Faradayn vakio

Faradayn vakio (merkitään tunnuksella F) määritellään Avogadron vakion ja alkeisvarauksen tulona:

${\displaystyle F=N_{A}\cdot q}$,

missä N_A on Avogadron vakio (6,02214076 x 10²³ mol^-1) ja q on elektronin varaus (1,602176634 x 10⁻¹⁹ coulombia).

Koska SI-järjestelmän mittayksiköt on nykyisin (vuodesta 2019) määritelty niin, että sekä alkeisvaraukselle että Avogardon vakiolle on kiinnitetty tarkat arvot, voidaan myös Faradayn vakion arvo niiden tulona ilmoittaa tarkasti: F = 96 485,332 123 310 0184 C/mol. Laskuissa käytetään usein likiarvoa 96 500 C/mol (tai As/mol).

Faradayn vakio ilmoittaa, kuinka suuri sähkövirta tarvitaan hajottamaan aikayksikössä yksi mooli sellaista elektrolyyttiä, joka koostuu yhdenarvoisista ioneista. Kääntäen, sekunnissa hajoava moolimäärä tällaista elektrolyyttiä saadaan jakamalla virta Faradayn vakiolla. Esimerkiksi hopeanitraatti (AgNO₃) koostuu yhdenarvoisista positiivista Ag⁺- ja negatiivisista NO₃^--ioneista. Näin ollen yhden ampeerin virta hajottaa sekunnissa 1/96485 = 0,00001064 moolia eli 0,01064 millimoolia hopeanitraattia vapauttaen yhtä monta millimoolia hopeaa, mikä vastaa 0,010364 ·107,8682 = 1,118 milligrammaa, koska hopean atomipaino on 107,8682. . Tällä tavoin Faradayn vakio voitiin jo 1800-luvulla määrittää varsin tarkasti, ja itse asiassa ampeerille vahvistettiin aikoinaan hopeanitraatin hajoamiseen perustuva määritelmäkin.

Sen jälkeen, kun Robert Millikan vuonna 1909 onnistui varsin tarkasti määrittämään alkeisvarauksen suuruuden, voitiin Avogadron vakion arvo laskea jakamalla Faradayn vakio alkeisvarauksella.

Sähkömäärän ja ainemäärän välisen suhteen kehitti englantilainen Michael Faraday vuonna 1834.