ثابت فاراداي

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في الكيمياء الفيزيائية ، يُعرف ثابت فاراداي (رمزه F ، ويُكتب أحيانًا ℱ) بأنه ثابت فيزيائي يُحسب بقسمة الشحنة الكهربائية الكلية ( q ) على عدد حاملات الشحنة الأولية ( n ) في أي عينة معينة من المادة: F = q / n ؛ ويُقاس بوحدة كولوم لكل مول (C/mol). وبذلك، يُمثل " الشحنة الأولية المولية "، أي الشحنة الكهربائية لمول واحد من حاملات الشحنة الأولية (مثل البروتونات). سُمي هذا الثابت نسبةً إلى العالم الإنجليزي مايكل فاراداي . ومنذ مراجعة النظام الدولي للوحدات (SI) عام 2019 ، أصبح لثابت فاراداي قيمة محددة بدقة، وهي حاصل ضرب الشحنة الأولية ( e ، بالكولوم) في ثابت أفوجادرو ( NA ، بمقلوب عدد المولات) .

F = e × N A =9.648 533 212 331 001 84 × 10 4  C / مول .

الاشتقاق

يمكن اعتبار ثابت فاراداي عامل التناسب بين الشحنة بالكولوم (المستخدمة في الفيزياء والقياسات الكهربائية العملية) وكمية المادة بالمول (المستخدمة في الكيمياء)، ولذلك فهو ذو فائدة خاصة في الكيمياء الكهربائية ، لا سيما في حسابات التحليل الكهربائي . لأن الشحنة الأولية هي بالضبط1.602 176 634 × 10 −19  كولوم ، [ 2 ] ويوجد بالضبط N A =  6.022 140 76 × 10 23 كيانًا لكل مول، [ 2 ] يتم إعطاء ثابت فاراداي من خلال حاصل ضرب هاتين الكميتين:

F = e × N A
=1.602 176 634 × 10 −19  C ×6.022 140 76 × 10 23  مول −1
=9.648 533 212 331 001 84 × 10 4  C / مول .

تم تحديد قيمة ثابت فاراداي (F) لأول مرة في القرن التاسع عشر الميلادي عن طريق وزن كمية الفضة المترسبة في تفاعل كهروكيميائي، حيث تم تمرير تيار كهربائي محدد لفترة زمنية محددة، وذلك باستخدام قانون فاراداي للتحليل الكهربائي . [ 3 ] وحتى عام 1970 تقريبًا، كانت القيمة الأكثر موثوقية لثابت فاراداي تُحدد بطريقة مشابهة تعتمد على إذابة معدن الفضة كهربائيًا في حمض البيركلوريك . [ 4 ]

فاراداي – وحدة شحن

يرتبط ثابت فاراداي بوحدة "فاراداي"، وهي وحدة قياس الشحنة الكهربائية . الفاراداي الواحد هو مقدار الشحنة الموجودة في مول واحد من الإلكترونات .

1 فاراداي = F × 1 مول =9.648 533 212 331 001 84 × 10 4  C = N 0 e =6.022 140 76 × 10 23 e  .

حيث N₀ هو عدد أفوجادرو . [ 5 ] سيقوم فاراداي بترسيب مول واحد من ذرات معدن الفضة كهربائياً . [ 6 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ موهر، بيتر جيه؛ نيويل، ديفيد بي؛ تايلور، باري إن؛ تيسينغا، إيتي (1 سبتمبر 2025). "القيم الموصى بها من قِبل CODATA للثوابت الفيزيائية الأساسية: 2022" . مجلة البيانات المرجعية الفيزيائية والكيميائية . 54 (3). doi : 10.1063/5.0279860 . ISSN 0047-2689 . 
  2. نيويل ، ديفيد ب.؛ تيسينغا، إيتي (2019). النظام الدولي للوحدات (SI) . منشور خاص رقم 330 صادر عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. غايثرسبيرغ، ماريلاند: المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. doi : 10.6028/nist.sp.330-2019 . S2CID 242934226 . 
  3. ↑ مقدمة المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت الفيزيائية
  4. ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (1976). "وضع ثابت فاراداي كمعيار تحليلي" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 45 (2): 125-130 . doi : 10.1351/pac197645020125 .
  5. ↑ نيويل، ديفيد ب.؛ تيسينغا، إيتي (2019). النظام الدولي للوحدات (SI) . منشور خاص رقم 330 صادر عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. غايثرسبيرغ، ماريلاند: المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. doi : 10.6028/nist.sp.330-2019 . S2CID 242934226 . 
  6. ↑ أسس الفيزياء، المجلد 2 ، بقلم آر إس غامبير، 1993، ص 51