Constante de faraday

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Constante física: Carga eléctrica de un topo de electrones

En química física, la constante de Faraday, denotada por el símbolo F y a veces estilizada como ℱ, es la carga eléctrica por mol de cargas elementales. Lleva el nombre del científico inglés Michael Faraday. Desde la redefinición de las unidades básicas del SI de 2019, que entró en vigor el 20 de mayo de 2019, la constante de Faraday tiene el valor exactamente definido dado por el producto de la carga elemental e y la constante de Avogadro NA:

F = e × NA
= 1.602176634×10−19C × 6.02214076×1023mol−1
= 9.64853321233100184×104C⋅mol−1.

Derivación

La constante de Faraday se puede considerar como el factor de conversión entre el mol (utilizado en química) y el coulomb (utilizado en física y en mediciones eléctricas prácticas) y, por lo tanto, tiene un uso particular en electroquímica. Porque 1 mol contiene exactamente NA = 6.02214076×1023 entidades, y 1 culombio contiene exactamente 1/e = 1019 /1.602176634 cargas elementales, la constante de Faraday viene dada por el cociente de estas dos cantidades:

F = NA/1/e = 9.64853321233100184×104C⋅mol−1.

Un uso común de la constante de Faraday es en los cálculos de electrólisis. Uno puede dividir la cantidad de carga (la corriente integrada en el tiempo) por la constante de Faraday para encontrar la cantidad química de una sustancia (en moles) que ha sido electrolizada.

El valor de F se determinó primero pesando la cantidad de plata depositada en una reacción electroquímica en la que se pasó una corriente medida por un tiempo, y usando la ley de electrólisis de Faraday.

Otras unidades comunes

  • 96.485 kJ por volt–gram-equivalente
  • 23.061 kcal per volt–gram-equivallent
  • 26.801 A·h/mol

Faraday: una unidad de carga

Relacionado con la constante de Faraday está el "faraday", una unidad de carga eléctrica. Es mucho menos común que el culombio, pero a veces se usa en electroquímica. Un faraday de carga es la magnitud de la carga de un mol de electrones, es decir,

1 faraday = F × 1 mol = 9.648533212...×104C.

Por el contrario, la constante de Faraday F es igual a 1 Faraday por mol.

El faraday no debe confundirse con el farad, una unidad de capacitancia no relacionada (1 farad = 1 coulomb / 1 volt).

Medios populares

Los Simpson episodio "Dark Knight Court" tiene al Sr. Burns preguntando a Comic Book Guy cuánto quiere por todo su inventario de cómics. Dice que "la velocidad de la luz expresada en dólares" y el Sr. Burns le dice a Smithers que "simplemente le dé la constante de Faraday". El cheque está escrito por $96,485.34.

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