[자연과학] 화학실험 - 아보가드로 수의 결정

1. 실험목적 및 개요

1) 물 표면에서 단일 분자막(단분막)을 형성하는 지방산의 성질을 이용하여 탄소 원자 1개가 갖는 부피를 계산해보자

2) 탄소원자 1개가 갖는 부피로 아보가드로 수를 구해보자

3) SI에서 정한, 수의 기본적인 단위인 mol수를 이번 실험을 통하여 결정해보자

2. 실험원리

1) 1 mol의 분자수를 구하기 위해 거시적 미시적 성질을 알아야함

- 거시적(분자, 원자 1mol의 집단)성질
1. 1mol이 차지하는 부피
2. 분자 1mol을 추출하기 위한 전기량
- 미시적(분자, 원자 낱개)성질
1. 분자나 원자가 1개가 차지하는 부피
2. 전자 1개가 띠고 있는 전기량

2) 분자결정구조

〓` X-선 등의 전자기파를 이용하여 분자간의 거리를 측정해 분자 1개가 차지하는 공간을 구할 수 있음

3) 2번의 원리를 이용하지 않고 단일 분자막의 원리를 이용하여 공간을 구할 수 있다.

- 긴 사슬의 탄화수소 화합물이 물위에 놓임
- 표면의 물 분자들은 내부의 물 분자보다 더 높은 에너지 상태에 놓임
(∵ 주위 …(생략)

4) 단분자층의 두께 〓

5)

6) (V : 원자의 부피, h : 단분자층의 두께, n : 탄소 수)

7) 탄소가 주이에 만드는 결합을 갖는 순수 탄소에의 밀도와 탄소의 분자량으로 1mol의 부피를 구할 수 있다.

8) 아보가드로의 수(N) 〓 을 구하면 된다.

3. 실험 순서

1) 고체의 팔미틴산의 l질량을 재고 헥산에 녹여 용액 제작

2) 지름 14cm의 시계접시 준비

3) 접시를 깨끗이 닦은 후 흐르는 물에서 1분간 흐르는 물에서 헹긴다

4) 스포이드 피펫을 헥산으로 채워서 보정.

5) 완전한 단분자층이 생성 될 때까지 계속 시행한다.

6) 시계접시와 피펫을 깨끗이 세척하고 2~3울 차이가 날 때 까지 실험을 되풀이 한다.

4. 실험결과

1) 피펫의 보정

2) 물 표면을 덮는 데 필요한 팔미틴산 용액의 부피

3) 팔미틴산 단분자층의 두께 계산