.3383 , text{C/mol} ),误差范围约为±0.0083 C/mol。
section*{2. 应用领域} begin{itemize} item textbf{电化学反应计算}:用于电解、电镀中推算电子转移量,例如通过电流强度计算沉积金属的摩尔数。 item textbf{能量转换}:在电池和燃料电池中,结合电压计算自由能变化(公式:(Delta G = -nFE))。 item textbf{物理化学研究}:作为连接微观电荷与宏观物质的桥梁,辅助测定阿伏伽德罗常数。 end{itemize}
section*{3. 历史与测量} 该常数以科学家迈克尔·法拉第命名,其值最初通过电解银实验测定:测量电流强度与析出银的质量,结合摩尔质量计算得出。现代精确值由美国国家标准局通过改进实验确定。
section*{注意事项} begin{itemize} item 部分低权威资料(如、5)误将其描述为“电磁场强度常数”,实际应为电化学电荷量常数,注意区分。 item 单位换算时需使用最新标准值(约96485 C/mol)。 end{itemize}
如需了解更详细实验方法或历史演变,可参考电化学教材或美国国家标准局技术文档。
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