[실험] 아보가드로 수의 결정

1. 몰(mole) : 원자나 분자의 수량, 물질의 양을 나타내는 단위

탄소 12g 안에 들어있는 탄소원자의 수 를 1mol로 규정

1) 아보가드로 수(NA) : 1mol 안에 들어있는 입자의 수

6.022 × 1023/mol

2) 몰 질량 : 어떤 분자의 개수가 1mol일 때 그 질량을 가르키는 단위 단위 : (Kg/mol), (g/mol)

① 탄소의 몰 질량 = 12g

② 몰 질량 = 1개 입자의 질량 X 아보가드로 수(NA)

ex) 탄소의 몰 질량 12g = 탄소 1개의 질량 X 6.022 X 1023

3) 몰 부피 : 어떤 물질의 1mol 이 차지하는 부피

몰 부피(Vm) = �

�

2. 실험도구 : 100ml 부피 플라스크, 파스퇴르 피펫 , 10ml 메스 실린더

100ml 비커, 500ml 비커, 30cm 자, 약수저, 송화가루

스테아르산, 헥산, 약포지, 저울, 10mL 눈금 실린더

3. 실험 방법

1) 스테아르산 용액의 제조
① 100ml 부피 플라스크에 헥산을 1/3 정도 채운다
② 스테아르산 0.01g 을 계량 한 뒤 부피플라스크에 넣는다.
③ 헥산을 100ml 까지 채운다.

2) 피펫의 보정
① 100ml 비커에 헥산 5ml 를 준비한 뒤 파스퇴르 피펫을 이용하여

메스실린더의 1ml 까지 헥산이 몇 방울 들어가는지 센다.
② 3번 반복하여 평균값을 계산한다.

3) 스테아르산 단층막 직경 측정
① 1000ml 비커에 물을 가득 채운 뒤 테이블 위에 올려 놓는다.
② 물이 잔잔해지면 약수저를 이용해서 송화 가루를 물위에 뿌린다.
③ 송화가루 중심에 피펫을 이용하여 스테아르산 용액 한 방울을 떨어뜨린다.
④ 자를 이용하여 직경을 측정한다.

⑤ 같은 방법으로 3번 반복하여 평균값을 계산한다.

4. 주의 및 참고사항

① 헥산은 휘발성, 인화성이 큰 물질이기 때문에 조심하여 취급한다.

② 스테아르산 용액을 담은 용기는 마개를 막아두어야 한다.

③ 스테아르산 용액을 넣은 피펫을 공기 중에 오래 놓아두면 헥산이 증발해서 스테아르산 용액이 진하게 된다. 따라서 피펫을 사용하기 전에 스테아르산 용액으로 여러 차례 헹구어 사용한다.

④ 비커의 물이 흔들리면 오차가 커질 수 있으므로 비커의 물이 최대한 잔잔할 때 실험 한다.

5. 실험 원리

● 가정 : 물에 헥산을 떨어뜨렸을 때 스테아르산의 입자가 수직으로 설 것이다.

1) 다이아몬드의 밀도와 탄소의 몰 질량을 이용해 탄소의 몰 부피를 계산하고,스테아르산 단층막을 통해 구해낸 탄소 하나의 부피로 나누어주면 아보가드로 수를 알아낼 수 있다.

2) 탄소의 몰 부피(Vm) =

3) 아보가드로의 수(NA) =�

4) 스테아르산 분자 내의 극성부분은 물 쪽을 향하고, 비극성부분은 물의 반대방향을 향하게 되어 촘촘히 배열된 스테아르산 단층막의 직경을 통해 스테아르산 분자 1개의 길이를 알 수 있다.

5) 스테아르산( ) : 탄소수 18의 포화 고급지방산 글리세롤과의 에스터로 널리 동식물계의 유지나 인지질에 함유되어 있고 천연으로는 가장 다량으로 존재하는 지방산

① 결정 모양 : 상온에서 흰색의 나뭇잎 모양 결정

② 녹는점 : 71∼71.5℃

③ 응고점 : 69.4℃

④ 성질

㉠ 물에는 녹지 않으나, 유기용매에는 잘 녹는다.

㉡ 소나 양 등의 상온에서 고체인 지방에는 특히 함유량이 많고, 액체 상태인

식물유에는 비교적 적다.

㉢ 이용 : 비누, 양초의 제조, 연고 등의 약품, 화장품용 크림 등에도 대량으로 사용됨