[일반화학실험1]아보가드로수의 결정(송화가루 이용, 예비보고서-실험2)

소개글

아보가드로수의 결정-송화가루 이용<예비보고서>
(Korea Uni.현1 재학중)
A+받은 예비보고서이며 엄청난 칭찬도 함께 받았었던 보고서 입니다.
스테아르산과 송화가루의 이용으로 아보가드로 수를 어떻게 구하는지
예비보고서에 기술되어 있으며 시약조사 등
보고서에 필요한 모든 내용이 모두 들어있어 많은 도움이 되실 겁니다.

목차

1.실험제목
2.실험일시
3.학번/이름
4.실험목적
5.실험원리
6.실험준비물
7.시약조사 및 실험도구의 사용법
8.실험방법
9.실험시 주의사항
10.참고문헌

본문내용

1. 실험제목: 아보가드로수의 결정
2. 실험일시: 2007.3.12 6,7,8교시
3.학번/이름: 고려대학교
4. 실험목적
스테아르산이 물 위에 퍼지면 단막층을 형성하는 성질을 이용하여 탄소 원자 1개의 크기를 예측하고, 다이아몬드의 밀도를 이용해 탄소원자 1몰의 부피로부터 탄소1몰에 들어있는 원자수를 계산함으로써 아보가드로 수를 구한다.

5. 실험원리
1)아보가드로 수(Avogadro`s number, N)
일반적으로 시료에는 너무 많은 원자들이 있어서 원자를 세는 단위로 몰(mole)을 이용한다. 몰은 정확히 12g 의 순수한 중에 들어있는 탄소 원자수와 같은 수라고 정의한다. 질량분석기를 이용하여 이 숫자는 6.02214×으로 결정되었고 이 수를 아보가드로 수라고 한다. 아보가드로 수는 보통 N으로 표시하며 N=6.02×이다.
아보가드로 수를 구하는 방법에는 다음의 세 가지가 또 있다.
①라듐의 α 붕괴에 의한 헬륨 생성량을 측정하여 구하는 방법
-라듐의 α입자(He 이온)의 방출속도 n과 일정시간 t초에 얻는 헬륨의 생성량 m(g)사이에서 구한다.
②밀리컨의 기름방울 실험을 이용한 기본 전하량의 결정 및 전기분해로부터 얻은 패러데이 상수를 함께 써서 구하는 방법
-대전된 기름방울의 미량입자를 낙하시켜 그 속도에서 전기소량 e를 구하고 이것과 패러데이 상수 F 와의 사이에서 구한다.
③결정(예, 다이아몬드)의 단위 격자를 X선 회절법을 사용하여 정확히 결정한 다음, 그 속의 원자수를 수하는 방법
-X선 회절을 이용하여 단결정의 단위격자의 격자상수를 결정하고 그 격자 내에 포함되는 원자 또는 분자수에서 구한다.

2)물(H₂O)와 스테아르산
스테아르산(stearic acid)이나 올레인산(oleic acid)과 같은 지방산들은 친수성 카르복실기(-COOH)로 되어있는 극성의 끝과 친유성 알킬사슬로 되어있으면서 끝에는 메틸기가 붙어있는 비극성 꼬리를 가지고 있다. 이들은 비극성부분이 거대해서 물과 잘 섞이지 않고 알코올, 벤젠, 헥산 같은 유기용매에 잘 섞이며 -COOH 로 산의 성질을 갖는다.

깨끗한 물의 표면에 스테아르산을 떨어뜨리면 극성인 카르복실기는 극성물분자 쪽을 향하고 무극성인 탄화수소 꼬리 부분은 물의 표면과 수직으로 있게 된다. 즉, 물의 표면적이 충분히 크고 방울의 크기가 상당히 작다면, 생성되는 막은 한 분자 층을 가질 때까지 계속해서 퍼지게 된다. 그러나 표면이 스테아르산 분자의 단막층으로 완전히 덮여진 후에 더 가한 스테아르산 분자는 둥근 모양의 집합체로 뭉치게 된다. 극성머리 쪽은 극성 물 분자 쪽으로 끌려 구형을 형성하고 탄화수소 꼬리부분은 안쪽을 가리키는 기름방울과 같은 내부를 형성하게 된다. 이 때부터 스테아르산 분자가 물 표면에 쌓이게 된다.


스테아르산 용액은 증기압이 높고 물에 녹지 않는 헥산에 스테아르산을 녹여 만든 것이여서 헥산이 빠르게 증발하면 물 표면에 스테아르산 단막층만 남는다. 물 표면을 덮은 스테아르산 용액의 방울수를 세어 단막층을 형성하는데 필요한 용액의 부피를 계산한다. 그리고 나서 스테아르산 용액의 농도를 이용해 위에서 측정한 그 부피를 차지하는 스테아르산의 질량을 측정한다. 여기서 농도는 몰 농도를 사용하며 몰농도의 정의는 용액 1L 속에 녹아있는 용질의 몰 수이고 단위는 mol/L이다.

참고 자료

①인터넷 검색: 네이버 지식 in, 백과사전, 블로그/gkgko914, daum 검색
②참고도서: 텍스트 화학2, 일반화학실험