确定Avogatero常数实验的重新设计_科学论文

阿伏加德罗常数测定实验的重新设计,本文主要内容关键词为:常数论文,伏加德论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

中学化学教材中,通常以硬脂酸作为测定阿伏加德罗常数的实验材料,硬脂酸为固态,需用苯作溶剂,且实验的基础是已知硬脂酸分子的截面积,这不仅增加了学生对有害药品的接触,而且需以另一实验数据为基础。实际上,这一油脂类或脂肪酸类中有很多材料可用于该实验,若用液态物质,不但不需要该物质的分子截面积,而且也成了一个测定该物质分子截面积(分子半径)的附加实验,下面介绍其方法。

1.原理

除硬脂酸外,只要具有特定的分子结构和分子量、能在水面形成单分子膜的物质都可以作为该实验的材料。对液态材料来说,一定体积的某物质在水面形成的液膜越宽,表示该物质的分子直径越小,反之,则表示该物质的分子直径越大,据此可由物质的体积和液膜的面积求出分子的大小及分子的个数,进而求出1摩尔该物质的分子个数,即阿伏加德罗常数。

2.方法步骤(液态材料)

(1)测定从胶头滴管滴出的每滴液态油的体积。取一尖嘴拉得很细的胶头滴管,吸入液态油,往小量筒中滴入lmL,同时记下它的滴数,并计算出1滴液态油的体积V[,1]。

(2)测定水槽中水的表面积。用直尺从三个不同的方位准确量出水槽的内径,取其平均值R。

(3)液态油单分子膜的形成。用胶头滴管吸取适量液态油,在距离水面约5cm处垂直往水面上滴一滴,看不到油珠后再滴第二滴,……直到滴下油滴后,液态油不再扩散,而呈透镜状时为止,记下所滴的滴数。

(4)把水槽中的水倒掉,用清水将水槽洗刷干净后,注入半槽水,重复以上操作两次,取三次结果的平均值d。

(5)测量1摩尔液态油的体积。若液态油的分子量为M,准确称取M克液态油,用量筒准确量出其体积V。为了操作的方便,也可先称空量筒的质量,再量取一定量的液态油,并称量,然后计算出M克液态油的体积V。

3.计算(设液态油的分子半径为r)

如图1所示为单分子膜的平面排列图,假设单分子膜为长方形,长为a,宽为b,长度方向上分子间的距离为2r,宽度方向上分子间的距离(即排距)

图3为分子的立体排列图,假定体积为(d-1)v[,1]的液态油盛于一长方体容器内,长为a,宽为b′,高为c′,长度方向上分子间的距离为2r,宽度方向上分子间的距离附图

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