Em quimica e fisica , a constante de Avogadro (simbolos: L , N _A ) e definida como sendo o numero de atomos por mol de uma determinada substancia, em que o mol e uma das sete unidades basicas do Sistema Internacional de Unidades (SI). A constante de Avogadro tem dimensoes de mol reciprocas e seu valor e igual a 6,022 140 76 x 10 ²³ mol ^?1 . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

As definicoes anteriores de quantidade quimica envolveram o numero de Avogadro , um termo historico intimamente relacionado com a constante de Avogadro, porem definido de maneira diferente: o numero de Avogadro foi inicialmente conceituado por Jean Baptiste Perrin como o numero de atomos em um grama por molecula de hidrogenio . Depois, foi redefinido como o numero de atomos em 12 gramas do isotopo de carbono-12 e, mais tarde, generalizado para relacionar quantidades de uma substancia com o seu peso molecular. ^{[ 3 ]} Por exemplo, um grama de hidrogenio, cujo numero de massa e igual a 1 (numero atomico 1), tem 6,022 × 10 ²³ atomos de hidrogenio. Do mesmo modo, 12 gramas de carbono-12, com o numero de massa igual a 12 (numero atomico 6), tem o mesmo numero de atomos, 6,022 × 10 ²³ . O numero de Avogadro e uma quantidade dimensional e tem o valor numerico da constante de Avogadro dada em unidades basicas.

A constante de Avogadro e fundamental para entender a composicao das moleculas e suas interacoes e combinacoes. Por exemplo, uma vez que um atomo de oxigenio ira combinar com dois atomos de hidrogenio para formar uma molecula de agua (H2O), percebe-se que, analogicamente, um mol de oxigenio (6,022 × 10 ²³ de atomos de O) ira combinar com dois mol de hidrogenio (2 × 6,022 × 10 ²³ de atomos de H) para fazer um mol de H2O.

Revisoes no conjunto das unidades basicas do SI exigiram redefinicoes nos conceitos de quantidade quimica. Assim, o numero de Avogadro e sua definicao, foram preteridos em favor da constante de Avogadro e sua definicao. Alteracoes nas unidades do SI sao propostas a fim de corrigir precisamente o valor da constante para exatamente 6,022 14 × 10 ²³ (expressa na unidade mol ^?1 , ver as novas definicoes do SI, em que um "X " no final de um numero significa um ou mais digitos finais ainda a serem estabelecidos).

A partir do dia 20 de maio de 2019, a constante foi redefinida para ser exatamente 6,022 140 76 x 10 ²³ . ^{[ 4 ]}

Historia [ editar | editar codigo-fonte ]

A constante de Avogadro foi assim nomeada no inicio do seculo XIX , pelo cientista italiano Amedeo Avogadro , que em 1811 havia proposto pela primeira vez que o volume de gas (a uma dada pressao e temperatura) e proporcional ao numero de atomos ou moleculas, independentemente da natureza desse gas. ^{[ 5 ]} O fisico frances Jean Perrin, em 1909, propos nomear a constante em honra a Avogadro. ^{[ 6 ]} Perrin ganhou o Premio Nobel de Fisica , devido, em grande parte, a seu trabalho na determinacao da constante de Avogadro por meio de varios metodos diferentes. ^{[ 7 ]}

O valor da constante de Avogadro foi indicado, primeiramente, por Johann Josef Loschmidt que, em 1865, estimou que o diametro medio das moleculas de ar e equivalente a calcular o numero de particulas de um determinado volume de gas. ^{[ 8 ]} Esse ultimo valor, o numero ${\displaystyle n_{0}}$ da densidade das particulas em um gas ideal , e chamado de constante de Loschmidt (em sua homenagem), e esta relacionada com a constante de Avogadro, N _A , por:

${\displaystyle n_{0}={\frac {p_{0}N_{\rm {A}}}{RT_{0}}}}$

onde p ₀ e a pressao , R e o gas constante e T ₀ e a temperatura absoluta . A ligacao com Loschmidt e dada pela raiz do simbolo L , muitas das vezes utilizado para a constante de Avogadro, e que, na literatura alema , pode se referir, pelo mesmo nome, a ambas constantes, distinguindo-se apenas pelas unidades de medida . ^{[ 9 ]}

Determinacoes precisas do numero de Avogadro requererem a medicao de uma unica quantidade em ambas as escalas, atomicas e macroscopicas, usando a mesma unidade de medicao. Isso se tornou possivel quando, em 1910, o fisico americano Robert Millikan mediu a carga de um eletron . A carga eletrica por mol de eletrons e uma constante chamada de constante de Faraday , e e conhecida desde 1834, quando Michael Faraday publicou seus trabalhos sobre eletrolise . Ao dividir a carga de um mol de eletrons pela carga de um unico eletron, o valor obtido e o numero de Avogadro. ^{[ 10 ]} Desde 1910, novos calculos tem determinado com mais precisao os valores para a constante de Faraday e para a carga elementar.

Perrin, originalmente, propos o nome, numero de Avogadro ( N ), para se referir a quantidade de moleculas contidas em um mol de oxigenio (exatamente 32 g de oxigenio, de acordo com as definicoes do periodo), e este termo ainda e amplamente utilizado, especialmente em trabalhos preliminares. ^{[ 11 ]} A alteracao do nome para constante de Avogadro ( N _A ) veio com a introducao do mol como uma unidade basica no Sistema Internacional de Unidades (SI) em 1971, que reconheceu a quantidade de substancia como uma analise dimensional independente. Com esse reconhecimento, a constante de Avogadro era nao mais um numero puro, mas uma unidade de medida, o mol reciproco (mol ^?1 ). ^{[ 12 ]}

Embora seja raro usar outras unidades de quantidade de substancia que nao sejam o mol, a constante de Avogadro tambem pode ser expressa em outras unidades, como a libra mol (lb-mol) e a lince mol (oz-mol).

N _A = 2.73159757 × 10 ²⁶ (lb-mol) ^?1 = 1.707248479 x 10 ²⁵ (oz-mol) ^?1

O valor convencional da constante [ editar | editar codigo-fonte ]

A constante de Avogadro e reavaliada a medida que novos metodos, mais precisos e exatos, sao desenvolvidos. Atualmente, a CODATA (CODATA, 2018) ^{[ 13 ]} recomenda o valor para a constante de Avogadro como sendo:

${\displaystyle N_{a}=6,\!02214076\cdot 10^{23}}$ mol ${\displaystyle ^{-1}}$(exatamente)

Este e o melhor valor estimado para esta constante, conhecido tambem como valor convencional (de uma grandeza) ^{[ 14 ]} .

Exemplo de calculo de massa [ editar | editar codigo-fonte ]

Vamos calcular, por exemplo, a massa de um atomo de aluminio em gramas . Consideraremos que o numero de Avogadro e ${\displaystyle N_{a}}$ = 6 × 10 ²³ .

• Primeiro temos que descobrir a massa molar do atomo de aluminio, que e numericamente igual a massa atomica do aluminio (27 u ). Ou seja, ${\displaystyle M_{Al}=27\,{\mbox{g/mol}}}$.

• Sabendo isso, temos que 27 g de aluminio (Al) correspondem a 1 mol de atomos ou 6 × 10 ²³ atomos. Resta descobrir a massa m que corresponde a 1 atomo de aluminio .

• Tendo isso em vista, concluimos, fazendo uma proporcao simples, que ${\displaystyle m={\frac {27\,{\mbox{g}}}{6\cdot 10^{23}}}}$ ou ${\displaystyle m=4{,}5\cdot 10^{-23}\,{\mbox{g}}}$. Esse resultado e a massa do atomo de aluminio em gramas.

Veja tambem [ editar | editar codigo-fonte ]

• mol
• Massa atomica
• Massa molar
• Amedeo Avogadro

Referencias