¿Qué nos impide simplemente redefinir el número de Avogadro/el topo como un número entero definido?

Esta podría ser una pregunta para hacer en un sitio de química, pero debido a que se habla mucho sobre la redefinición de muchas unidades de medida en términos del número de Avogadro/el topo, me preguntaba por qué no redefinimos simplemente el topo con una precisión infinita. , ya que básicamente es inherentemente un número entero.

Esta podría ser la única unidad/constante física que se puede definir con una precisión infinita. La única unidad que es un "entero".

Supongo que no es realmente una constante física per se, ya que no es una propiedad de la naturaleza. Pero luego podemos crear fácilmente una definición del kilogramo que no cambia con el tiempo como exactamente algo, algo que valen moles de carbono-12.

En primer lugar, necesita un experimento para contar el número de átomos con precisión de 23 cifras significativas para saber ese número entero definido...
Estoy preguntando por qué no podemos simplemente ir al revés... especificar un número entero exacto con una precisión infinita y hacer que la definición de 12 gramos sea igual a la masa de esa cantidad de átomos de carbono-12.
@Justin: Entonces, todos los valores en el pasado se volverían incorrectos, si ese número exacto resulta que no cae dentro del límite de error de la definición anterior.
@KennyTM: No, esta propuesta ha sido considerada seriamente por los metrólogos. Su argumento también se habría aplicado a las redefiniciones anteriores del segundo y el metro.
@Justin: La razón simple es que medir el número de moléculas es más difícil que medir la masa en el pasado.
@KennyTM: La definición de masa en realidad cambió durante el último siglo, por lo que anula el antiguo valor medido con frecuencia.
La fluctuación del kilogramo prototipo internacional es del orden 10 − 7 a 10 − 8 pero la cifra significativa para la constante de Avogadro es del orden 10 − 8 . Aunque no sé cómo funciona.

Respuestas (4)

Hubo una propuesta en 2006 que intentaba definir N A como un número exacto [ 1 , 2 ]:

norte A ∗ = 84 446 888 3 = 6.022 141 410 704 090 840 990 72 × 10 23
¿el problema? Este valor es incorrecto, ya que el resultado más preciso actualmente es[ 3 ]
norte A = 6.022 140 84 ( 18 ) × 10 23
es decir norte A ∗ ahora está a 3 sd de norte A . Como he comentado, si elegimos al azar un número dentro del límite de error actual y lo llamamos norte A , corremos el riesgo de que un mejor experimento para la definición anterior invalide el valor propuesto. Para estar seguro de la validez de ese número, debe producir un experimento igualmente preciso para demostrar que es realmente válido (como 299792458 m/s en la definición de metro y 9192631770 Hz en la definición de segundo).

Además, la justificación para la redefinición de la unidad base SI siempre implica que la actual no es lo suficientemente precisa o difícil de realizar:

  • segundo (1967) :

    • la definición... es inadecuada para las necesidades actuales de la metrología

  • metro (1960) :

    • el Prototipo internacional no define el metro con una precisión adecuada a las necesidades actuales de la metrología,
    • es además deseable adoptar un estándar natural e indestructible,

  • metro (1983) :

    • la definición actual no permite una realización suficientemente precisa del medidor para todos los requisitos

  • candela (1979) :

    • ha llegado el momento de darle a la candela una definición que permita mejorar tanto la facilidad de realización como la precisión de los patrones fotométricos,...

¿Los experimentos actuales que reducen a N A = 12 gramos de átomos de carbono-12 no son lo suficientemente precisos o difíciles de realizar? No me parece; 9 cifras significativas ya son muy precisas. Sin embargo, la redefinición de mole se pondría en marcha en 2011 (24ª CGPM). Una propuesta es definir[ 4 ]

norte A = d mi F 6.022 141 5 × 10 23 metro o yo − 1 ,
para desacoplar kilogramo de la definición de mol. Entonces, si se toma este camino, lo único que nos impide definirlo como un número definido a 10 cifras significativas es porque "la conferencia aún no ha comenzado".

¿Pero precisión infinita? Eso sería un largo camino antes de que podamos alcanzar y necesitar eso.

Árbitro:

  1. Ronald Fox y Theodore Hill, Un valor entero exacto propuesto para el número de Avogadro . http://arxiv.org/abs/física/0612087
  2. Ronald Fox y Theodore Hill, Un valor exacto para el número de Avogadro . http://www.americanscientist.org/issues/pub/2007/2/an-exact-value-for-avogadros-number/3
  3. B. Andreas, Y. Azuma, G. Bartl, et. al., Una determinación precisa de la constante de Avogadro contando los átomos en un cristal de 28Si http://arxiv.org/abs/1010.2317
  4. Ian M Mills, Peter J Mohr, Terry J Quinn, et. al., Redefinición del kilogramo, amperio, kelvin y mol: un enfoque propuesto para implementar la recomendación 1 de CIPM (CI-2005) . http://iopscience.iop.org/0026-1394/43/3/006
-1: Esto es ridículo--- la definición es una definición. Si redefines el kilogramo, se vuelve correcto.
@RonMaimon Si adopta un valor "incorrecto" como definición, introduce un nuevo error en cada medición anterior. Ciertamente, pocas de esas medidas anteriores tenían suficiente precisión para que esto importara, pero hubo algunas . En aras de la continuidad, debe (de hecho, debe) asegurarse de que su nueva definición concuerde con la anterior con la mayor precisión disponible.
@dmckee: No, lo que dice Ron Maimon es correcto, ya que eso no es lo que dice la respuesta. La respuesta dice que la definición se volvió incorrecta , no sobre las mediciones realizadas antes.
+1 tardío, para compensar los tontos votos negativos. Las definiciones no son solo definiciones. Representan montones y montones de dinero. Los metrólogos son extremadamente sensibles a la necesidad de mantener consistentes las definiciones de unidades nuevas y antiguas.

El problema es que desea que sus definiciones de unidades sean realizables, por lo que especificar "1 mol es un número largo de moléculas, 1 gramo es 1/12 de la masa de un mol de C 12 " es bueno para su proceso de pensamiento, pero mientras no haya una forma práctica de contar moléculas en tales escalas con una precisión mejor que 10 − 9 (que creo que es la precisión del estándar de kilogramo), no tiene ninguna ventaja operativa.

Existe la ventaja de que no tiene que depender de París para su sistema de unidades.

Básicamente, está proponiendo redefinir el kilogramo, y su enfoque ha sido propuesto y recientemente (en octubre de 2010) abandonado ( http://en.wikipedia.org/wiki/Kilogram#Carbon-12 ). Creo que la razón por la que se prefirió el enfoque de la balanza de Watt para la definición futura del kilogramo fue principalmente tecnológica: es más preciso y permitiría una realización más práctica del kilogramo.

Básicamente, no hay ninguna razón por la que no podamos redefinir el mol como un simple número entero de átomos o moléculas. De hecho, como han mencionado otros usuarios, hay muchas personas a las que les gustaría hacer eso.

Por otro lado, no es así como los químicos usan el mol en la práctica. Simplemente no puedes contar 6 × 10 ^ 23 átomos o moléculas, ni es necesario. Lo importante para los químicos es saber (por ejemplo) que hay el mismo número de átomos en 58 gramos de hierro que en 12 gramos de carbono, y así sucesivamente para todos los demás elementos. No es importante saber exactamente cuál es ese número, solo que es el mismo número y, durante gran parte de la historia de la química, no teníamos ni idea de cuál era el número.

Debo señalar también que el mol no es la única unidad que es un "entero". Si toma el culombio como unidad de carga eléctrica, debería ser igual a un número entero de cargas elementales, ¿no es así? En realidad, no lo es, por razones históricas, y tampoco parece haber mucho entusiasmo por convertirlo en un número entero de cargas elementales.

Puede encontrar mi artículo discutiendo esto en términos más técnicos en http://precedings.nature.com/documents/5138/version/1

¿Qué nos impide simplemente redefinir el número de Avogadro/el topo como un número entero definido?
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