아보가드로 상수 구하기(결과)

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아보가드로 상수 구하기(결과)
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목차

아보가드로 상수 구하기
1. Abstract (요약)
2. Introduction (이론 및 배경)
3. Experimental (준비물 및 실험방법)
1) 준비물
2) 실험방법
4. Results (실험 결과 및 문제)
1) 피펫의 보정
2) 물 표면을 덮는데 필요한 스테아린산 용액의 부피
3) 스테아린산 단막층의 두께 계산
4) 탄소 원자의 크기와 부피 계산
5) 탄소 원자 1몰의 부피 계산
6) 아보가드로 수의 계산
5. Question (문제)
1) 탄소 원자 1몰의 실제 부피와 다이아몬드 1몰의 부피는 같은가?
2) 아보가드로수의 이론값은 6.02*1023이다. 여러분이 실제로 구한 값과 이론값을 비교하여 오차율을 계산하여라.
3) 오차가 있었다면 그 이유는 무엇이라 생각되는가?
4) 이 실험에서 사용한 스테아르산보다 탄화수소 사슬의 길이가 짧은 분자를 이용하면 실험결과에 어떤 영향을 미치겠는가?
5) 스테아르산 대신 올레산과 같이 이중결합을 가진 분자를 사용하면 어떻게 되겠는가?
6) 스테아르산 단분자층의 높이로부터 스테아르산 알킬 사슬의 탄소-탄소 원자 사이의 평균 거리를 구한다. C-C-C 결합 각도를 109.5 라고 할 때 탄소와 탄소 사이의 결합 길이를 계산하여라.
6. Discussion (토의 및 고찰)
실험결과 처리)
주의 및 참고사항)
7. Reference (참고문헌)

본문내용

1. Abstract (요약)

이번 ‘아보가드로 상수 구하기’ 실험의 목적은 물 표면에 퍼지면서 단막층을 형성하는 스테아린산의 성질을 이용하여 몰(mole)을 정의하는데 필요한 아보가드로수를 결정하고, 순수한 물질의 어는점과 용액의 어는점을 측정하여 미지 시료의 몰질량을 구하고 용액의 총괄성에 대하여 이해하는 것이다.
질량수가 12인 탄소 12g에 들어있는 탄소 원자의 수를 아보가드로수(NA=6.022*1023)라고 하며, 아보가드로수 만큼에 해당하는 원자나 분자를 1몰(mole)이라고 한다. 아보가드로수는 탄소원자 1몰이 차지하는 부피와 탄소원자 하나가 차지하는 부피를 알면 구할 수 있다.
탄소원자 하나의 부피를 정확하게 알아내는 것은 쉽지 않지만, 기름처럼 물에 섞이지 않는 탄소화합물을 이용하면 간단하게 짐작할 수 있다. 지방산의 한 종류인 긴 사슬 모양의 탄화수소 화합물 분자(스테아린산-C17H35COOH)의 한쪽 끝은 카르복실기(-COOH)로 이루어져 있으며, 카르복실기는 극성을 가진다. 카르복실기를 포함하는 이러한 분자들은 극성을 갖고 있는 물(H2O)와 접촉하게 되면, 서로 끌어당기는 힘이 두 분자 간에 발생하며, 물 표면에서 단일 분자막을 형성하게 된다. 이로부터 단분자층의 두께를 구할 수 있고, 주어진 자료로부터 탄소원자의 크기와 부피를 바탕으로 아보가드로수를 구할 수 있다.
우선 이번 실험을 하기 위해서는 피펫의 보정이 필요하다. 피펫을 보정하기 위해 1mL 피펫에 헥산을 1mL 채운 후 피펫을 수직으로 세워 빈 비커에 한 방울 씩 떨어지게 하면서 1mL가 몇 방울 인지 센다.
피펫을 보정한 후 표면적을 덮는데 필요한 스테아린산 용액의 부피를 측정하는 실험을 한다. 먼저 시계접시의 직경을 자로 잰 후 가장자리에 빈틈이 없도록 증류수를 가득 붓는다.
그리고나서 스테아린산 용액의 방울 수를 세면서 방울방울 물 표면에 가한 후 5~10초씩 기다린다.
단막층이 다 생긴 후 가한 방울은 퍼지지 않고 물 표면에 그대로 머무르게 되며 마치 렌즈 모양을 하게 되는데, 만약 이 렌즈가 30초 이상 없어지지 않고 그대로 있다면 용액 1방울을 더 넣고 이 실험을 끝낸다.
실험결과 아보가드로수의 평균은 9.2053*1023 입자수/mol로 실제 아보가드로수인 6.022*1023 입자수/mol과 3.1833*1023 입자수/mol 차이가 났다.

참고 자료

없음