Avogadro-konstanten vil blive brugt til at definere muldvarpen. Siden Jean Perrin modtog Nobelprisen for at bestemme dens omtrentlige værdi i 1926, har fremskridtene med at bestemme Avogadro-konstanten været enorme. I dag kommer det bedste skøn over Avogadro-konstanten fra Planck-konstante bestemmelser på Canadas National Research Council: 6.022140772 til 1023 med usikkerheden om ni dele i 109. Denne bemærkelsesværdige præcision gør det nu muligt for os at omskrive definitionen af molen i de mest absolutte termer. Faktisk bliver molen Den eneste si-basisenhed, der er defineret uafhængigt af andre enheder.

den nuværende definition af molen indebærer, at mængden af et stof Bedst bestemmes ved måling af masse. Mens dette virker for de fleste målinger af kemiske mængder, følger det ikke, at definitionen af molen skal være bundet med definitionen af kilogrammet. Desuden har undersøgelser vist, at mængden af stof ofte (forkert) identificeres med masse. Den nuværende definition tilslører også muldvarpens anvendelighed, og de fleste kemiske lærebøger ser allerede muldvarp som en mængde af et stof, der indeholder et Avogadro-antal enheder. Derfor er den foreslåede nye definition hedder det, at: ‘en muldvarp indeholder præcis 6.02214076 til 1023 elementære enheder.’Dette har fordelen ved enkelhed. Peter Atkins skrev for International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) og bemærkede passende, at ‘den nye definition skærer til kernen i betydningen af en muldvarp, og derfor skal hilses velkommen, at der ikke længere kan være nogen undskyldning for misforståelse af dens definition.’

modargumenter

alligevel har denne definition taget lang tid at komme sammen. Alvorlige diskussioner om en omdefinering af molen startede omkring 2005, og det tog omkring et årti at nå til enighed. Det er overflødigt at sige, at ikke alle kan lide den nye definition – og nogle fremtrædende stemmer har endda hævdet, at molen skal fjernes fra SI helt.

omkring 2010 var diskussionerne fokuseret på det grundlæggende anker for molen: skal den molære masse af kulstof-12 forblive det definerende træk, eller skal det være Avogadro-konstanten? Man må bemærke, at det ikke er det eneste alternativ at knytte muldvarp til Avogadro – konstanten-andre eksotiske måder at definere muldvarp er blevet bemærket. En interessant (og måske mindst nyttig) definition kunne være: ‘Molen er mængden af stof i et system, der indeholder så mange elementære enheder, som der er atomer i en prøve af kalium-40, der har en aktivitet på 10599044s–1. I overensstemmelse med ovenstående definition anvendte Bertram og Ernest Rutherford radioaktivitetsbaserede metoder til at bestemme Avogadro-nummeret i 1911.

andre problemer er blevet fremhævet. Hvis en mol af et stof defineres som den mængde, der har et vist antal enheder, er det klart for mange, at dette tal kun kan være et heltal. For yderligere at maksimere definitionens klarhed bør vi derfor bruge eksplicitte heltal (med alle tal skrevet ud). Dette er upraktisk for Avogadro-nummeret, hvorfor nogle har foreslået et meget tiltalende alternativ: 844468853 (på et grovere nøjagtighedsniveau kan man nyde den ‘binære’ muldvarp: na kar 279 mol–1).

et af de mest interessante argumenter mod den nye definition er, at den molære masse af kulstof-12 ikke længere vil være 12 g / mol nøjagtigt. Det vil komme som en overraskelse for mange kemikere at lære, at det faktisk ikke er en ændring overhovedet. I 1980 blev den tidligere definition afklaret for kun at henvise til ubundne atomer; dannelse af kemiske bindinger reducerer den samlede masse lidt, hvilket betyder, at 12 g rent kulstof-12 i laboratoriet indeholder lidt mere end en mol carbonatomer. I denne sammenhæng er den nye definition af molen mere grundlæggende end den nuværende definition.

Rethinking units

modstand mod den Avogadro-baserede definition af molen har stort set været på grund af troen på, at Avogadro konstant ikke er en universel konstant af fysik, og at dens numeriske værdi ikke har nogen særlig fysisk betydning. Mens nogle konstanter faktisk er mere grundlæggende end andre, bør man ikke samle ‘at være grundlæggende’ med ‘ikke at være nyttigt’; i sidste ende afspejler mange af beslutningerne vedrørende enhederne valg foretaget af praktiske overvejelser. I dag har vi både konstanter, fordi termometre kom før vores forståelse af termodynamik eller statistisk mekanik, og fordi kemikere var i stand til at sammenligne mængderne af kemiske stoffer, før de kendte det faktiske antal involverede atomer. SI er ikke udelukkende ned til logisk nødvendighed.

som med mange andre nye si – definitioner vil denne nye muldvarp ikke påvirke hverdagens målinger-men det vil sandsynligvis påvirke vores daglige forståelse af måleenhederne.

Juris Meija er formand for IUPAC-Kommissionen for isotopiske overflader og atomvægte