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| ファラデー定数 | |
|---|---|
.jpg/500px-Michael_Faraday_(1791-1867).jpg) この定数の名の由来となったマイケル・ファラデー | |
一般的な記号 | ふ |
| SI単位 | クーロン/モル (C/mol) |
| SI基本単位では | s⋅A⋅mol −1 |
他の量からの導出 | F =なし |
| 価値 | 9.648 533 212 331 001 84 × 10 4 C・mol −1 |
物理化学において、ファラデー定数（記号F、ℱと表記されることもある）は、任意の物質サンプル中の全電荷（q）を基本電荷キャリアの量（n）で割った商として定義される物理定数である： F = q / n。単位はクーロン毎モル（C/mol）である。したがって、これは「モル基本電荷」[1] 、つまり基本キャリア（例えば、陽子）1モルの電荷を表す。これは英国の科学者マイケル・ファラデーにちなんで名付けられた。 2019年のSI改訂以来、[1]ファラデー定数は、基本電荷（e、クーロン単位）とアボガドロ定数（N A、モルの逆数単位）の積として正確に定義された値を持つ：
- F = e × N A
- =1.602 176 634 × 10 −19 ℃ ×6.022 140 76 × 10 23 モル−1
- =9.648 533 212 331 001 84 × 10 4 C⋅mol −1。
導出
ファラデー定数は、モル（化学で使用）とクーロン（物理学や実際の電気測定で使用）の間の変換係数と考えることができるため、電気化学で特に役立ちます。なぜなら、N A =1モルあたり6.022 140 76 × 10 23個の実体[1]が存在し、正確には1/e = 10 19/1.602 176 634クーロンあたりの素電荷[1] 、ファラデー定数はこれら2つの量の商で与えられる。
- F = 該当なし/1/電子 =9.648 533 212 331 001 84 × 10 4 C⋅mol −1。
ファラデー定数の一般的な用途の 1 つは、電気分解の計算です。電気分解された物質の化学量(モル単位)を求めるには、電荷量 (時間に対して積分された電流) をファラデー定数で割ります。
Fの値は、1800年代に、測定電流を測定時間流した電気化学反応で析出した銀の量を計量し、ファラデーの電気分解の法則を用いて初めて決定されました。[2] 1970年頃まで、ファラデー定数の最も信頼性の高い値は、銀金属を過塩素酸で電気溶解する関連法則によって決定されていました。[3]
その他の一般的な単位
- 96.485 kJ/ボルトグラム換算
- 1ボルトグラム当たり23.061kcal
- 26.801 A·h/モル
ファラデー – 電荷の単位
ファラデー定数と関連があるのが、電荷の単位である「ファラデー」である。その使用はクーロンほど一般的ではないが、電気化学では時々使用される。[4] 1ファラデーの電荷は、1モルの素電荷（または負の1モルの電子）の電荷であり、つまり、
- 1 ファラデー = F × 1 モル =9.648 533 212 331 001 84 × 10 4 ℃
逆に、ファラデー定数F は1 モルあたり 1 ファラデーに等しくなります。
ファラデーは、静電容量の無関係な単位であるファラッド（1 ファラッド = 1 クーロン / 1 ボルト）と混同しないでください。