В физической химии константа Фарадея ( символ F , иногда стилизованный под ℱ) — это физическая константа , определяемая как частное общего электрического заряда ( q ) на количество ( n ) элементарных носителей заряда в любом данном образце вещества: F = д / п ; он выражается в единицах кулонов на моль (Кл/ моль ). По существу, он представляет собой « молярный элементарный заряд », [2] т.е. электрический заряд одного моля элементарных носителей (например, протонов). Назван в честь английского учёного Майкла Фарадея . После переопределения базовых единиц СИ в 2019 году [ 3] константа Фарадея имеет точно определенное значение, являющееся произведением элементарного заряда ( e , в кулонах) и постоянной Авогадро ( NA , в обратных молях):
Постоянную Фарадея можно рассматривать как коэффициент преобразования моля (используемого в химии) в кулон (используемого в физике и практических электрических измерениях), и поэтому она особенно полезна в электрохимии . Так как в 1 моле содержится ровно6,022 140 76 × 10 23 объектов, [3] и 1 кулон содержит ровноС/е"="10 19/1,602 176 634элементарные заряды, [3] постоянная Фарадея определяется как частное этих двух величин:
Константу Фарадея часто используют в расчетах электролиза . Можно разделить количество заряда (ток, интегрированный во времени) на постоянную Фарадея, чтобы найти химическое количество вещества (в молях), подвергшегося электролизу.
Величина F была впервые определена в 1800-х годах путем взвешивания количества серебра , осажденного в электрохимической реакции, в которой в течение измеренного времени пропускался измеренный ток , и с использованием закона электролиза Фарадея . [4] До ок. В 1970 году наиболее достоверное значение постоянной Фарадея было определено с помощью родственного метода электрорастворения металлического серебра в хлорной кислоте. С тех пор произведение заряда электрона и постоянной Авогадро дает более точное значение. [5]
С постоянной Фарадея связана единица электрического заряда «Фарадей» . Его использование гораздо реже, чем кулона , но иногда применяется в электрохимии. [6] Один фарадей заряда — это заряд одного моля элементарных зарядов (или одного отрицательного моля электронов), т. е.
И наоборот, постоянная Фарадея F равна 1 фарадею на моль.
Фарадей не следует путать с фарадом , несвязанной единицей емкости ( 1 фарад = 1 кулон / 1 вольт ).
В эпизоде Симпсонов « Суд Темного рыцаря » мистер Бернс спрашивает парня из комиксов , сколько он хочет за весь свой запас комиксов . Он говорит, что « скорость света выражается в долларах », а мистер Бернс просит Смитерса «просто дать ему постоянную Фарадея». Чек выписан на сумму 96 485,34 доллара.