A Definição do quilograma, problemas e o método de Avogadro

Aluna: Lavínia M. Caçador.

Definição do quilograma, problemas e o método de Avogadro

A revolução francesa provocou uma grande mudança na história da metrologia. A implantação do sistema internacional organizado, proporcionou a redução de grandes erros de medidas. Entretanto, o quilograma resiste a qualquer tentativa de redefinição, visto que a massa está envolvida nas definições de ampere e de mol (CREASE, 2013).

O quilograma não possui uma definição numérica. Oficialmente, o quilograma é um cilindro feito de irídio e platina, que foi fundido em 1889 em um laboratório nas proximidades de Paris. Essa definição do quilograma apresenta alguns problemas, sendo que o principal deles é que, a massa desse cilindro - que é chamado de "Le Gran K"- varia conforme passa o tempo, e na última checagem, o cilindro perdeu cerca de aproximadamente 50 microgramas (CREASE, 2013).

Qualquer padrão que seja físico apresentará determinado nível de incerteza, pois a estrutura atômica está em constante mudança, além do mais, as propriedades de qualquer artefato varia de acordo com a temperatura do ambiente. Neste sentido, faz-se necessário, assim como a definição do metro, atribuir a definição do quilograma para um fenômeno natural (CREASE, 2013).

O método de Avogadro atribui a unidade de massa usando uma certa quantia de átomos através da construção de uma esfera de cristal de silício e uma medição constante de Avogadro. Por outro lado, a 'balança de watt", atribui uma conexão entre a unidade de massa e a constante de Plank (BIPM, 2016).

A abordagem de Avogadro define a unidade de massa como a correspondente a um determinado número de átomos usando a constante de Avogadro. Devido a inviabilidade da contagem de átomos, seria possível, através da produção de um cristal perfeito de um único elemento, de forma que se conhecesse as proporções isotópicas da amostra (espaçamento cristalino e densidade). Um exemplo seria os cristais de silício, pois o silício tem três isótopos, e tinha-se a ideia de que o silício poderia ter proporções relativas medidas com precisão (CREASE, 2013).

Entretanto, há grandes dificuldades, principalmente na determinação da composição isotópica do silício. O que impede o progresso de maior precisão na medição da constante de Avogadro. Além disso, os resultados obtidos mostravam-se diferentes em relação aos da balança de watt (CREASE, 2013).

No ambito IAC original, a constante de Avogadro em 2011 foi determinada como 6,022 140 82 (18) × 1023 mol -1 com uma incerteza relativa de 3,0 × 10-8 e a versão de experiências mais recentes, publicada em 2015 determina o número de Avogadro como: 6 ,022 140 76 (12) × 10 23 mol -1 com uma incerteza relativa de 2,0 × 10 -8 (BIPM, 2016).

Referências

CREASE, Robert. A medida do mundo. Jorge Zahar Editor Ltda, 2013.

BIPM, 2016. Disponível em: , Acesso em: 04/10/2016.