유리기구의 불확실도 결정 & 아보가드로수의 결정

목차

실험 1-1. 유리기구의 불확실도 결정

실험 A. 무게 측정
실험 B. 피펫을 이용한 액체의 이동
실험 C. 눈금실린더를 이용한 액체의 이동
실험 D. 뷰렛을 이용한 액체의 이동

내용 고찰


실험 1-2. 아보가드로수의 결정

1.원리
2. 실험방법
3. 실험결과

내용 고찰

본문내용

정한다.
3. 실험결과
1) 주사기의 보정
(1) 1.00 ml에 해당하는 헥세인의 방울 수 223방울, 218방울
(2) 헥세인 한 방울의 부피 0.004535147mL/방울
2) 스테아르산 용액 한 방울의 덮은 표면적
(1)단층막의 직경 2.85cm
스테아르산막의 직경을 여러방향으로 재본 결과 3.3, 2.9, 2.7, 2.5cm 가 나왔고 이를 평균내면 지름이 2.85cm인 원으로 추정할 수 있다.
(2) 단층막의 넓이 2.030625π cm2
지름을 추정했으므로 원의 넓이 구하는 공식으로 구할수 있다.
3)스테아르산 단층막의 두께(스테아르산의 밀도 : 0.941g/mL)
(1) 스테아르산의 농도 0.219g/L
미리 만들어 논 용액.
(2) 측정된 방울수로부터의 스테아르산 한 방울의 부피 0.000001055mL
스테아르산용액의 농도가 0.219g/L 이므로 스테아르산용액 0.004535147mL 속에는 0.000000993g의 스테아르산이 들어있다. 스테아르산의 밀도는 0.941g/mL이므로 0.000000993g의 스테아르산의 부피는 0.000001055mL이다.
(3) 단층막의 두께 0.000710905cm
헥세인은 휘발성이 강해서 바로 증발하므로 단층막은 스테아르산이 한 겹으 로 퍼져 있다고 볼 수 있다. 부피는 단층막의 넓이 *　두께이다.
여기서 부피는 0.000001055mL=0.000001055cm3이고, 단층막의 넓이는 2.030625π cm2이므로 두께를 구할 수 있다. 단층막의 두께를 구하면 0.000000165cm가 된다.
4)탄소 원자의 크기와 부피
(1) 단층막의 두께로부터 계산한 탄소 원자의 직경 0.000000011cm
스테아르산은 옆 그림에서 보여지듯이, 탄소 원자 18개가 직선이 아니고 지그재그 형태 (109.5o)로 연결되어 있다. 즉 이웃한 탄소 사이의 길이가 약 1.55Å 이고, 탄소 원자 하나 건너에 있는 탄소와의 직선 거리가 2.56Å이라면, 탄소 원자18개가 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 탄소 원자의 부피를 구할 수 있다.
위의 원리에 따라 단층막의 두께를 15로 나누어주면 0.000000011cm가 나오고 이를 탄소 원자의 직경으로 볼수 있다.
(2) 탄소 원자의 부피 1.341914973*10^-24cm^3=1.341914973*10^-24mL
위 설명에 따라 탄소 원자가 정육면체라면 탄소원자의 직경을 세제곱하면 탄 소 원자의 부피를 구할 수 있다.
5) 탄소 원자 1몰의 부피 3.421937322mL
다이아몬드는 탄소로만 구성 되있고 밀도는 3.51g/cm3이므로 이를 이용해 탄소 원자 1몰의 부피를 구할 수 있다. 탄소 원자 1몰의 평균 질량은 12.011g이므로
12.011g : VmL = 3.51g : 1mL 가 성립하고 여기서 V를 구하면 3.421937322mL가 된다.
6) 아보가드로의 수 계산
NA = 이 식에서 Vm = 3.421937322mL/mol이고,
V1 = 1.341914973*10^-24mL/개 이므로
NA를 구하면 2.550040346*10^24개/mol이 된다.
7) 오차 (실제 아보가드로의 수 : 6.02 1023/mol) 423.5947419%크다.
내용 고찰
실제 아보가드로의 수 보다 4배 가까이 큰 수가 나왔다. 탄소원자 1몰의 부피를 크게 계산 했던지, 탄소원자하나의 부피를 작게 계산했기 때문일 것이다. 전자는 다이아몬드가 탄소로 빽빽이 차있다는 전제하에 실험을 했기 때문에 문제가 될 것 같지 않다. 후자도 화학실험홈페이지에 있는 자료를 바탕으로 두께를 18로 나누지 않고 15로 나누어 제대로 구했다고 생각했다. 하지만 스테아르산을 물위에 떨어뜨렸을 때 스테아르산분자가 다이아몬드의 탄소처럼 빽빽이 차있지 않기 때문에 표면적이 빽빽할 때 보다 더 크게 나왔고 이로 부피를 나누었으니 두께가 작게 나왔을 것 같다. 두께가 작게나와 이로부터 추정한 탄소원자 한 개의 직경이 작게 계산 됐을 것이고 이를 3승한 부피도 작아졌을 것이다. 따라서 아보가드로의 수가 4배 더 크게 나왔던 것 같다. 또, 계산기의 자릿수 한계, 스테아르산 직경 측정의 부정확성등 여러 요인도 실험결과가 잘못 나오게 했을 것이다. 실험결과가 정확하지 않긴 했지만, 많은 생각을 해보게 해준 실험이었던 것 같다.

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