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Faraday-Konstante
Beschreibung
Die Faraday-Konstante F verknüpft die elektrische Ladung mit der Menge , und setzt somit das elektrische Format e mit dem molaren Format n in Beziehung. Die Faraday-Konstante, F = e-NA = 96.485,33 C/mol, ist das Produkt aus Elementarladung, e = 1,602176634∙10-19 C/x, und der Avogadro-Konstante, NA = 6,02214076∙1023 x/mol. Die dimensionslose Einheit wird von der IUPAC nicht explizit berücksichtigt.
Abkürzung: F
Referenz: Gnaiger 2020 BEC MitoPathways
Communicated by Gnaiger E (2019-09-05) last update 2020-11-25
Ladung des Protons versus Ladung pro Proton
Die Protonenladung ist die Elementarladung e , also die Ladung pro Anzahl der Protonen.
Qel ≝ Qelp+
e ≝ QNp+ = Qel·Np+-1
Die Unterscheidung zwischen der Ladung von Teilchen und der Ladung pro einzelnem Teilchen wird von der IUPAC bei der Definition „-e ist die Ladung eines Elektrons“ nicht deutlich genug gemacht – sie muss korrigiert werden in „-e ist die Ladung pro Elektron“. Zum Vergleich: Die Bezeichnung „Ladungsdichte von Elektronen“ wird von der IUPAC mit dem Symbol ρ verwendet. Dividiert man ρ durch die Anzahl der Elektronen, erhält man die Einheit für die Elektronenladung. Die Elektronenladung (oder Protonenladung) ist also eindeutig die Ladung pro Teilchen.
Die Zweideutigkeit von QB
Die IUPAC (Cohen 2008 IUPAC Green Book) definiert die Ladungszahl als
IUPAC: zB = QB·e-1
Daher ist QB = zB∙e. Der tiefgestellte Index in QB steht pro Elementarteilchen B. Dies steht im Gegensatz zum tiefgestellten VB als Symbol für das Volumen eines Stoffes vom Typ B (z. B. VO2 ). Aus Gründen der Konsistenz mit dieser Konvention wird das Symbol QelB oder QelX für die Angabe der Ladung eines Stoffes vom Typ B oder X verwendet, im Unterschied zur Teilchenladung als Ladungsmenge pro Elementarteilchen X mit dem Symbol QNX . Um zu lange und mehrfache tiefgestellte Ebenen zu vermeiden, wird QNX anstelle von QUX verwendet, und das „el“ entfällt bei QelNX. Die Teilchenladung QNH+ pro Wasserstoffion ist identisch mit der Definition der Elementarladung e. Daher ist die Ladungszahl des Wasserstoffions zH+ = QNH+/e = 1. Zusammengefasst:
zB = QNB·e-1
QNB = QelB·NB-1
Stichwörter
“ Ladung QelX “ Ladungszahl zX “ elektrochemische Konstante f “ Elementarladung e “ Faraday-Konstante F “ Wasserstoff Ion versus Proton “ ikonische Symbole “ treibende Einheit “ Teilchenladung QNX
Normierung der Ladung und ikonische Symbole Ikonische Symbole zeigen die Menge, das Format der Normierung im tiefgestellten Index (N, n, e) und die im tiefgestellten Index (X) angegebene Einheit. Die normierten Mengen sind pro X. Bei den Mengen QelX, NX, nX, VX, mX gibt der tiefgestellte Index X ohne Anhang an ein Format die Menge X an.
| Menge | Einheit | Normalisiert für Menge | Einheit | Ikonisches Symbol | Einheit | Praktisches Symbol | Menge | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ladung QelX | / Anzahl NX | = QNX | Teilchenladung (IUPAC: QB) | |||||
| Ladung QelX | / Menge nX | = QnX | Ladungszahl mal Faraday-Konstante | |||||
| Ladung QelX | / Volumen VX | = QVX | ρel | Ladungsdichte | ||||
| Ladung QelX | / Masse mX | = QmX | spezifische Ladung | |||||
| Anzahl NX | / Ladung QelX | = NeX | ||||||
| Anzahl nX | / Ladung QelX | = neX | ||||||
| Volumen VX | / Ladung QelX | = VeX | ρel-1 | |||||
| Masse mX | / Ladung QelX | = meX |
| Mengenname | Symbol | Einheitsname | Symbol | Kommentar | |
|---|---|---|---|---|---|
| Elementar | UX | Elementare Einheit | UX, UB; nicht in SI | ||
| Zahl | NX | Elementareinheit | NX, NB; nicht in SI | ||
| Zahl | N | – | dimensionslos | = NX-UX-1 | |
| Stoffmenge | nB | Mol | nX, nB | ||
| elektrischer Strom | I | Ampere | A = C-s-1 | ||
| Zeit | t | Sekunde | |||
| Länge | l | Meter | SI: Meter | ||
| Masse | m | Kilogramm | |||
| thermodynamische Temperatur | T | Kelvin | |||
| Lichtstärke | IV | Candela |
Grundlegende Beziehungen “ Avogadro-Konstante NA “ Boltzmann-Konstante k “ Elementarladung e “ Faraday-Konstante F “ Gaskonstante R “ elektrochemische Konstante f SI und verwandte Begriffe “ Internationales Einheitensystem “ SI-Präfixe “ International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC “ Einheit “ Größe “ Dimension “ Format “ Motivische Einheit “ Symbolische Symbole