Coraz dokładniejsza wartość liczby Avogadro

Metrolog chemiczny z Kanady dokonał najbardziej dokładnego pomiaru masy atomowej pierwiastka krzemu, dzięki czemu otrzymał dokładniejszą niż dotychczas znaną wartość liczby Avogadro. Praca tan stanowi ważny etap w prowadzonych od zeszłego roku pracach nad przedefiniowaniem wzorca kilograma.

Obecnie za wzorzec kilograma uznawany jest odlany w 1879 roku metalowy cylinder platynowo-irydowy znajdujący się w Sevres pod Paryżem. W ubiegłym roku rozpoczęto przez Międzynarodowe Biuro Miar prace nad stworzeniem nowego wzorca kilograma w powiązaniu ze stałą Plancka. Jednak w pierwszej kolejności musi powstać konsensus środowiska naukowego co do dokładnej wartości stałej Plancka. Istnieją dwie metody określania stałej Plancka. Jednia z nich opiera się na użyciu specjalnej elektronicznej wagi - tzw. wagi Watta, druga opiera się na pochodnej otrzymanej ze stałej Avogardo, która jest powiązana ze stałą Plancka.

Uzgodnionym na szczeblu międzynarodowym sposobem ustalenia dokładnej liczby Avogadro jest określenie liczby atomów krzemu w dwóch kulach krzemowych będących jednolitymi kryształami o ściśle określonym i stabilnym ułożeniu atomów. Kule te są w znacznym stopniu wzbogacone w izotop 28 krzemu. Znając zależności między gęstością, masą molową i parametrami sieci krystalicznej można określić liczbę Avogadro. W celu określenia masy molowej z bardzo dużą dokładnością stosuje się mulidetektorowy spektrometr masowy MC-ICP-MS.

Zoltan Mester wraz ze współpracownikami z Narodowego Instytutu Wzorców Pomiarowych w Kanadzie dokonał obliczenia liczby Avogadro, która różni się od dotychczas prowadzonych pomiarów, jednak po raz pierwszy wynik jest ten sam dla dwóch wspomnianych metod.

Kanadyjski zespół naukowców otrzymał wynik masy atomowej krzemu wynoszący 27,97696839, natomiast poprzednio opublikowany wynik wynosił 27,97697072. Oznacza to, że stała Avogadro wynosi 6,02214040 × 1023 mol-1.

(pj)