En química física , la constante de Faraday (símbolo F , a veces estilizada como ℱ) es una constante física definida como el cociente de la carga eléctrica total ( q ) por la cantidad ( n ) de portadores de carga elementales en cualquier muestra dada de materia: F = q / n ; se expresa en unidades de culombios por mol (C/mol). Como tal, representa la " carga elemental molar ", [1] es decir, la carga eléctrica de un mol de portadores elementales (por ejemplo, protones). Recibe su nombre en honor al científico inglés Michael Faraday . Desde la revisión de 2019 del SI , [1] la constante de Faraday tiene un valor exactamente definido, el producto de la carga elemental ( e , en culombios) y la constante de Avogadro ( N A , en moles recíprocos):
La constante de Faraday puede considerarse como el factor de conversión entre el mol (usado en química) y el culombio (usado en física y en mediciones eléctricas prácticas), y por lo tanto es de particular utilidad en electroquímica . Porque hay exactamente N A =6.022 140 76 × 10 23 entidades por mol, [1] y hay exactamente 1/mi = 10 19/1.602 176 634 cargas elementales por culombio, [1] la constante de Faraday viene dada por el cociente de estas dos cantidades:
Un uso común de la constante de Faraday es en los cálculos de electrólisis . Se puede dividir la cantidad de carga (la corriente integrada en el tiempo) por la constante de Faraday para encontrar la cantidad química de una sustancia (en moles) que se ha electrolizado.
El valor de F se determinó por primera vez en el siglo XIX pesando la cantidad de plata depositada en una reacción electroquímica, en la que se pasaba una corriente medida durante un tiempo medido, y utilizando la ley de electrólisis de Faraday . [2] Hasta aproximadamente 1970, el valor más confiable de la constante de Faraday se determinaba mediante un método relacionado de electrodisolución del metal plata en ácido perclórico . [3]
Relacionada con la constante de Faraday está el "faraday", una unidad de carga eléctrica . Su uso es mucho menos común que el del coulomb , pero a veces se utiliza en electroquímica. [4] Un faraday de carga es la carga de un mol de cargas elementales (o de un mol negativo de electrones), es decir,
Por el contrario, la constante de Faraday F es igual a 1 faraday por mol.
El faraday no debe confundirse con el faradio , una unidad de capacitancia no relacionada ( 1 faradio = 1 culombio / 1 voltio ).