Постоянная молярной массы , обычно обозначаемая как M u , является физической константой , определяемой как одна двенадцатая молярной массы углерода -12 : M u = M ( 12 C)/12. [1] Молярная масса элемента или соединения — это его относительная атомная масса (атомный вес) или относительная молекулярная масса (молекулярный вес или формульный вес), умноженная на постоянную молярной массы.
Моль и атомная единица массы (дальтон) были первоначально определены в Международной системе единиц (СИ) таким образом, что константа была точно равна1 г / моль , что сделало численное значение молярной массы вещества, в граммах на моль, равным средней массе его составляющих частиц ( атомов , молекул или формульных единиц ) относительно атомной массовой константы , m u . Так, например, средняя молекулярная масса воды приблизительно равна18,015 дальтон , что составляет массу одного моля воды приблизительно18,015 грамма .
20 мая 2019 года определение моля в системе СИ изменилось таким образом, что константа молярной массы осталась почти, но уже не в точности1 г/моль . Однако эта разница несущественна для всех практических целей. Согласно СИ, значение M u теперь зависит от массы одного атома углерода-12, которая должна быть определена экспериментально. Рекомендованное CODATA 2022 года значение M u составляет1,000 000 001 05 (31) × 10 -3 кг⋅моль -1 . [2] [3]
Константа молярной массы важна для написания размерно-правильных уравнений. [4] Хотя можно неформально сказать «молярная масса M элемента равна его атомному весу A », атомный вес (относительная атомная масса) A является безразмерной величиной, тогда как молярная масса M имеет единицы массы на моль. Формально M — это A , умноженное на молярную массу M u .
Константа молярной массы была необычной (но не уникальной) среди физических констант, поскольку имела точно определенное значение, а не измерялась экспериментально. Согласно старому определению моля [5], молярная масса углерода-12 составляла ровно 12 г/моль. Согласно определению относительной атомной массы [6], относительная атомная масса углерода-12, то есть атомный вес образца чистого углерода-12, составляет ровно 12. Таким образом, константа молярной массы была задана как
Константа молярной массы связана с массой атома углерода-12 в граммах:
Поскольку постоянная Авогадро является фиксированной величиной, масса атома углерода-12 зависит от точности и достоверности константы молярной массы.
( Скорость света — еще один пример физической константы, значение которой зафиксировано определениями Международной системы единиц (СИ).) [7]
Поскольку пересмотр СИ 2019 года придал постоянной Авогадро точное численное значение, значение константы молярной массы больше не является точным и будет подвергаться повышению точности в ходе будущих экспериментов.
Одним из последствий этого изменения является то, что ранее определенное соотношение между массой атома 12 C, дальтоном , килограммом и числом Авогадро больше не является точным. Одно из следующих должно было измениться:
Формулировка 9-й брошюры SI [Примечание 1] подразумевает, что первое утверждение остается в силе, а это значит, что второе уже не совсем верно. Константа молярной массы все еще очень близка к1 г/моль , но уже не точно равна ему. В Приложении 2 к 9-й брошюре SI указано, что «молярная масса углерода 12, M ( 12 C), равна0,012 кг⋅моль −1 в пределах относительной стандартной неопределенности, равной неопределенности рекомендуемого значения N A h на момент принятия настоящей Резолюции, а именно4,5 × 10 −10 , и что в будущем его значение будет определено экспериментально», [8] [9], что не содержит ссылки на дальтон и согласуется с обоими утверждениями.
![{\displaystyle M_{\text{u}}={{\text{молярная масса}}[M(^{12}\mathrm {C} )] \over {\text{относительная атомная масса}}[A_{\text{r}}(^{12}\mathrm {C} )]}={{12\ {\rm {г/моль}}} \over 12}=1\ {\rm {г/моль}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eeb5fbcf0feb965dbad4a2263dd7f8af597370f3)
