,物質的量[第一課時]
na = (6.0221376±0.0000036)×1023 /mol
阿伏加德羅常數由實驗測定。它的測定精確度隨著實驗技術的發展而不斷提高。測定方法有電化學當量法、布朗運動法、油滴法、x射線衍射法、黑體輻射法、光散射法等。這些方法的理論依據不同,但測定結果幾乎一樣,可見阿伏加德羅常數是客觀存在的重要常數。例如:用含ag+的溶液電解析出1mol的銀,需要通過96485.3c(庫侖)的電量。已知每個電子的電荷是1.60217733×10-19c,則
na =
下面著重介紹單分子膜法測定常數的操作方法。
實驗目的
1.進一步了解阿伏加德羅常數的意義。
2.學習用單分子膜法測定阿伏加德羅常數的原理和操作方法。
實驗用品
膠頭滴管、量筒(10 ml)、圓形水槽(直徑 30 cm)、直尺。
硬脂酸的苯溶液。
實驗原理
硬脂酸能在水面上擴散而形成單分子層,由滴入硬脂酸剛好形成單分子膜的質量m及單分子膜面積s,每個硬脂酸的截面積a,求出每個硬脂酸分子質量m分子,再由硬脂酸分子的摩爾質量m,即可求得阿伏加德羅常數n。
實驗步驟
1.測定從膠頭滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的體積
取一尖嘴拉得較細的膠頭滴管,吸入硬脂酸的苯溶液,往小量筒中滴入 1ml,然后記下它的滴數,并計算出 1滴硬脂酸苯溶液的體積v1。
2.測定水槽中水的表面積
用直尺從三個不同方位準確量出水槽的內徑,取其平均值。
3.硬脂酸單分子膜的形成
用膠頭滴管(如滴管外有溶液,用濾紙擦去)吸取硬脂酸的苯溶液在距水面約 5 cm處,垂直往水面上滴一滴,待苯全部揮發,硬脂酸全部擴散至看不到油珠時,再滴第二滴。如此逐滴滴下,直到滴下一滴后,硬脂酸溶液不再擴散,而呈透鏡狀時為止。記下所滴硬脂酸溶液的滴數d。
4.把水槽中水倒掉,用清水將水槽洗刷干凈后,注入半槽水,重復以上操作二次。重復操作時,先將滴管內剩余的溶液擠凈,吸取新鮮溶液,以免由于滴管口的苯揮發引起溶液濃度的變化。取三次結果的平均值。
5.計算
(1)如稱取硬脂酸的質量為m,配成硬脂酸的苯溶液的體積為v,那么每毫升硬脂酸的苯溶液中含硬脂酸的質量為m/v。
(2)測得每滴硬脂酸的苯溶液的體積為v1,形成單分子膜滴入硬脂酸溶液的滴數為(d—1)(詳見注釋),那么形成單分子膜需用硬脂酸的質量為:
(3)根據水槽直徑,計算出水槽中水的表面積s。已知每個硬脂酸分子的截面積a=2.2×10-15cm2,在水面形成的硬脂酸的分子個數為:s/a。
(4)根據(2)和(3)的結果,可計算出每個硬脂酸分子的質量為:
(5) 1mol硬脂酸的質量等于284g(即 m=284g/mol),所以 1mol硬脂酸中含有硬脂酸的分子個數,即阿伏加德羅常數n為:
注釋:當最后一滴硬脂酸溶液滴下后,這滴溶液在水面呈透鏡狀,說這滴溶液沒有擴散,即沒有參與單分子膜的形成。這時單分子膜已經形成完畢,應停止滴入溶液,所以,在計算形成單分子膜所需硬脂酸溶液的滴數時,應將最后一滴減掉,即滴數計為d—1。
說明:
一、實驗成功標志