
【化】 Faraday constant
Faraday
【電】 farad
【計】 constant; constants
【化】 constant
法拉第常量(Faraday Constant,符號F)是電化學與物理化學中的核心常數,表示1摩爾電子所攜帶的總電荷量。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,其标準值為96,485.33212 C·mol⁻¹,不确定度為±0.00059 C·mol⁻¹。
該常量通過阿伏伽德羅常數($N_A$)與基本電荷量($e$)的關系式推導得出: $$ F = N_A cdot e $$ 其中$N_A=6.02214076times10^{23} text{mol}^{-1}$,$e=1.602176634times10^{-19} text{C}$。
應用領域包括:
曆史溯源可追溯至邁克爾·法拉第1833年提出的電解定律,後經國際計量局(BIPM)通過庫侖定标法精确測定,數據收錄于《物理化學數據手冊》。現代測定采用銀庫侖計法,相對不确定度達$1times10^{-6}$量級。
法拉第常量(Faraday Constant)是電化學中的核心物理常數,表示1摩爾電子所攜帶的總電荷量。以下是詳細解釋:
section*{1. 定義與計算} 法拉第常量(符號為( F ))的數值等于阿伏伽德羅常數(( N_A approx 6.022 times 10^{23} , text{mol}^{-1} ))與單個元電荷(( e approx 1.602 times 10^{-19} , text{C} ))的乘積,公式為: $$ F = N_A cdot e $$ 其标準值為( 96485.3383 , text{C/mol} ),誤差範圍約為±0.0083 C/mol。
section*{2. 應用領域} begin{itemize} item textbf{電化學反應計算}:用于電解、電鍍中推算電子轉移量,例如通過電流強度計算沉積金屬的摩爾數。 item textbf{能量轉換}:在電池和燃料電池中,結合電壓計算自由能變化(公式:(Delta G = -nFE))。 item textbf{物理化學研究}:作為連接微觀電荷與宏觀物質的橋梁,輔助測定阿伏伽德羅常數。 end{itemize}
section*{3. 曆史與測量} 該常數以科學家邁克爾·法拉第命名,其值最初通過電解銀實驗測定:測量電流強度與析出銀的質量,結合摩爾質量計算得出。現代精确值由美國國家标準局通過改進實驗确定。
section*{注意事項} begin{itemize} item 部分低權威資料(如、5)誤将其描述為“電磁場強度常數”,實際應為電化學電荷量常數,注意區分。 item 單位換算時需使用最新标準值(約96485 C/mol)。 end{itemize}
如需了解更詳細實驗方法或曆史演變,可參考電化學教材或美國國家标準局技術文檔。
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