아보가드로 상수 결정

소개글

아보가드로 상수 결정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론과 원리

실험방법
1) 기구 준비 및 뷰렛 보정
2) 표면적을 덮는 데 필요한 스테아린산 용액의 부피 측정

결과 및 논의

결론

참고문헌

본문내용

가드로수는 보통 N으로 표시하며, N = 6.02×이다. 이 값은 1865년 오스트리아의 로슈미트가 처음으로 결정했으며, 한때 아보가드로수를 로슈미트수라고 한 일도 있으나, 지금은 국제적으로 아보가드로수라 하고, 표준상태 1 mol의 기체 속에 존재하는 분자의 수 N/22400을 로슈미트수라 하여 구별하고 있다.
아보가드로수를 얻는 방법은 라듐의 α붕괴에 의한 헬륨 생성량을 측정하여 구하는 방법, 밀리컨의 기름방울실험을이용한 기본전하량(基本電荷量)의 결정 및 전기분해로부터 얻은 패러데이상수를 함께 써서 구하는 방법, 결정(예컨대, 다이아몬드)의 단위격자를 X선해석에 의해 정확히 결정한 다음, 그속의 원자수를 구하는 방법 등이 있는데, 정밀도가 높다.
아보가드로 수를 사용하게 된 이유.
입자의 수가 매우 많을 때는 개수를 세는 것보다 무게를 재는 것이 편리하다. 따라서 19세기의 화학자들은 개수에 기준을 두지 않고 16g의 산소 속에 들어 있는 산소 원자 수를 1몰로 정했던 것이다.
실험 방법
시약 및 기구
시약 : 0.12 g/L 스테아린산 헥산용액, 증류수
기구 : 코크달린 뷰렛, 시계접시(10cm),
방법
1) 기구 준비 및 뷰렛 보정
스테아린산 용액을 물 위에다 방울방울 떨어뜨려서 물표면 위에 스테아린산을 쉽게 가할 수 있다. 헥산은 물에 녹지 않으며, 증기압이 높기 때문에 빠르게 증발하여 물 표면에 스테아린산 단막층이 남는다.
스테아린산은 비누를 만드는 지방산의 한 종류이기 때문에 시계접시를 비누로 세척해서는 안 된다. 그리스 또는 때가 있으면 물 표면에 스테아린산이 퍼지는 것을 방해하여 좋은 결과를 얻지 못하게 된다.
10cm짜리 시계접시를 준비한다. 이 접시를 깨끗이 닦은 후 흐르는 물에서 약 1분간 헹구어 낸다. 시계접시를 다룰 때 가장자리만을 잡아야 하고 내부를 만지지 않도록 주의하기 바란다. 특히 손가락(손가락에는 약간의 기름기가 묻어있다)을 조심하도록 한다.
뷰렛을 헥산으로 채워서 보정한다. 헥산은 가연성 물질이기 때문에 조심한다. 뷰렛 눈금을 보고 1mL가 몇 방울인지 측정한다.
2) 표면적을 덮는 데 필요한 스테아린산 용액의 부피 측정
①깨끗한 시계접시의 가장자리까지 증류수를 붓는다.
②물 표면의 직경을 센티미터 자로 조심스럽게 측정한다.
③스테아린산 용액의 방울 수를 세면서 방울방울 물 표면에 가한다. 한방울 떨어뜨린 후 5~10초씩 기다린다.
④완전한 단막층이 형성 될 때까지 계속한다. 단막층이 거의 생성될 즈음 스 테아린산이 퍼지는 속도는 점점 느려진다.
⑤단막층이 다 생긴 후 가한 방울은 퍼지지 않고 물 표면에 그대로 머물게 되며, 마치 콘택트렌즈 모양을 한다. 만약 이 렌즈가 30초 이상 견딘다면 용액 1방울을 더 넣고 이 과정을 끝낸다.
결과 및 논의
결과
1) 피펫의 보정
(1) 1.00mL에 해당하는 헥산의 방울 수
50
(2) 방울 당 밀리리터의 분율 계산
2) 물 표면을 덮는 데 필요한 스테아린산 용액의 부피
(1) 물 표면의 직경 10cm
(2) 표면을 덮는 데 필요한 방울 수 202
3) 스테아린산 단막층의 두께 계산
(1) 단막층을 형성 하는 데 필요한 용액의 부피 계산
4.04mL
(2) (1)의 부피를 차지하는 스테아린산의 무게 계산
48.48*g
(3) 물 표면의 단막층에 있는 순수한 스테아린산의 부피 계산
48.48*mL
(4) 단막층의 넓이 계산 (A=)
78.54 cm
(5) 단막층의 두께
6.173*10 cm
4) 탄소 원자의 크기와 부피 계산
(1) 스테아린산 분자는 18개의 탄소 원자가 서로 연결되어 있다. 단막층의 두께 t가 스테아린산 분자의 길이와 같다고 가정하고 탄소원자의 크기를 계산하여라.
3.43*10 cm
(2) 탄소 원자를 작은 정육면체라고 가정하고 탄소 원자의 부피 V=s 를 계산하여라.
4.035*10 cm/atom
5) 탄소 원자 1몰의 부피 계산
(1) 다이아몬드의 밀도 (3.51g/cm)를 사용하여 탄소의 몰 부피와 탄소 1몰의 원자 질량을 계산하여라.
3.42 cm/mol
(2) 탄소 원자 1몰의 실제 부피와 다이아몬드 1몰의 부피는 같은가?
거의같다.
6) 아보가드로 수의 계산
(1) 부피의 적당한 비로 아보가드로 수를 계산하여라.
8.48*10입자수/mol
(2) 실제값과 비교
실제값=6.02*10 실험값=8.48*10
논의
실험값이 10 배정도 더 나왔다.
오차가 난 이유는 실험 할 때 스테아린산을 몇 방울 넣었는가에 대한 것이 가장 큰 이유인 것 같다. 스테아린산이 물에 퍼지고 막을 형성하는 과정이 잘 보이지 않아서 스테아린산을 필요 이상 떨어뜨리게 되어 값이 더 크게 나온 것이 아닐까 한다.
또한 스테아린산을 떨어뜨릴 때 헥산이 증발 할 시간을 두었는데 그 때 스테아린산의 농도가 진해진 것 또한 오차의 이유인 것 같다.
그리고 실험 도중에 뷰렛 위로 구멍이 뚫려 있었으므로 그곳을 통해 헥산이 증발하여 농도가 진해질 수도 있다. 헥산은 증발 속도가 아주 빠르기 때문이다.
결론
스테아린산이 물 표면에 퍼지면서 형성된 막을 이용하여 탄소 원자 1몰의 부피와 아보가드로수를 계산 해 보았다.
아보가드로수를 구하는 것이 어려웠는데, 그램 단위와 부피단위를 어떻게 보아야 할 것인가에 대해서 궁금해 졌다. 인터넷을 찾아봤으나 아무런 정보도 구하지 못했으며 도서관에서 책을 뒤져봤으나 역시 아무런 정보를 얻지 못했다. 조언을 구해보니 부피와 무게 단위지만 무게로 생각하면 같은 단위라 하셨다. 이것을 가지고 결과 값을 냈다. 아보가드로수보다는 좀 크게 나오게 되었다.
그냥 공식처럼 외워서 쓰던 아보가드로수를 직접 실험을 통해서 구해 볼 수 있었다.
아보가드로수의 측정
실제값=6.02*10 실험값=8.48*10
탄소원자 1 몰의 부피
3.42 cm/mol
참고문헌
네이버 백과사전
http://100.naver.com/100.php?id=104901 아보가드로
아보가드로에 대하여- 김진호의 과학 이야기
http://cont1.edunet4u.net/cobac2/scientist/Avogadro.html
High Top-1권 (물질의 상태와 용액) 두산동아

키워드

아보가드로상수,   아보가드로,   아보가드로 상수,   아보가드로상수결정,   상수결정,   상수 결정,   아보가드로법칙