Bilangan Avogadro
Bilangan Avogadro (lambang: "L", atau "N"), juga dinamakan sebagai tetapan Avogadro atau konstanta Avogadro, adalah banyaknya "entitas" (biasanya atom atau molekul) dalam satu mol , yang merupakan jumlah atom karbon-12 dalam 12 gram (0,012 kilogram) karbon-12 dalam keadaan dasarnya. Perkiraan terbaik terakhir untuk angka ini adalah:
Nilai ini kebetulan sangat dekat (hanya berbeda 0.37% lebih kecil) dengan 2 mol, sehingga angka ini berguna sebagai perkiraan pada fisika nuklir pada waktu menghitung laju pertumbuhan reaksi berantai.
Konstanta Avogadro dinamakan menurut seorang ilmuwan Italia dari awal abad ke-19, Amedeo Avogadro, yang pada tahun 1811 pertama kalinya mengemukakan bahwa volume suatu gas (pada tekanan dan suhu tertentu) berbanding lurus dengan jumlah atom atau molekul tanpa tergantung dari jenis gas. Fisikawan Perancis, Jean Perrin, pada tahun 1909 mengusulkan penamaan konstanta ini untuk menghormati Avogadro. Perrin mendapat penghargaan Nobel Prize in Physics tahun 1926, terutama karena karyanya dalam menentukan bilangan Avogadro dengan beberapa metode.
Nilai bilangan Avogadro ini pertama kali diperkirakan oleh , yang pada 1865 menghitung diameter rata-rata molekul di udara dengan metode yang sama dengan menghitung jumlah partikel di dalam volume gas tertentu dalam keadaan standar. Nilai ini, formula_2 partikel dalam suatu gas ideal, sekarang disebut untuk menghormatinya, dan terkait dengan bilangan Avogadro, "N", melalui persamaan:
di mana "p" adalah tekanan, "R" adalah dan "T" adalah . Hubungan dengan Loschmidt adalah akar dari lambang "L" yang kadang digunakan untuk bilangan Avogadro constant, dan kepustakaan bahasa Jerman dapat merujuk kedua konstanta ini dengan nama yang sama, dibedakan hanya dari satuan ukurannya.
Bilangan Avogadro merupakan faktor skala antara pengamatan makroskopik dan mikroskopik () dari alam, yaitu mengkaitkan sejumlah konstanta fisika dengan sifat-sifat. Misalnya, konstanta ini memberikan hubungan antara konstanta gas "R" dan konstanta Boltzmann "k",
dan konstanta Faraday "F" dan "e",
Bilangan Avogadro juga masuk ke dalam definisi , u,
di mana "M" merupakan .
Metode akurat paling awal untuk mengukur bilangan Avogadro didasarkan pada metode . Prinsipnya adalah pengukuran konstanta Faraday, "F", yaitu muatan listrik yang dibawa oleh satu mol elektron, dan dibagi dengan , "e", untuk mendapatkan bilangan Avogadro.
Eksperimen yang klasik dilakukan oleh Bower dan Davis pada NIST, dan berpatokan pada pelarutan logam perak dari anoda suatu sel elektrolisis, ketika dilewati oleh suatu aliran listrik konstan "I" selama waktu "t" yang diketahui. Jika "m" adalah massa perak yang hilang dari anode dan "A" adalah berat atom perak, maka konstanta Faraday dapat dihitung melalui:
Ilmuwan-ilmuwan NIST merancang suatu metode untuk mengkompensasi perak yang hilang dari anode karena sebab mekanik, dan menjalankan sebuah perak yang digunakan untuk menentukan berat atomnya. Nilai yang mereka dapatkan untuk konstanta Faraday konvensional adalah "F" = , yang bersesuaian dengan nilai bilangan Avogadro : kedua nilai ini mempunyai ketidakpastian standar relatif sebesar .
Committee on Data for Science and Technology (CODATA) menerbitkan nilai-nilai konstanta fisika untuk penggunaan internasional. Bilangan Avogadro ditentukan dari rasio massa molar suatu elektron "A"("e")"M" dengan massa diam elektron "m":
Massa atom relatif dari elektron, "A"("e"), merupakan kuantitas yang langsung terukur, dan konstanta massa molar, "M", merupkana konstanta yang didefinisikan dalam SI. Namun, massa diam elektron dihitung dari konstanta-kontanta lain yang terukur:
Sebagaimana dapat dilihat pada tabel nilai-nila CODATA 2006 di bawah ini, faktor pembatas utama dalam ketepatan bilangan Avogadro adalah ketidakpastian dari nilai Konstanta Planck, karena konstanta lain yang terlibat semuanya diketahui lebih tepat nilainya.