1 モルまたはアボガドロ数の電子が帯電している場合、ファラデー定数はそのモルが持つ電荷の量を表します。これは、化学、物理学、および電子工学における基本的な定数であり、これらの研究分野ではイタリック体の大文字 F で一般的に表されます。 1 モルあたりのクーロン (C/mol) は測定単位です。
ファラデー定数は、1 モルあたりの電子数であるアボガドロ定数を、1 クーロンあたりの電子数である 1 クーロンあたりの電子数で割ることによって計算できます。
したがって:
F =(6.02 x 1023) / (6.24 x 1018)
=96485.3329 C/mol
マイケル・ファラデーについて
マイケル ファラデー (1791 年 9 月 22 日 – 1867 年 8 月 25 日) は、電磁気学と電気化学の研究に多大な貢献をした英国の科学者でした。彼はロンドンで生まれ、ロンドンで亡くなりました。彼の最も重要な発見には、電磁誘導、反磁性、電気分解などの基礎となる原理が含まれています。
ファラデーは、彼の考えを明確かつ単純な方法で伝えた優れた実験家でした。一方、彼の数学的能力は最も単純な代数に限られており、三角法までは拡張されませんでした。 James Clerk Maxwell は、Faraday などの研究を一連の方程式にまとめて、今日でも使用されている電磁気現象のすべての現代理論の基礎を築きました。ファラデー定数としても知られるアボガドロ電子数は、1 モルの電子 (またはアボガドロ電子数) によって運ばれる電荷の量です。
ファラデー定数式
この定数は、他の 2 つの物理定数で表すことができます。つまり、
F =eNA
どこで、
e はクーロン単位の電子の電荷 e =1.60217662×10 C
NA はアボガドロ定数です。 NA =6.022141×10 mol.
ファラデー定数の計算
これは、物理化学のファラデー定数で表される電子 1 モルの電荷であり、記号 F で表され、F として様式化されることもあります。電気化学では、モル (a化学で使用される測定単位) とクーロン (物理学および実際の電気測定で使用される測定単位) であり、特に電気化学で役立ちます。マイケル・ファラデーに敬意を表してこの名前が付けられ、現在受け入れられている値は
F =96485.33212… C⋅mol.
1 mol の電子が 6.022*10 個の電子 (アボガドロ数) に等しく、1 クーロンが 6.241*10 個の電子の (負の) 電荷に等しいことを考慮すると、ファラデー定数はこれら 2 つの数値の商として計算できます。
F は、最初に、測定された電流が測定された時間流れる電気化学反応で堆積した銀の量を量り、得られた重量に電気分解のファラデーの法則を適用することによって計算されました。
2019 年の国際単位系 (SI) の再定義により、素電荷とモルに正確に定義された値が導入されたため、ファラデー定数が正確に定義されました。
その他のさまざまな共通ユニット
- ボルトグラム当量あたり 96.485 kJ
- ボルトグラム当量あたり 23.061 kcal
- 26.801 A·h/mol
電荷のファラデー単位は次のように定義されます
電荷の単位である「ファラデー」は、ファラデー定数と密接な関係があります。クーロンほど一般的ではありませんが、電気化学では時折使用されます。 96485.33212… C. 1 ファラデーの電荷は、1 モルの電子によって運ばれる電荷の大きさに等しく、96485.33212… C に等しい.
ファラデー定数 F をファラデーで表すと、「物質 1 モルあたりの電荷 1 ファラデー」に等しくなります。
静電容量とはまったく関係のない単位 (1 ファラッド =1 クーロン / 1 ボルト) であるファラッドと混同しないでください。このファラデー単位は、抵抗の測定に使用されます。
さらに、ファラデー定数は、1 電子ボルトに相当する J mol-1 で測定されたエネルギー量を提供します。
アプリケーション
電気分解プロセスは、ファラデー定数の最も一般的なアプリケーションの 1 つです。クーロン単位の電荷量をファラデー定数で割ると、電荷がクーロン単位で表される場合、酸化された元素の量がモル単位で得られます。
結論
ファラデー定数は、本質的には、1 モルの電子が 1 秒間に運ぶことができる電荷です。あまり一般的ではありませんが、主に電気化学の分野で使用されています。これは、エネルギーのモル単位とクーロン単位の間の変換係数です。この数は、アボガドロ数としても知られる、1 モルの電子によって運ばれる電荷の量を表します。これは、化学、物理学、および電子工学における基本的な定数であり、これらの研究分野ではイタリック体の大文字 F で一般的に表されます。 1 モルあたりのクーロン (C/mol) は測定単位です。ファラデー定数は、1 モルあたりの電子数であるアボガドロ定数を、1 クーロンあたりの電子数である 1 クーロンあたりの電子数で割ることによって計算できます。
