The mole became part of the International System of Units (The SI) in 1971. Atualmente, é definida como a quantidade de substância que contém tantas entidades quanto existem em 0,012 kg de carbono-12. Mas a necessidade de redefinir o quilograma tem sido discutida há décadas-principalmente por causa da instabilidade de longo prazo de “Le Grand K”, o artefato que define o quilograma. Após o sucesso de 1983 definição do metro, que é baseado na velocidade da luz no vácuo, o Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM) decidiu que este é também um momento oportuno para reformular as definições de todas as unidades de base do SI em termos dos mais estáveis conhecidos cientistas físicos constantes.

A constante de Avogadro será usada para definir a toupeira. Desde que Jean Perrin recebeu o Prêmio Nobel por determinar seu valor aproximado em 1926, o progresso na determinação da constante de Avogadro tem sido enorme. Hoje, a melhor estimativa da constante de Avogadro vem das determinações constantes de Planck no Conselho Nacional de pesquisa do Canadá: 6.022140772×1023 com a incerteza de nove partes em 109. Esta precisão notável agora nos permite reescrever a definição de toupeira nos termos mais absolutos possíveis. Na verdade, o mole se tornará a única unidade de base SI que é definida independente de quaisquer outras unidades.

A definição actual do mole implica que a quantidade de uma substância é melhor determinada pela medição da massa. Embora isso funcione para a maioria das medições de quantidades químicas, não segue que a definição do mole deve ser atada com a definição do quilograma. Além disso, estudos demonstraram que a quantidade de substância é frequentemente (incorrectamente) identificada com a massa. A presente definição também obscurece a utilidade do mole, e a maioria dos livros de química já vêem mole como uma quantidade de uma substância contendo um número Avogadro de entidades. Portanto, a nova definição proposta afirma que: “um mol contém exatamente 6.02214076×1023 entidades elementares.”Isto tem a vantagem da simplicidade. Escrevendo para a União Internacional de Química Pura e aplicada (Iupac), Peter Atkins observou apropriadamente que ” a nova definição corta o núcleo do significado de uma toupeira, e é, portanto, de saudar, não pode haver mais nenhuma desculpa para não entender a sua definição.”

argumentos contrários

mesmo assim, esta definição levou muito tempo para se reunir. As discussões sérias sobre uma redefinição da toupeira começaram em torno de 2005, e levou cerca de uma década para chegar a um consenso. Escusado será dizer que nem todos gostam da nova definição – e algumas vozes proeminentes até argumentaram que a toupeira deve ser removida do SI completamente.

Por volta de 2010, as discussões foram focadas na âncora fundamental para o mole: deve a massa molar De Carbono-12 continuar a ser a característica definidora, ou deve ser a constante de Avogadro? Deve – se notar que pegging mole para a constante de Avogadro não é a única alternativa-outras formas exóticas de definir mole foram notadas. Uma definição interessante (e talvez menos útil) poderia ser: “O mole é a quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares como existem átomos numa amostra de potássio-40 que tem uma actividade de 10599044s–1.”No espírito da definição supra, Bertram Boltwood e Ernest Rutherford utilizaram métodos baseados na radioactividade para determinar o número Avogadro em 1911.outros problemas foram realçados. Se um mol de uma substância é definido como a quantidade que tem um certo número de Entidades, é claro para muitos que este número só pode ser um inteiro. Assim, para maximizar ainda mais a clareza da definição, devemos usar inteiros explícitos (com todos os números escritos). Isto é impraticável para o número Avogadro, e é por isso que alguns sugeriram uma alternativa muito atraente: 844468853 (em um nível mais cru de precisão, pode–se desfrutar do sinal ‘binário’: na ≈ 279 mol-1).

Um dos argumentos mais interessantes contra a nova definição é que a massa molar De Carbono-12 não será mais de 12 g/mol exatamente. Será uma surpresa para muitos químicos saber que, de fato, isso não é uma mudança. Em 1980, a definição anterior foi clarificada para se referir apenas aos átomos não ligados; formar ligações químicas reduz ligeiramente a massa total, o que significa que 12 g de carbono puro-12 no laboratório contém um pouco mais de um mol de átomos de carbono. Neste contexto, a nova definição de toupeira é mais fundamental do que a presente definição.

Repensar unidades

Resistência em relação ao Avogadro-definição da mole tem sido em grande parte devido à crença de que Avogadro constante não é uma constante universal da física, e que seu valor numérico tem nenhum significado físico. Embora algumas constantes sejam realmente mais fundamentais do que outras, não se deve confundir “ser fundamental” com “não ser útil”; em última análise, muitas das decisões relativas às unidades refletem escolhas feitas por considerações práticas. Hoje temos constantes de Boltzmann e Avogadro porque termômetros vieram antes de nossa compreensão da termodinâmica ou mecânica estatística, e porque os químicos foram capazes de comparar as quantidades de substâncias químicas antes de conhecer o número real de átomos envolvidos. O SI não se resume apenas à necessidade lógica.tal como acontece com muitas outras novas definições do SI, esta nova toupeira não afectará as medições diárias – mas é provável que afecte a nossa compreensão diária das unidades de medida.

Juris Meija é presidente da Iupac comissão de abundâncias isotópicas e pesos atômicos