일반화학실험 1 / 아보가드로 수 측정(A+)

목차

1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Chemicals & Apparatus
5. Procedure
6. Data & Result
7. Discussion
8. References

본문내용

1) Title
아보가드로 수의 결정

2) Purpose
-물 위에 생기는 기름 막을 이용해 몰 단위인 아보가드로 수를 결정한다.

3) Theory
(1) 아보가드로 수(Avogadro’s number)
어떤 물질 1몰에 존재하는 입자의 수를 상수로 정의한 것을 의미한다. 정확한 값은 6.02214076 x mol이다. 이전까지는 1몰은 질량수가 12인 탄소 12g 속 들어있는 탄소 입자의 개수로 정의했지만, 2018년 국제도량형 총회에서 1몰을 재정의하면서 그 값도 바뀌었다. 아보가드로 수는 국제도량형 총회의 결정에 따라 오차가 포함되지 않은 수로 취급해 계산한다.
아보가드로수를 측정하는 가장 정확한 방법은 X선 결정구조분석법이다. 단결정 시료에 X선을 쪼여 나오는 회절 무늬를 분석해 그 단결정의 격자상수를 구한다. 그리고 그 속의 원자, 분자 개수를 구해 결정의 밀도, 원자량 등을 이용해 아보가드로수를 계산한다. 여기서 단결정 시료로는 가장 순수하고 완벽한 결정을 만들 수 있는 실리콘이 주로 사용된다. (물리학 백과, 아보가드로수에서 인용)
탄소 원자 1몰이 차지하는 부피와 탄소 원자 1개의 부피를 측정해 구할 수도 있다. 탄소 원자 하나의 부피는 물의 섞이지 않는 탄소화합물이 만드는 단층막의 면적을 이용해 계산할 수 있으며 이번의 실험이 이 방법을 이용해 아보가드로 수를 측정하는 것이다.

2) 몰 (mole)
물질의 입자 수를 나타내는 기본단위며 1몰은 아보가드로 수 만큼의 물질의 양을 의미한다. 1971년부터 2018년까지는 질량수가 12인 탄소 12g 속 들어있는 탄소 입자의 개수로 정의했지만, 많은 법칙의 기본단위가 특정 물질인 탄소에 의존한다는 단점 때문에 2018년 국제도량형 총회에서 1몰을 6.02214076 x 개의 입자로 재정의했다. 몰은 화학반응을 설명할 때 쓰인다. 원자나 분자는 그 크기가 매우 작아서 각각의 입자가 반응하는 것을 측정하기 어려우므로 편의상 몰을 도입했다.

참고 자료

대한화학회, 표준 일반화학실험, 천문각, 2010, p49~54
조영희, 과학기술정책 통권 115호, 계면활성제의 기초원리와 제미니형 계면활성제 p54~55, 1998
서강대학교, 일반화학실험 1, 강의 PPT