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[일반화학실험] 아보가드로 수의 결정 예비레포트(예비보고서) - A+

일반화학 실험 Ⅰ실험 4. 아보가드로 수의 결정예비 보고서담당교수 :학 과 :학 번 :성 명 :제출일자 :예비 보고서1. 실험 목적물 위에 생기는 기름막을 이용해서 몰(mole)을 정의하는데 필요한 아보가드로 수를 결정한다.2. 실험 이론? 아보가드로 수 (Avogardro‘s number)1) 정의 : 질량수가 12인 탄소 12g에 들어있는 탄소 원자 수 (개정 전), NA=6.022x1023* 개정 전 정의는 탄소에 의존하는 단점이 있어 2018년 제 26차 CGPM에서 재정의함.* 1몰(mole) : 아보가드로 수 만큼에 해당하는 원자나 분자표 1 . 개정 전, 후 아보가드로 수의 정의개정 전개정 후몰 (mol)12C인 탄소12 g에 들어있는 원자의 개수와 같은 수의 구성요소를 포함하는 어떤 계의 물질의 양- 물질의 양을 나타내는 SI 단위- 1 mol은 6.022 140 76 x 1023개의 구성요소를 포함아보가드로 수정의 기준C, 탄소Si,실리콘아보가드로 수6.022140758(62) x 10236.02214076 x 10232) 계산 방법* 아보가드로 수(NA) = 탄소원자 1몰이 차지하는 부피(VM) / 탄소원자 하나가 차지하는 부피(V1)탄소 1 몰의 부피 (아보가드로 수만큼의 원자가 들어있음)→ 다이아몬드는 순수한 탄소, 따라서 다이아몬드를 예로 들면밀도(D) = 3.51 g/cm3부피 = 질량/밀도 = 몰질량/밀도 = 탄소 1 몰의 부피* 탄소 원자 1몰이 차지하는 부피는 탄소 원자가 촘촘히 쌓여서 만들어진 다이아몬드의 밀도(3.51g/cm3)을 이용하여 계산이 가능하다.? 극성과 비극성1) 극성 : 분자나 분자단에서 나타나는 전하의 분리 현상.- 구조적 비대칭성 / 구성 원자간의 전기 음성도 차이로 인한 전자구름의 치우침으로 인해 발생함.- 정전기적 인력 혹은 수소 결합 등을 통해 극성 분자 간의 상호작용이 발생함.- 전기 음성도가 크거나, 전자 구름이 몰려있는 영역은 δ-, 반대 영역은 δ+로 표기함.2) 무극성 (비극성) ; 극성이 매우 적거나, 심하게는 없는 것.- 반데르 발스의 힘이라는 유사 극성을 통해 무극성 분자 간의 낮은 결합력을 강화함.- 분자의 구조가 대칭형인 분자들은 무극성이며, 무극성 분자끼리의 용해성이 큼.표 2. 극성 및 무극성 분자의 특성 및 예시구분극성 분자무극성 분자분자 내 전자 분포전자가 고르게 분포되어 있지 않다.전자가 고르게 분포되어 있다.물에 대한 용해도물에 매우 잘 녹는다물에 잘 녹지 않는다.예시H2O(물), HCl(염화수소), NH3(암모니아), C2H5OH(에탄올), 설탕, 이산화황, 이산화 질소CO2(이산화탄소), O2(산소), N2(질소), I2(아이오딘), C6H6(벤젠), CH4(메탄), CCl4(사염화탄소), 헥산* 물(H2O)은 전자를 잘 잡아당기는 산소(O2) 1개와 2개의 수소(H2)가 104.5o의 각도를 이루며결합 되어 있는 극성분자로, 액체 상태에서 다른 극성분자를 안정화시켜서 잘 용해되도록 해준다.* 반면, 벤젠이나 헥산과 같은 무극성 분자들은 물과 잘 섞이지 않는다.3) 수소 결합전기음성도의 차이가 큰 원자들이 결합하여 있을 때, 전자들이 한쪽으로 쏠리는 현상으로 인해 분자 안에서 극성을 가짐 O,N,F 등 전기음성도가 강한 원자와 수소 사이의 정전기적 인력으로 생긴약한 화학결합을 수소결합이라고 함? 단분자층 (monolayer)1) 정의 : 고체 혹은 액체 표면에 생기는 두께가 한 분자의 지름 정도 되는 얇은 층2) 친수성 : 물에 친화도를 가지고 물에 용해되어 표면에 넓게 펴지는 것.3) 소수성 : 물에 대한 친화도가 떨어져 물과 섞이지 않는 것그림 1. 단분자층 모식도? 지방산 (Fatty Acids)1) 정의 : 탄소 원자가 사슬 모양으로 연결된 카르복시산 (R-COOH)을 통틀어 이르는 말로, 지방을 가수분해하면 생기기 때문에 명명되었다.표 3. 지방산 예시이름화학식분자량 (g/mol)미리스트산 (Myristic Acid)CH3(CH2)12COOH228팔미트산 (Palmitic Acid)CH3(CH2)14COOH256스테아르산 (Stearic Acid)CH3(CH2)16COOH2842) 종류- 포화 지방산 (Saturated Fatty Acids): 탄소와 탄소 사이에 단일결합으로만 이루어진 지방산- 불포화 지방산 (Unsaturated Fatty Acids): 탄소와 탄소 사이에 이중결합을 갖는 지방산? 스테아르산 (Stearic Acid)1) 정의 : 무극성을 나타내는 18개의 탄소로 이루어진 긴 탄화수소 사슬의 끝에 극성을 나타내는 카복실기(-COOH)가 연결된 막대기 모양의 분자로서, 포화 지방산의 일종이며, CH3(CH2)16COOH의 화학식을 가진다.그림 2. 스테아르산(Stearic Acid) 분자구조2) 스테아르산 단분자층 : 분자를 물 위에 떨어뜨리면 극성을 가진 카복실기(-COOH)는 물과 잘 붙지만, 무극성의 탄화수소 사슬은 물과 잘 접촉하지 않으려는 경향이 있다. 그래서 물 위에 스테아르산을 충분히 떨어뜨리면 카복실기(-COOH)가 물쪽으로 향하고 무극성의 탄화수소 사슬이 물층 위로 서 있는 단분자층(Monolayer)의 막이 형성된다.그림 3. 물 층에 형성된 스테아르산 단분자층의 모식도3) 스테아르산 단분자층 두께 계산: 일정한 면적을 가진 물표면 전체에 스테아르산의 단분자층이 만들어지기 위해서 필요한 스테아르산의 부피를 물 표면에 생긴 단층막의 넓이로 나누어주면 스테아르산 분자의 길이를 알게 된다. 곧은 사슬 모양의 스테아르산 분자는 탄소 원자 18개가 쌓여 있는 것으로 볼 수 있기 때문에 스테아르산의 길이로부터 탄소 원자 하나의 지름을 얻을 수 있고, 그 값을 이용하면 탄소 원자 하나가 차지하는 부피도 얻을 수 있다.그림 4. 스테아르산 단층막 및 분자구조 모식도3. 실험 기구 및 장치비커, 유리 눈금실린더, 자, 송화 가루, 양동이, 약수저, 파스춰 피펫4. 실험방법1) Pasteur pipette의 보정① 0.02 g의 스테아르산을 헥산 100 ml에 녹인 용액으로 여러 차례 행군 피펫(Pasteur pipette)에 용액을 풍분히 채운다. (고무에 용액이 들어가지 않도록 주의한다.)② 피펫을 똑바로 세운 상태에서 눈금실린더에 용액을 한 방울씩 떨어뜨려 부피가 1.00 ml가 되도록 한다. 피펫을 기울이면 방울의 부피가 달라지기 때문에 피펫을 똑바로 세워야 한다.

자연과학| 2023.05.05| 6페이지| 1,500원| 조회(666)

일반화학, 예비보고서, 아보가드로 수, 예비레포트

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