阿伏加德羅常數(shù)的測(cè)定與原理

1、阿伏加德羅常數(shù)的測(cè)定與原理 阿伏加德羅常數(shù)的符號(hào)是NA,單位是每摩（mol-1），數(shù)值是      NA = (6.0221376±0.0000036)×1023 /mol阿伏加德羅常數(shù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。它的測(cè)定精確度隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展而不斷提高。測(cè)定方法有電化學(xué)當(dāng)量法、布朗運(yùn)動(dòng)法、油滴法、X射線(xiàn)衍射法、黑體輻射法、光散射法等。這些方法的理論依據(jù)不同，但測(cè)定結(jié)果幾乎一樣，可見(jiàn)阿伏加德羅常數(shù)是客觀(guān)存在的重要常數(shù)。例如：用含Ag+的溶液電解析出1mol的銀，需要通過(guò)96485.3C（庫(kù)侖）的電量。已知每個(gè)電子的電荷是1.6021773

2、3×10-19C,則NA =       下面著重介紹單分子膜法測(cè)定常數(shù)的操作方法。  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?進(jìn)一步了解阿伏加德羅常數(shù)的意義。2學(xué)習(xí)用單分子膜法測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)的原理和操作方法。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理硬脂酸能在水面上擴(kuò)散而形成單分子層，由滴入硬脂酸剛好形成單分子膜的質(zhì)量m及單分子膜面積s，每個(gè)硬脂酸的截面積A，求出每個(gè)硬脂酸分子質(zhì)量m分子，再由硬脂酸分子的摩爾質(zhì)量M，即可求得阿伏加德羅常數(shù)N。實(shí)驗(yàn)步驟1測(cè)定從膠頭滴管滴出的每滴硬脂酸的

3、苯溶液的體積取一尖嘴拉得較細(xì)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(shù)，并計(jì)算出 1滴硬脂酸苯溶液的體積V1。2測(cè)定水槽中水的表面積用直尺從三個(gè)不同方位準(zhǔn)確量出水槽的內(nèi)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(fā)，硬脂酸全部擴(kuò)散至看不到油珠時(shí)，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(kuò)散，而呈透鏡狀時(shí)為止。記下所滴硬脂酸溶液的滴數(shù)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(fù)以上操作二次。重復(fù)操作時(shí)，先將滴管內(nèi)剩余的溶液擠凈，

4、吸取新鮮溶液，以免由于滴管口的苯揮發(fā)引起溶液濃度的變化。取三次結(jié)果的平均值。5計(jì)算（1）如稱(chēng)取硬脂酸的質(zhì)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(zhì)量為mV。（2）測(cè)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(shù)為（d1）（詳見(jiàn)注釋?zhuān)?，那么形成單分子膜需用硬脂酸的質(zhì)量為：（3）根據(jù)水槽直徑，計(jì)算出水槽中水的表面積S。已知每個(gè)硬脂酸分子的截面積A=2.2×1015cm2，在水面形成的硬脂酸的分子個(gè)數(shù)為：SA。（4）根據(jù)（2）和（3）的結(jié)果，可計(jì)算出每個(gè)硬脂酸分子的質(zhì)量為：（5） 1mol硬脂酸的質(zhì)量等于284g（即 M=284gmol

5、），所以 1mol硬脂酸中含有硬脂酸的分子個(gè)數(shù)，即阿伏加德羅常數(shù)N為：注釋?zhuān)寒?dāng)最后一滴硬脂酸溶液滴下后，這滴溶液在水面呈透鏡狀，說(shuō)這滴溶液沒(méi)有擴(kuò)散，即沒(méi)有參與單分子膜的形成。這時(shí)單分子膜已經(jīng)形成完畢，應(yīng)停止滴入溶液，所以，在計(jì)算形成單分子膜所需硬脂酸溶液的滴數(shù)時(shí)，應(yīng)將最后一滴減掉，即滴數(shù)計(jì)為d1。說(shuō)明：一、實(shí)驗(yàn)成功標(biāo)志根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的阿伏加德羅常數(shù) NA在（5-7）×1023范圍內(nèi)為成功。二、失敗征象實(shí)驗(yàn)測(cè)定的阿伏加德羅常數(shù)數(shù)量級(jí)不等于1×1023。三、原因分析1因?yàn)楸绞且讚]發(fā)的溶劑，故在配制、使用硬脂酸苯溶液的過(guò)程中因?yàn)楸降膿]發(fā)，造成濃度的變化。2在測(cè)量每滴硬脂酸苯溶液體積時(shí)是連續(xù)滴液的，在形成單分子膜時(shí)的滴液是間歇的，同時(shí)，滴管內(nèi)液體多少不同，手捏膠頭的力不同這些因素，均可導(dǎo)致液滴的大小不均勻。3水槽洗滌不干凈，將會(huì)造成很大的誤差。4水槽水面直徑測(cè)量不準(zhǔn)確也會(huì)造成誤差。四、注意問(wèn)題1苯中有少量的水，可用無(wú)水氯化鈣或氧化鈣除去。2配好待用的硬脂酸苯溶液一定要嚴(yán)加密封，防止苯的揮發(fā)。在使用過(guò)程中要隨時(shí)加塞塞住。3在使用膠頭滴管滴液時(shí)，均要采取垂直滴入法，以保持液滴大小均勻。4在形成單分子膜的過(guò)程中，應(yīng)保持水面平靜，防止單分子膜重疊。5水槽的洗滌：每做完一次實(shí)