아보가드로 수의 결정
실험 목표
스테아린산은 물 표면에 퍼지면서 단막층을 형성하는데, 이 성질을 이용하면 탄소 1몰에 들어 있는 원자 수와 탄소 원자 1개가 얼마나 큰 가를 예상할 수 있다. 즉, 이 실험을 통해 아보가드로 수를 실험적으로 구할 수 있다.
실험에 사용되는 기구와 시약
시약:헥산,스테아르산,송화가루,액체시료
기구:큰 물통, 눈금실린더10ml, 유리모세관, 피펫, 증류수, 100ml 둥근 플라스크, 비커, 바늘, 온도계,가열기 링, 석면판, 알루미눔 박, 거름종이 ,50ml 눈금실린더
◇주의 및 참고사항
접시를 메탄올 NaOH 용액에 담궜다가 사용하는 것이 좋다. 물 표면에 스테아린산 용액을 가하기 전에 피펫을 이 용액으로 여러 번 씻어 내야 한다. 그렇지 않으면 헥산이 증발하기 시작하여 모세관 끝에 스테아린산의 진한 용액이 남아 있을 수 있다. 따라서 첫 방울에 더 많은 스테아린산이 포함 될 수도 있다.
실험원리
이 실험은 스테아린산( ) 이라는 탄화수소 화합물을 이용해 아보가드로의 수를 구하는 실험이다.
스테아린산은 비누와 같은 화합물로 지방산의 일종이다. 구조는 긴 사슬모양 으로 한쪽끝은 극성을 가진 카르복실기로, 다른 한쪽은 비극성인 탄화수소 사슬로 이루어져 있다. (그림1)
그리고 물의 구조상 물은 전자를 잘 잡아당기는 산소 한 개에 두 개의 수소가 104.5도의 각도를 이루며 결합되어 있어 전기 쌍극자의 성질을 갖고 있는 극성분자이다. 따라서 스테아린산의 카르복실기와 물 사이의 인력이 작용하게 되고, 반면에 무극성인 탄화수소 부분은 물과 접촉하지 않으려 한다. 결국 카르복실기가 물로 향하고 탄화수소 사슬이 물층위로 서있는 단분자층을 형성하게 된다. 분자층을 형성하면 그림 2처럼 스테아린산 분자가 수직으로 위치하게 된다. 이때 증류수 위의 스테아린산 단분자층의 두께는 대략적인 분자의 길이와 같다. 따라서 단분자층의 두께로부터 분자의 크기를 알게 되면 아보가드로 수를 계산할 수 있다
스테아린산의 분자구조
스테아린산 분자층
개념의 정의(참고 사항)
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2013.05.01
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