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Laquelle des définitions suivantes correspond le mieux à la constante de Faraday, 𝐹 ? (A) La quantité de charge par mole de charges élémentaires. (B) Le nombre d’électrons par mole de charges élémentaires. (C) La masse de substance déposée à une électrode par coulomb de charge. (D) Le temps nécessaire pour délivrer une mole d’électrons à une électrode. Ou (E) le flux de charge électrique par seconde.
Disons que nous avons des électrons qui voyagent à travers un fil. Nous connaissons peut-être la quantité de charge qui a traversé le circuit. Mais nous voulons savoir combien d’électrons sont responsables de cette charge. La constante de Faraday nous permet d’effectuer la conversion entre ces deux quantités. Mathématiquement, la constante de Faraday a une valeur égale au nombre d’Avogadro multiplié par la charge élémentaire. La constante d’Avogadro a une valeur de 6,022 fois 10 puissance 23 entités par mole. Dans ce cas, les entités sont des particules chargées. Maintenant, quelle est la charge élémentaire ?
Eh bien, le proton a une charge de 1,602 fois 10 puissance moins 19 coulombs. Cette quantité de charge s’appelle la charge élémentaire. Bien sûr, la charge de l’électron est exactement le contraire de la charge du proton. Nous pouvons donc également utiliser la charge élémentaire dans les calculs impliquant l’électron.
Donc, si nous multiplions la constante d’Avogadro par la valeur de la charge élémentaire, nous pourrons calculer la constante de Faraday et trouver 96 472,4 coulombs par mole, en utilisant ces valeurs arrondies. Habituellement, une valeur arrondie de 96 500 coulombs par mole est utilisée dans les calculs. Il y a donc environ 96 500 coulombs de charge par mole de charges élémentaires. Cela correspond au choix de réponse (A). Autrement dit, pour chaque mole de charge élémentaire transférée dans un circuit, 96 500 coulombs de charge sont transférés.
Ainsi, l’énoncé qui définit le mieux la constante de Faraday est (A), la quantité de charge par mole de charges élémentaires.
