실험보고서 - 아보가드로수의 결정
분야
hwp친수성(Hydrophilic)과 소수성(hydrophobic)을 모두 갖는 스테아르산이 물 표면에서 단분자막을 형성하는 성질을 이용하여 탄소 1몰에 들어있는 원자수와 탄소 1개의 크기를 예상하여 문헌으로 알고 있는 아보가드로수(NA)와 비교하여 본다.
2. 원리 ( Introduction)
아보가드로수(Avogadro’s number, NA)란 정확히 12g에 존재하는 ¹²C 원자의 숫자로 정의되고(SI단위), 아보가드로 수 만큼에 해당하는 원자나 분자를 1몰(mole) 이라고 한다. 아보가드로수가 의미하는 바는 문자와 원자와 같이 미시적인 질령과 1몰의 분자나 원자가 갖는 거시적인 질량 사이의 관계를 설명해준다.
아보가드로수를 구하기 위한 방법은 우리가 실험을 하려는 방법 외에 몇 가지가 있다.
? 라듐의 α붕괴에 의한 헬륨 생성량을 측정하여 구하는 방법
? 밀리컨의 기름방울 실험을 이용한 기본전하량의 결정 및 전기분해로부터 얻은 패러데이 상수를 함께 써서 구하는 방법
? 결정(예:다이아몬드)의 단위격자를 X선 회절법을 사용하여 정확히 구조를 결정한 다음, 그 속의 원자수를 구하는 방법
? 브라운 운동의 관측
? 단분자막의 관측(이번 실험)
일반적으로 액체 내부에서 한 분자에 나타나는 힘은 모든 방향에 대해 균일하다. 그러나 표면에서는 분자를 안으로 끄는 알짜힘이 존재한다. 따라서 표면에 있는 분자들은 내부에 있는 분자보다 높은 에너지를 갖는다. 이것이 표면장력이라 부르는 힘의 원천이 된다. 물의 표면장력은 대단히 큰데 그 이유는 수소결합 때문이다. 물이 가지고 있는 또 다른 성질은 물 분자가 극성을 띠고 있다는 것이다. 그 이유는 물 분자의 구부러진 구조(bending structure)에 기인한다. 물은 전기 쌍극자(electric dipole)의 성질을 갖고 있는 극성분자(polar molecule)이다. 물 분자의 이런 극성은 전하를 가진 이온뿐만 아니라 다른 극성 분자를 안정화시켜서 잘 녹게 만들어준다. 그러나 쌍극자의 성질을 갖지 않는 벤젠이나 헥세인과 같은 비극성 분자들은 물과 잘 섞이지 않는다.
일반화학실험책, 실험결과
