Фізичні сталі для хімії
Сталі, потрібні в хімії, від числа Авогадро та газової сталої до мас протона, нейтрона й електрона, з їхніми символами, значеннями та одиницями.
| Стала | Symbol | Значення | Одиниця |
|---|---|---|---|
| Стала Авогадро точно | NA | 6.022 140 76 × 10²³ | mol⁻¹ |
| Молярна газова стала точно | R | 8.314 462 618… | J/(mol·K) |
| Молярна газова стала (в одиницях L·atm) точно | R | 0.082 057 366… | L·atm/(mol·K) |
| Стала Фарадея точно | F | 96 485.332 12… | C/mol |
| Стала Больцмана точно | kB | 1.380 649 × 10⁻²³ | J/K |
| Стала Планка точно | h | 6.626 070 15 × 10⁻³⁴ | J·s |
| Елементарний заряд точно | e | 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ | C |
| Швидкість світла у вакуумі точно | c | 299 792 458 | m/s |
| Стала атомної маси (1 дальтон) | u | 1.660 539 1 × 10⁻²⁷ | kg |
| Маса електрона | me | 9.109 383 7 × 10⁻³¹ | kg |
| Маса протона | mp | 1.672 621 9 × 10⁻²⁷ | kg |
| Маса нейтрона | mn | 1.674 927 5 × 10⁻²⁷ | kg |
| Стандартна атмосфера точно | atm | 101 325 | Pa |
| Молярний об’єм ідеального газу за 0 °C і 1 atm точно | Vm | 22.413 970 | L/mol |
| Молярний об’єм ідеального газу за 0 °C і 100 kPa точно | Vm | 22.710 955 | L/mol |
| Молярний об’єм ідеального газу за 25 °C і 100 kPa точно | Vm | 24.789 570 | L/mol |
| Абсолютний нуль точно | T0 | 0 K = −273.15 | °C |
| Іонний добуток води | Kw | 1.0 × 10⁻¹⁴ | (25 °C) |
| Стала Рідберга | R∞ | 10 973 731.57 | m⁻¹ |
| Радіус Бора | a0 | 5.291 772 1 × 10⁻¹¹ | m |
| Електрична стала (діелектрична проникність вакууму) | ε0 | 8.854 187 8 × 10⁻¹² | F/m |
Точні та виміряні значення
Від 2019 року одиниці СІ визначають фіксацією значень семи сталих, зокрема сталої Авогадро, сталої Планка, елементарного заряду та сталої Больцмана. Ці значення точні за означенням, як і сталі, обчислені з них, наприклад R = N_A × k і F = N_A × e.
Маси електрона, протона й нейтрона досі вимірюють, тому їхні значення мають невелику похибку. Тут їх округлено до восьми значущих цифр.
Яку газову сталу використовувати
Використовуйте R = 8.314 J/(mol·K), коли тиск у паскалях, а об’єм у кубічних метрах, або тиск у kPa, а об’єм у літрах. Використовуйте R = 0.08206 L·atm/(mol·K), коли тиск в атмосферах, а об’єм у літрах. Обидві — та сама стала в різних одиницях.
Молярний об’єм і стандартні умови
Один моль ідеального газу займає 22.41 L за 0 °C і 1 atm, за старішим визначенням STP, і 22.71 L за 0 °C і 100 kPa, за чинним стандартом IUPAC. За 25 °C і 100 kPa він займає 24.79 L.
Часті запитання
Що таке число Авогадро?
Число Авогадро — 6.022 140 76 × 10²³, кількість частинок в одному молі речовини. Від 2019 року воно точне за означенням.
Яке значення R?
Молярна газова стала R дорівнює 8.314 J/(mol·K), що те саме, що 8.314 L·kPa/(mol·K) або 0.08206 L·atm/(mol·K).
Яка маса протона?
Протон має масу 1.6726 × 10⁻²⁷ kg, близько 1.0073 u. Нейтрон трохи важчий, 1.6749 × 10⁻²⁷ kg, а електрон приблизно в 1,836 разів легший за протон.