밀리컨의 기름방울 실험 아보가드로 수 - millikeon-ui gileumbang-ul silheom abogadeulo su

 

아보가드로수의결정 실험  acaciasm323 2007.03.27 17:27

아보가드로수의 결정 실험에서..

스테아르산의 농도를 이용해서 스테아르산의 한방울 질량을 알수 있다고 하는데..

어떻게 농도를 구할수 있나요?>

자세히 알려주세요.

re: 아보가드로수의결정 실험 dlaehdry2007.03.29 23:59

아보가드로의 수는

질량수가 12인 탄소 12 g에 들어있는 탄소원자의 수를 아보가드로수(6.02×1023)라고 하며,

아보가드로 수에 해당되는 원자나 분자를 1몰(mole)라 한다.

처음에는 기체에 관한 아보가드로의 법칙으로부터 결정되었으나, 분자뿐만 아니라 이온·

원자 등으로 되어 있는 모든 물질(고체 및 액체도 포함한다)에 대해 적용할 수 있다는

사실이 알려졌습니다.

아보가드로수는 보통 NA으로 표시하며, NA = 6.02 x1023이다.

이 값은 아보가드로가 정한게 아니라 1865년 오스트리아의 로슈미트가 처음으로 결정했으며, 한때 아보가드로수를 로슈미트수라고 한 일도 있으나, 지금은 국제적으로 아보가드로수라 하고 있습니다.

*아보가드로의 수를 구하는 방법

1)라듐의 α붕괴에 의한 헬륨 생성량을 측정하여 구하는 방법

  : 라듐의 알파입자(헬륨의 이온)의 방출속도 n과, 일정시간 t초에 얻는 헬륨의

    생성량m(g) 사이에서 구한다.

    식은 m = M n t / NA 가 된다.

    (M은 헬륨의 원자량)

2)밀리컨의 기름방울 실험을 이용한 기본전하량(基本電荷量)의 결정 및

   전기분해로부터 얻은 패러데이상수를 함께 써서 구하는 방법

  : 대전(대전)된 기름방울의 미량입자를 낙하시켜 그 속도에서 전기소량 e를 구하고

    (밀리컨의 기름방울 실험), 이것과 패러데이 상수 F의 관계에서 구한다.

    식은 F=e NA가 된다.

3)결정(예컨대, 다이아몬드)의 단위격자를 X선 회절법을 사용하여 정확히 결정한 다음,

   그 속의 원자수를 구하는 방법

 : X선 회절을 이용하여 단결정의 단위격자의 격자상수를 결정하고 그 격자 내에

  포함되는 원자 또는 분자수에서 구한다. 

  결정의 밀도, 원자량 및 단위격자의 길이로부터 아보가드로 상수NA를 계산할 수 있다.

  X선이 반사된 각도로부터 Bragg식을 사용하여 단위격자의 크기를 계산할 수 있다.

  단위격자 부피와 결정의 밀도 사이에는 단순한 관계가 있다.

  단위격자에 들어있는 질량은 n M/NA 이며, 여기서 n은 몰질량이 M인 분자들이 단위격

  자내에 들어있는 수이다.

  따라서 완전한 결정에 대한 밀도는 다음과 같다.

  밀도= n M /NA V    (V는 단위격자의 부피이다.)

저는 화학과를 나왔는데 일학년때 아보가드로수 결정 실험을 했었거든요..

일반화학정도의 실험내용과 과정을 알려드릴께요..

도움이 될지 모르겠네요..

우리가 실험실에서 간단히 할 수 있는 것으로 스테아르산을 이용한 측정법이 있다.

1) 헥산을 피펫에 충분히 채워 메스실린더의 부피가 1.00mL이 될때까지 피펫으로

한방울씩 떨어뜨린다. 그리고 이 방울수를 측정한다. 몇 번 실험해서 평균수치를 구하는 것이 좋다. 방울을 떨어뜨릴때는 똑바로 세운 상태에서 실험한다. 그리고 눈금실린더보다는 뷰렛을 이용하는게 더 정확하다.

2) 큰 물통에 물을 충분히 채운 후 수면이 잔잔해 지게 한다. 그리고 송화가루를 물 표면 전체에 고루 뿌린다. 될 수 있으면 원형으로 뿌려주는 것이 좋다.

3) 스테아르산의 농도를 계산해 피펫에 넣은 후 송화가루가 퍼져있는 한 가운데에 떨어뜨린다. 스테아르산과 송화가루의 경계막을 쉽게 알 수 있다.

4) 원형으로 퍼진 스테아르산의 직경을 측정한다. 거의 대부분 원형으로 퍼지지 않으므로 대각선 방향을 여러번 측정해서 평균값을 계산한다.

다음과 같이 실험을 구성하여도 된다. 실험의 원리는 스테아르산의 성질인 지성과 단분자층이라는 성질을 이용한 것이다. 전체적인 흐름과 계산법은 다음과 같다.

1) 헥세인 1.00 mL를 그에 해당하는 헥세인의 방울 수로 나누어 주사기의 한 방울 부피를 구한다.

2) 스테아르산 용액 한 방울이 덮은 표면적의 직경을 측정해서, 표면적이 원이라고 가정하고, 원의 면적 공식을 이용하여 스테아르산 용액 단층막의 표면적을 구한다.

3) 스테아르산의 농도를 이용하면, 스테아르산 용액 한 방울의 부피(=헥산 한 방울의 부피)를 알고 있으므로, 비례식으로 스테아르산 용액 한 방울속의 스테아르산 고체의 질량을 구할 수 있다

4) 스테아르산의 밀도(0.941g/mL)는 주어지는 것이고 스테아르산의 질량을 알고 있으므로 스테아르산 의 부피를 구할 수 있다.

5) 4)에서 구한 부피를 결과 처리 과정 (2)에서 구한 표면적으로 나누어주면 단층막의 두께를 구할 수 있다.

6) 스테아르산은 탄소 원자 18개가 직선이 아니고 지그재그 형태로 연결되어 있다. 즉 이웃한 탄소 사이의 길이가 약 1.55 Å이고 탄소 원자 하나 건너에 있는 탄소와의 직선 거리가 2.56 Å이라면, 탄소 원자 18개가 지그재그로 연결된 사슬은 탄소 원자 15개가 완전한 직선으로 연결되었다고 생각할 수 있다. 따라서 단층막의 두께를 15로 나누어주면 탄소 원자의 직경을 알 수 있다. 탄소 원자가 정육면체라고 가정하면 탄소원자의 직경을 세제곱하여 탄소원자의 부피를 구할 수 있다.

7) 탄소 원자 1몰의 평균 질량을 다이아몬드의 밀도로 나누어주면 탄소 원자 1몰의 부피를 얻을 수 있다.

8) 탄소 원자 1몰의 부피를 탄소 원자 하나의 부피로 나누어주면 아보가드로 수(NA)를 계산할 수 있다.

출처: 네이버 지식인

----------------------------------아보가드로수의 결정실험의 좋은 자료!!

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    본문내용 실험목적
    미소한 기름방울을 분무(噴霧)로 만들어 전기를 띠게 하고 전기 마당에서 이것의 속도를 측정함으로써 얻어진 전하량이 전기 소량 e의 정수배가 됨을 이용하여 e를 결정하게 된다.

    이론
    희랍학자들이 호박으로 정전기 효과를 알아낸 이후, 1500년대 후반에 이러한 성질을 나타내는 물질을 '전기'라고 명명하였다. 18세기에 벤자민 프랭클린(Benjamin Franklin)은 전하의 개념을 명확히 하고, 전자유체 개념을 가정하였다. 1878년 윌리엄 크룩스(William Crookes)는 기체가 들어있는 밀폐된 유리관을 전원에 연결하면 기체가 빛을 내는 음극관을 발견하였다.

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