아보가드로수의 측정

소개

아보가드로수를 실험적으로 결정한다

목차

4. 실험 원리 및 이론
8. 실험 결과 및 측정한 아보가드로수
9. 결론 및 느낀 점

본문내용

4. 실험 원리 및 이론
① 아보가드로수를 구하기 위해 측정해야 할 실험값에는 무엇이 있는가? 왜 그것들을 측정하는가?
a) 탄소 원자 하나의 부피
탄소 1몰의 부피를 탄소 원자 하나의 부피로 나누어 주면, 그 것이 바로 탄소 1몰에 들어있는 탄소 원자의 개수, 즉 아보가드로수가 된다. 이 때 탄소 1몰의 부피는 이론값인 다이아몬드의 밀도 3.518g/cm3와 탄소의 원자량 12.011g/mol에서 계산해 낼 수 있고, 우리는 탄소 원자 하나의 부피만 측정하면 된다.

② 이 실험과정에서 우리가 가정하고 있는 사실에는 어떤 것들이 있는가?
a) 단층막에는 스테아르산만 남는다. : 스테아르산은 고체이기 때문에 직접 넣어주게 되면 수면위에 균일하게 퍼질 수가 없다. 그러므로 휘발성이 큰 헥산에 녹여서 떨어뜨린다. 이 때 헥산은 떨어뜨리고 나서 바로 기체로 날아가기 때문에 물위에는 스테아르산만 남게 된다는 가정이 필요하다.
b) 탄소원자는 정육면체이다. : 이 실험에서 탄소원자의 크기는 스테아르산의 길이를 18로 나눈 값을 취한다. 그리고 탄소원자 하나의 부피도 이 탄소원자의 크기를 세제곱하여 구한다. 그러므로 탄소원자는 정육면체라는 가정이 필요하다.
c) 다이아몬드는 탄소원자를 촘촘히 쌓은 입방체이다. : 이 가정이 있어야만 탄소원자 1몰의 부피를 계산할 때 탄소의 원자량을 다이아몬드의 밀도를 나눔으로서 구할 수 있다.

③ 스테아르산을 사용한 이유는 무엇인가? 스테아르산의 성질들을 조사하여 그 이유를 찾아보자.












위 그림은 스테아르산의 구조를 나타낸 것이다. 즉 스테아르산은 극성인 카르복시기에 비극성인 메틸기가 끝에 있는 탄소사슬이 결합되어 있는 구조이다 따라서 물 위에서 이 스테아르산 분자는 아래 왼쪽 그림처럼 극성 말단이 물 표면을 향하고 비극성말단이 공기 쪽을 향하게 되어 단순히 바로 서게 된다. 다시 말해서 단막층을 형성하게 된다.




그러나 표면이 이미 스테아르산의 단막층으로 완전히 덮혀진 후에는 더 가한 스테아르산 분자가 위 오른쪽 그림처럼 둥근 모양의 집합체로 뭉치게 된다. 즉, 카르복시기가 밖을 향하고 비극성 말단이 안을 향하는 ‘기름’과 같은 내부를 형성하게 된다. 이는 스테아르산을 계속적으로 추가할 때 더 이상 단막층이 만들어지지 않음을 식별하게 하는 데 도움을 준다.

참고자료

· 없음