Qué es la constante de Avogadro

Uno de los pilares básicos de todas las ciencias modernas es el sistema internacional de unidades o sistema métrico internacional. Este conjunto de unidades de medida permite que todos nosotros tengamos como misma referencia un valor, que nos permita medir una cierta magnitud. Imagina que, para cada uno de nosotros, un metro tuviera una longitud diferente, ¡sería un autentico caos!

El sistema internacional de unidades fue inventado y ha sido utilizado durante siglos, pero en la actualidad se ha propuesto un cambio. En la antigüedad, los valores de las diferentes magnitudes estaban definidos por materiales o sistemas de referencia que se podían ver y tocar. En la actualidad existe un acuerdo general de cambio, para que las unidades se basen en las constantes fundamentales de la naturaleza y en números específicos definidos y, por tanto, constantes que no puedan cambiar a lo largo del tiempo. Una de ellas es la constante de Avogadro.

La constante de Avogadro está actualmente está definida como el número de átomos en 12 gramos de carbono-12 y su valor aproximado conocido es de 6,02214129×10²³. Sin embargo, el número exacto depende de la definición de kilogramo, que por el momento se define como la masa de una arbitraria barra de aleación de platino-iridio que se encuentra en París (Francia), algo que no convence a los investigadores ya que este valor se sabe que varía con el tiempo.

Hoy en día, investigadores como Phil Fraundorf, de la Universidad de Missouri-St Louis (EEUU) o los que forman el Proyecto Avogrado (formado por los Institutos Nacionales de Metrología de Europa, Australia, Japón, Rusia y Estados Unidos), están proponiendo nuevos métodos para determinar el valor de referencia del kilo según una constante.

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Saber qué es la constante de Avogrado y conocer su valor nos ha permitido utilizarla en física y química desde su descubrimiento. Una de las características principales del número o constante de Avogadro es tener un valor adimensional, que proporciona un valor de proporción o vínculo entre una serie de útiles constantes físicas cuando nos movemos entre la escala atómica y la escala macroscópica.

Por ejemplo, establece la relación entre:

• la constante de los gases (R) y la constante de Boltzmann (kB), medida en J mol⁻¹ K⁻¹: R = Na·kB
• la constante de Faraday (F) y la carga elemental (e), en C mol⁻¹: F = Na·e

Pero, sin duda, una de las mayores aplicaciones de la constante de Avogadro es la definición o establecimiento de la constante de masa atómica (mu) a partir del conocimiento de la constante de masa molar (Mu): mu= Mu/Na.

Además, conocer qué es la constante de Avogrado y cuál es su valor también sirve para establecer una relación de masa entre reactivos y entre reactivos y productos de las reacciones químicas. Mediante la escritura de la reacción equilibrada que describe cualquier proceso químico, podemos saber el número de moles implicados en la misma. Gracias a esto y al conocimiento de las masas atómicas de los elementos (y por tanto, de las masas moleculares), somos capaces de transformar el valor de los moles de reactivos y productos en sus respectivos valores de masa.

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El número de Avogadro fue introducido por primera vez en el siglo XIX,concretamente en 1811, de la mano de Amadeo Avogadro, un científico italiano. Este científico demostró por primera que un volumen de un gas a una presión y temperatura concreta contiene la misma cantidad de átomos o moléculas, independientemente de la naturaleza misma del gas.

El valor de la constante de Avogadro fue indicado por vez primera, indirectamente, por Johann Josef Loschmidt en 1865. Loschmidt estimó el diámetro medio de las moléculas en el aire por un método equivalente a calcular el número de partículas en un volumen determinado de gas.​ Este último valor, la densidad numérica de partículas en un gas ideal, ahora se llama en su honor constante de Loschmidt. Esta constante es proporcional al número de Avogadro y se relaciona con Loschmidt por ser la raíz del símbolo L. En la literatura alemana en ocasiones pueden referirse a ambas constantes con el mismo nombre, distinguiéndolas solamente por las unidades de medida.

Sin embargo, el número de Avogadro en sí no fue postulado hasta 1909, cuando el físico francés Jean Perrin, determinó el valor exacto de la Constante de Avogadro empleando para ello diversas técnicas y métodos experimentales. Este hallazgo, que sigue aprendiéndose en institutos y universidades de todo el mundo en la actualidad, hizo que ganase el Premio Nobel de Física en 1926 por la determinación de la constante de Avogadro mediante varios métodos diferentes.

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