Kilde: Royal Society Of Chemistry
føflekken ble en del Av Det Internasjonale System Av Enheter (SI) i 1971. For tiden er det definert som mengden stoff som inneholder så mange enheter som det er i 0,012 kg karbon-12. Men behovet for å omdefinere kiloet har blitt diskutert i flere tiår – ikke minst på grunn Av den langsiktige ustabiliteten Til ‘Le Grand K’, gjenstanden som definerer kiloet. Etter suksessen med 1983-definisjonen av måleren, som er basert på lysets hastighet i vakuum, bestemte International Committee For Weights And Measures (CIPM) at Dette også er et passende tidspunkt å omarbeide definisjonene av ALLE si-baseenheter i form av de mest stabile tingene som er kjent for forskere: fysiske konstanter.
Juris Meija har en Av De 1kg si kuler som brukes til å bestemme Avogardo konstant, som definerer føflekken (Og Planck konstant, som definerer kg)
Kilde: © Olaf Rienitz, PTB
avogadro-konstanten vil bli brukt til å definere molen. Siden Jean Perrin mottok Nobelprisen for å bestemme sin omtrentlige verdi i 1926, har fremgangen i å bestemme Avogadro-konstanten vært enorm. I dag kommer det beste estimatet av avogadro-konstanten fra Planck constant-bestemmelsene ved Canadas National Research Council: 6.022140772×1023 med usikkerheten på ni deler i 109. Denne bemerkelsesverdige presisjonen gjør det nå mulig for oss å omskrive definisjonen av molen i de mest absolutte termer. Faktisk vil molen bli DEN eneste si-baseenheten som er definert uavhengig av andre enheter.
den nåværende definisjonen av molen innebærer at mengden av et stoff best bestemmes ved å måle masse. Selv om dette fungerer for de fleste målinger av kjemiske mengder, følger det ikke at definisjonen av molen må knyttes til definisjonen av kilo. Videre har studier vist at mengden av stoffet ofte (feil) identifiseres med masse. Den nåværende definisjonen skjuler også molens verktøy, og de fleste kjemi lærebøker ser allerede mol som en mengde av et stoff som inneholder Et Avogadro antall enheter. Derfor sier den foreslåtte nye definisjonen at: ‘en mol inneholder nøyaktig 6.02214076×1023 elementære enheter. Dette har fordelen av enkelhet. Skriver For International Union Of Pure And Applied Chemistry (Iupac), peter Atkins treffende bemerket at ‘ den nye definisjonen kutt til kjernen av betydningen av en føflekk, og er derfor å bli ønsket velkommen det kan ikke lenger være noen unnskyldning for misforståelser sin definisjon.’
Motargumenter
likevel har denne definisjonen tatt lang tid å komme sammen. Alvorlige diskusjoner om en omdefinering av molen startet rundt 2005, og det tok omtrent et tiår å nå enighet. Unødvendig å si, ikke alle liker den nye definisjonen-og noen fremtredende stemmer har selv hevdet at molen skal fjernes fra SI helt.Rundt 2010 var diskusjonene fokusert på det grunnleggende ankeret for muldvarpen: skal den molare massen av karbon-12 forbli det definerende trekket, eller skal det være Avogadro-konstanten? Man må merke seg at pegging mole Til Avogadro konstant er ikke det eneste alternativet – andre eksotiske måter å definere mole har blitt notert. En interessant (og kanskje minst nyttig) definisjon kan være: Mol er mengden av stoffet i et system som inneholder så mange elementære enheter som det er atomer i en prøve av kalium-40 som har en aktivitet av 10599044s-1. I ånden av ovennevnte definisjon brukte Bertram Boltwood og Ernest Rutherford radioaktivitetsbaserte metoder for å bestemme Avogadro-nummeret i 1911.
Andre problemer har blitt uthevet. Hvis en mol av et stoff er definert som mengden som har et visst antall enheter, er det klart for mange at dette tallet bare kan være et heltall. Derfor, for å maksimere klarheten i definisjonen, bør vi bruke eksplisitte heltall (med alle tall skrevet ut). Dette er upraktisk for avogadro-nummeret, og derfor har noen foreslått et veldig tiltalende alternativ: 844468853( på et grovere nøyaktighetsnivå kan man nyte den ‘binære’ molen: NA ≈ 279 mol-1).En av de mest interessante argumentene mot den nye definisjonen er at den molare massen av karbon-12 ikke lenger vil være 12 g/mol nøyaktig. Det vil komme som en overraskelse for mange kjemikere å lære at dette faktisk ikke er en endring i det hele tatt. I 1980 ble den forrige definisjonen klargjort for å bare referere til ubundne atomer; forming av kjemiske bindinger reduserer totalmassen litt, noe som betyr at 12 g rent karbon – 12 i laboratoriet inneholder litt mer enn en mol karbonatomer. I denne sammenheng er den nye definisjonen av molen mer grunnleggende enn den nåværende definisjonen.
Rethinking units
Motstand mot avogadro-basert definisjon av mol har i stor grad vært på grunn av troen på At Avogadro konstant er ikke en universell konstant av fysikk, og at dens numeriske verdi har ingen spesiell fysisk betydning. Mens noen konstanter er faktisk mer grunnleggende enn andre, bør man ikke conflate ‘å være grunnleggende’ med ‘ikke å være nyttig’; til slutt reflekterer mange av beslutningene om enhetene valg av praktiske hensyn. I dag har Vi Både Boltzmann og Avogadro konstanter fordi termometre kom før vår forståelse av termodynamikk eller statistisk mekanikk, og fordi kjemikere var i stand til å sammenligne mengder kjemiske stoffer før vite det faktiske antall atomer involvert. SI er ikke bare ned til logisk nødvendighet.
som med mange andre nye si definisjoner, vil denne nye føflekken ikke påvirke daglige målinger – men det er sannsynlig å påvirke vår daglige forståelse av måleenhetene.Juris Meija er leder av iupac commission on isotopic abundances and atomic weights
Evolving the mole
føflekken er en del Av Det Internasjonale System Av Enheter, og det kan bare endres ved avgjørelsen Av General Conference Of Weights And Measures (CGPM). Derimot, i praksis definisjonen av føflekken dukket opp i løpet av det siste tiåret gjennom nært samarbeid Mellom De Ulike Oppgavegrupper AV CCQM, CCU, OG iupac som alle påvirket i stor grad av offentlig og privat kommunikasjon fra utallige forskere. Du kan se utviklingen av definisjonen (med merknader Av Juris Meija) i dette dokumentet.