a vakond 1971-ben a nemzetközi egységrendszer (SI) részévé vált. Jelenleg az anyag mennyisége, amely annyi entitást tartalmaz, mint 0,012 kg szén-12. De a kilogramm újradefiniálásának szükségességét évtizedek óta megvitatták-nem utolsósorban a “Le Grand K” hosszú távú instabilitása miatt, a kilogrammot meghatározó műtárgy. A nemzetközi súly-és Mérésügyi Bizottság (CIPM) a méter 1983-as definíciójának sikere után, amely a vákuumos fénysebességen alapul, úgy döntött, hogy ez egy megfelelő idő az összes SI bázisegység meghatározásának átdolgozására a tudósok számára ismert legstabilabb dolgok tekintetében: fizikai állandók.

Az Avogadro állandó lesz meghatározására szolgál, hogy a tégla. Mivel Jean Perrin 1926-ban Nobel-díjat kapott hozzávetőleges értékének meghatározásáért, az Avogadro-állandó meghatározásának előrehaladása óriási volt. Ma az Avogadro állandó legjobb becslése a Kanadai Nemzeti Kutatási Tanács Planck állandó meghatározásából származik: 6.022140772×1023, kilenc rész bizonytalanságával 109-ben. Ez a figyelemre méltó pontosság lehetővé teszi számunkra, hogy a mole meghatározását a lehető legteljesebb mértékben átírjuk. Valójában a vakond lesz az egyetlen SI alapegység, amelyet bármely más egységtől függetlenül határoznak meg.

a mól jelenlegi meghatározása azt jelenti, hogy az anyag mennyiségét legjobban a tömeg mérésével lehet meghatározni. Bár ez a kémiai mennyiségek legtöbb mérésénél működik, nem következik, hogy a mól definícióját a kilogramm meghatározásával kell kötni. Ezenkívül a vizsgálatok kimutatták, hogy az anyag mennyiségét gyakran (helytelenül) azonosítják a tömeggel. A jelen definíció a vakond hasznosságát is elhomályosítja, és a legtöbb kémiai tankönyv már a Mol-t is egy olyan anyag mennyiségének tekinti, amely Avogadro számú entitást tartalmaz. Ezért a javasolt új meghatározás kimondja, hogy: “az egyik vakond pontosan 6.02214076×1023 elemi entitást tartalmaz. Ez az egyszerűség előnye. Peter Atkins a tiszta és alkalmazott kémia nemzetközi Uniójának (IUPAC) írásakor találóan megjegyezte, hogy ” az új meghatározás egy anyajegy jelentésének magjára vág, ezért üdvözlendő, hogy már nem lehet mentség a meghatározás félreértésére.’

ellenérvek

még így is, ez a meghatározás hosszú időt vett igénybe, hogy összejöjjön. A vakond újradefiniálásáról szóló komoly viták 2005 körül kezdődtek, és körülbelül egy évtizedbe telt a konszenzus elérése. Mondanom sem kell, hogy nem mindenki szereti az új definíciót – és néhány kiemelkedő hang azt is állította, hogy a vakondot teljesen el kell távolítani az SI-ből.

2010 körül a megbeszélések a mole alapvető horgonyára összpontosítottak: ha a szén-12 moláris tömege marad a meghatározó jellemző, vagy legyen az Avogadro állandó? Meg kell jegyezni, hogy a pegging mole az Avogadro konstanshoz nem az egyetlen alternatíva – más egzotikus módszereket is megfigyeltek a mole meghatározására. Érdekes (és talán legkevésbé hasznos) definíció lehet: “A mól egy olyan rendszer anyagának mennyisége, amely annyi elemi entitást tartalmaz, mint a kálium-40 mintában lévő atomok, amelyek aktivitása 10599044s–1.”A fenti meghatározás szellemében Bertram Boltwood és Ernest Rutherford radioaktivitás alapú módszereket alkalmaztak az Avogadro-szám meghatározására 1911-ben.

egyéb problémák kerültek kiemelésre. Ha egy anyag egy mólját úgy definiálják, mint egy bizonyos számú entitással rendelkező összeget, sokak számára egyértelmű, hogy ez a szám csak egész szám lehet. Ezért a definíció egyértelműségének további maximalizálása érdekében explicit egész számokat kell használnunk (az összes számot kiírva). Ez nem praktikus az Avogadro számhoz, ezért egyesek nagyon vonzó alternatívát javasoltak: 844468853 (a pontosság cruder szintjén élvezheti a “bináris” vakondot: NA ≈ 279 mol-1).

az új meghatározás ellen az egyik legérdekesebb érv az, hogy a szén-12 moláris tömege már nem lesz pontosan 12 g/mol. Sok vegyész számára meglepetés lesz megtanulni, hogy valójában ez egyáltalán nem változás. 1980-ban az előző meghatározást tisztázták, hogy csak a nem kötött atomokra utal; a kémiai kötések kialakítása kissé csökkenti a teljes tömeget, ami azt jelenti, hogy a laboratóriumban 12 g tiszta szén-12 valamivel több mint egy mól szénatomot tartalmaz. Ebben az összefüggésben a vakond új meghatározása alapvetőbb, mint a jelenlegi meghatározás.

újragondoló egységek

a vakond Avogadro-alapú definíciójával szembeni ellenállás nagyrészt annak a meggyőződésnek köszönhető, hogy az Avogadro-állandó nem a fizika univerzális állandója, és numerikus értékének nincs különösebb fizikai jelentése. Míg egyes állandók valóban alapvetőbbek, mint mások, nem szabad összekeverni az “alapvető létezést” azzal, hogy “nem hasznos”; végül, az egységekkel kapcsolatos döntések közül sok a gyakorlati megfontolásokból származó döntéseket tükrözi. Ma mind a Boltzmann, mind az Avogadro állandók vannak, mert a Hőmérők a termodinamika vagy a statisztikai mechanika megértése előtt jöttek, valamint azért, mert a vegyészek képesek voltak összehasonlítani a vegyi anyagok mennyiségét, mielőtt megismerték az érintett atomok tényleges számát. Az SI nem kizárólag logikai szükségszerűség.

mint sok más új SI meghatározásnál, ez az új vakond nem befolyásolja a mindennapi méréseket – de valószínűleg befolyásolja a mérési egységek mindennapi megértését.

Juris Meija az IUPAC izotópbőségekkel és atomsúlyokkal foglalkozó bizottságának elnöke